[대한민국 희망 프로젝트]〈483〉무선 충전

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요즘 스마트폰 시장에서 `무선충전`이 뜨거운 관심사입니다. 무선충전 기술은 말 그대로 선(케이블) 없이 배터리를 충전하는 기술입니다. 정확히 표현하면 무선 전력 송·수신 기술이죠. 이 기술 자체는 꼭 스마트폰에 국한되지 않습니다. 하지만 스마트폰 무선 충전이 유독 많은 관심을 받는 건 그만큼 편리하기 때문입니다.

팬택 스카이 IM-100과 무선충전기
<팬택 스카이 IM-100과 무선충전기>

스마트폰은 언제 어디서든 우리가 휴대하는 물건입니다. 게다가 가만히 둬도 계속 배터리가 소모되죠. 그러다 보니 충전 편의가 곧 사용 편의와 직결됩니다. 무선 충전은 케이블 없이도 배터리를 충전할 수 있습니다. 거추장스러운 케이블에서 해방되는 셈입니다. 무선충전기 판을 테이블이나 자동차에 붙이면? 언제 어디서든 충전 가능한 환경이 조성됩니다. 이러다 보니 무선충전 기술은 스마트폰 시장 `대세`로 굳어지는 중입니다.

Q:어떤 제품이 무선충전을 지원하나요.

A:무선충전을 사용하려면 우선 스마트폰이 무선으로 전달되는 전력을 받을 수 있어야 합니다. 스마트폰에 이 기능이 기본 내장된 대표적인 제품은 삼성전자 갤럭시S, 갤럭시노트 시리즈입니다. 갤럭시S6부터 무선충전을 기본 지원하기 시작했죠. 이후 갤럭시노트5, 갤럭시S7에도 같은 기능이 들어갔습니다.

삼성전자 갤럭시S6와 무선충전기
<삼성전자 갤럭시S6와 무선충전기>

`기본 지원`이라는 건 별도 액세서리 없이 무선충전을 사용할 수 있다는 뜻입니다. 스마트폰에서 무선충전을 기본 지원하려면 자체 케이스와 회로에 관련 부품을 내장해야 합니다. 아니라면 별도 액세서리로 판매되는 케이스를 끼워야 합니다. 스마트폰 충전부와 연결된 케이스와 충전판이 전력을 주고받는 원리입니다. 무선충전 편의가 상당 부분 반감되죠. 케이블을 역할을 액세서리가 대신하는 셈이니까요. 그래서 요즘은 무선충전이라고 하면 별도 액세서리가 필요 없는, 내장형 무선충전을 주로 뜻합니다.

전력을 보내주는 무선충전기 형태는 무한 진화하고 있습니다. 가장 기본적인 건 패드 형태입니다. 정품 액세서리로 많이 판매되죠. 일반 충전기처럼 케이블을 연결하고, 그 위에 스마트폰을 올려두면 충전이 됩니다.

기아자동차 K5 무선충전패드
<기아자동차 K5 무선충전패드>

그런데 이 패드가 곳곳에 들어가게 되면서 재미있는 일이 벌어집니다. 자동차 센터페시아에 스마트폰을 올려두기만 하면 충전이 되는 세상이 됐습니다. 국산차 중에는 기아자동차 K5가 이 기능을 처음으로 선보였습니다. 가구도 대표적인 품목입니다. 이케아, 퍼시스 등이 무선충전 가구를 내놓습니다. 회의용 탁자, 탁상 스탠드 등에 무선충전기를 내장해 스마트폰을 올려두면 충전됩니다.

Q:선도 없이 어떻게 충전을 하나요.

A:무선충전 원리는 크게 두 가지 정도로 볼 수 있습니다. 자기유도, 자기공명 방식이 대표적입니다. 전류가 흐르면 자기장이 생깁니다. 자기유도 방식은 이 자기장을 이용합니다. 우선 충전패드가 코일에서 자기장을 만듭니다. 자기장이 스마트폰에 내장된 또 다른 코일에서 유도 전류를 만들면 배터리가 충전됩니다. 전력 효율이 좋지만 충전패드와 스마트폰이 정확히 붙어 있어야 충전이 됩니다. 충전부가 흐트러지거나 멀리 떨어지면 충전이 안 되죠. 그래서 `접촉식` 무선충전이라고도 불립니다.

자기공명 방식은 주파수를 이용해 전력을 전달합니다. 충전 패드 송신부가 자기장을 만들면 같은 주파수를 가진 송신부 코일이 전력을 받습니다. 무선 주파수를 이용하기 때문에 충전 패드와 스마트폰 사이에 동전 같은 장애물이 있어도 충전됩니다. 둘 사이가 약간 떨어져 있어도 충전이 되죠. 그래서 `비접촉식` 충전입니다. 사용하기 편리하지만 충전 효율이 낮습니다.

Q:더 해결해야 하는 과제는 없나요.

LG이노텍이 개발한 15W급 무선충전 모듈
<LG이노텍이 개발한 15W급 무선충전 모듈>

A:무선충전은 아직 신기술 축에 속합니다. 당연히 해결해야 할 과제도, 개발해야 할 기술도 많습니다. 우선 자기공명 방식 무선충전은 스마트폰에 적용된 사례가 없습니다. 상용화가 임박했다는 분석이 많지만 아직까지 양산 제품은 없습니다. 애플은 풀메탈 케이스를 쓰는 아이폰 특성상 이 방식이 아니면 무선충전을 채택하지 않을 것이라는 설도 있습니다. 자기공명 방식은 무선주파수를 사용하기 때문에 유해 전자파 논란도 해소해야 합니다.

효율도 해결해야 합니다. 무선충전 기술이 아무리 발전해도 당장은 케이블 충전보다 효율이 좋기는 어렵습니다. 지금은 송·수신 출력을 높이는 방식으로 대응하고 있습니다. 최근에는 15와트(W) 출력을 내는 충전 기술도 나왔습니다. 이 정도면 유선과 거의 대등한 충전 속도를 나타내기는 하지만 여전히 효율은 낮습니다.

송준영기자 songjy@etnews.com