[e돋보기] 무선충전 기술이란?

[양태훈기자] 무선충전은 말그래로 충전 어댑터나 전원케이블과의 연결없이 충전패드(거치대) 위에 기기를 올려놓는 것만으로 충전이 가능한 기술을 말한다. 이는 충천패드와 기기를 접촉하는 '자기유도' 방식과 일정 거리 안에서 충천패드와 접촉없이 충전이 가능한 '자기공명(자기공진)' 방식으로 구분된다.

자기유도방식은 충천기패드에 탑재된 송신부 코일에 전류를 흘려 자기장을 생성, 해당 자기장이 수신부 코일에 전달돼 전류를 형성하고 배터리를 충전하는 원리로 구동된다.

이 기술은 전류를 전송하는 송·수신부가 접촉하는 방식을 취함에 따라 충전효율이 90%에 달할 정도로 효율성이 높지만, 송·수신부 간 접촉거리가 1밀리미터(mm)로 제한됨에 따라 활용성 측면에서는 다소 제약이 큰 것이 단점.

반면, 자기유도방식은 충전패드에 탑재된 송신부와 스마트폰에 적용된 수신부 사이에 유도 전류를 발생, 자기유도방식 대비 먼 거리에서도 충전이 가능한 이점을 제공한다. 단, 충전효율은 1미터(m) 거리에서 약 90%를 달성했지만, 2m 떨어진 거리에서는 40% 정도로 줄어들어 원거리에 따른 기술개발이 요원한 상태다.

이에 현재 시장에서는 세계무선충전연합(WPC)이 이끄는 자기유도방식의 무선충전 기술이 대세를 이루고 있다. 삼성전자를 비롯해 LG전자, 마이크로소프트 등이 WPC의 자기유도방식 기술을 활용, 자기유도방식을 지원하는 제품을 시중에 출시한 상태.

WPC의 자기유도방식은 현재 최대 9와트(W)까지 출력을 제공, 내년에는 15W까지 출력이 높아져 무선충전효율이 더 높아질 전망이다.

실제 삼성전자는 최근 출시한 '갤럭시노트5' 및 '갤럭시S6엣지 플러스'에 9W급의 효율을 제공하는 무선충전 기술을 적용, 약 120분만에 3천밀리암페어(mAh)의 배터리를 완전 충전할 수 있는 효율성을 제공하는데 성공했다. 이에 따라 내년 15W급의 무선충전기술이 보급되면 배터리를 완충하는데 걸리는 시간은 60분으로 크게 줄어들 전망이다.

자기공명방식은 현재 무선충전연합(A4WP)가 주도 중이다. A4WP는 지난 2012년 11월께 자기공명 방식을 이용한 무선충전기술 표준인 '리젠스'를 발표, 기술 보급화에 박차를 가했지만 기기 간의 자기장 공명에 따라 발생하는 전자파 유해성 논란으로 상용화에 어려움을 겪고 있는 상태.

이에 따라 삼성전자를 비롯해 LG전자, 인텔, 퀄컴 등의 업체들이 회원들이 대거 참여하고 있지만, WPC 대비 보급화는 다소 뒤쳐지는 상황이다.

A4WP는 이를 극복하기 위해 올해 초 WPC 외 자기유도 방식의 기술을 지원하는 PMA(Power Matters Alliance)와의 합병을 추진, 차세대 기술로 자기공명과 자기유도를 통합한 무선충전 방식을 준비 중이다.

앞서 리젠스 도입을 준비해 온 삼성전자의 주요 부품 공급업체 삼성전기도 자기유도 및 자기공명 방식을 혼용, 원거리에서 충전히 가능한 활용성을 확보하되 전자파 논란을 피할 수 있는 기술을 개발 중이다.

한편, 시장조사업체 IHS에 따르면 무선충전 기기 시장은 출하량 기준 지난해 5천500만대에서 올해 1억2천만대로 성장, 오는 2024에는 20억 대로 급증할 전망이다.