휴대폰을 사용하다 보면 생각보다 빨리 배터리가 닳아 난감할 때가 있습니다. 특히 최근 많이 사용하는 스마트폰은 각종 앱 때문에 전력소모가 늘어나 일반 휴대폰보다 더 빨리 배터리가 소모됩니다. 그렇다고 예비 배터리와 충전 케이블을 항상 들고 다니자니 불편함이 이만저만이 아닙니다. 삼성·LG전자 등 휴대폰 제조업체는 이런 불편함을 해소하기 위해서 무선충전 기능을 탑재한 스마트폰을 속속 선보이고 있습니다. 스마트폰을 충전패드에 올려놓기만 하면 자동으로 충전이 시작되고 별도 충전 케이블이 필요 없는 편리함 때문에 무선충전에 대한 관심은 높아지고 있습니다. 올해부터는 스마트폰은 물론이고 전기자동차 디지털 카메라 등 전자기기 전반에 무선 충전 기능을 탑재한 제품이 더욱 늘어날 전망입니다.
Q:무선 충전 기술은 어떤 원리인가요.
A:무선 충전 기술은 굉장히 다양합니다. 구현방법에 따라 크게 전자기유도(electromagnetic inductive coupling method) 방식, 근거리전송(electromagnetic radiation)방식, 자기공명(Resonant Magnetic Coupling)방식, 전자기파(Microwave)방식으로 나눌 수 있습니다. 그 중에서도 최근 가장 주목받고 있는 것은 전자기 유도 방식과 자기공명 방식입니다.
전자기유도 방식은 전류가 흐르면서 생긴 자기장이 새로운 전류를 만드는 원리입니다. 충전패드 전원을 켜면 충전 패드의 코일에서 자기장을 발생합니다. 이 자기장으로 스마트폰에 내장된 코일에서 유도 전류를 만들어 배터리를 충전하는 방식입니다. 전력 전송 효율이 90%이상에 달하고 인체에 무해하지만 전송거리가 짧은 것이 단점입니다.
자기공명 방식은 송신부 코일에서 자기장을 생성해 같은 주파수를 갖고 있는 수신부 코일에만 전력을 전달하는 원리입니다. 송신부와 수신부 사이에 장애물이 있어도 전송이 가능하고 전송 효율은 2미터 가량 떨어진 거리에서 약 50% 정도입니다. 현재 삼성전자와 LG전자 등이 기술 개발에 매진하고 있습니다.
Q:무선 충전 기술은 어떤 점이 좋나요.
A:우선 스마트폰과 노트북 등 모바일기기의 배터리 부족문제를 해결할 수 있습니다. 책상이나 테이블에 무선충전패드를 놓고 그 위에서 모바일기기를 사용하면 배터리가 충전돼 장시간 사용할 수 있게 됩니다. 카페, 공항, 택시, 사무실, 식당 등 공공장소에 무선충전패드를 설치하면 모바일기기 제조사마다 서로 다른 충전단자에 상관없이 다양한 모바일기기를 충전할 수 있습니다.
무선 충전 기술이 청소기, 선풍기 등의 생활가전제품에 적용되면 일부러 콘센트를 찾아다닐 필요가 없고 복잡한 케이블 전선이 사라지면 가정 내에서 더 폭 넓게 공간을 활용할 수 있습니다. 최근 출시되고 있는 전기자동차를 현재의 가정용 전원으로 충전하면 많은 시간이 소요되지만 무선전력전송 기술로 높은 전력을 전송하면 충전시간을 줄일 수 있습니다. 주차장 바닥에 무선충전시설을 설치하면 전기자동차 주변에 전원케이블을 준비해야 하는 불편함도 해소 할 수 있습니다.
Q:어떤 기업이 무선 충전 기술을 개발하고 있나요.
A:무선 충전 기술은 소비자에게 편리함을 제공하는 한편 폐건전지를 줄일 수 있는 친환경 기술입니다. 이런 장점 때문에 현재 세계의 주요 휴대폰 제조사, 이동통신사, 칩 제조사 등이 모두 무선전력전송 관련 기술을 개발하고 있는 상황입니다. 특히 삼성전자와 애플이 관련 특허를 가장 많이 등록하면서 기술 개발을 주도하고 있습니다. 우리나라에서는 지난 2010년 65건의 무선 충전 관련 특허가 출원됐으며, 이 중 전자기유도 방식이 58%, 자기공명방식이 52%를 차지했습니다.
무선 충전 기술이 탑재된 제품은 가까이에서 찾을 수 있습니다. 최근 출시된 스마트폰인 삼성전자 갤럭시S3와 LG전자 옵티머스 LTE2에는 전자기유도방식 무선 충전 기술이 사용됐습니다. 퀄컴은 전기자동차용 무선충전기 기술을 개발하고 있고, GM은 전기자동차 안에 무선충전기를 적용할 예정입니다.
주최:전자신문 후원:교육과학기술부 한국교육학술정보원
윤희석기자 pioneer@etnews.com
