자기유도 방식 신제품 출시 잇따라
이달 출시될 예정인 삼성전자 ‘갤럭시s4’에 무선 충전 기능이 탑재될 것으로 알려지면서 시장의 이목이 집중되고 있는 것이다.
특히 충전기를 직접 출시하는 것이 아닌, 단말기에 모듈만 탑재하기로 함에 따라 여타 협력업체들의 무선 충전기 시장 진입이 활발히 이뤄질 전망이다.
□ 기술 개요 = 무선 충전은 말 그대로 선 없이 충전하는 기술을 뜻한다.
현재 쓰이고 있는 충전 어댑터는 가정에 공급되는 전압을 각 기기에 맞게 낮은 전압으로 바꿔주는 변압기의 역할을 하는데, 변압기는 1차 코일과 2차 코일이 감긴 수의 비로 전압을 얻는다.
무선 충전은 이 1차 코일과 2차 코일을 물리적으로 이격시켜 놓은 것으로 보면 된다.
무선 충전은 크게 자기유도(magnetic induction) 방식과 자기공진(magnetic resonance) 방식으로 나뉜다.
자기유도 방식은 수㎽에서 수십㎾ 이상을 전송할 수 있다. 전송거리는 전송 용량에 따라 다르지만 수백W 이하에서는 수cm 이하로 한정된다.
이 방식은 낮은 품질계수(quality factor)를 갖는 공진 코일을 사용하기 때문에 송수신 코일의 중심이 일치되도록 위치시키는 것이 매우 중요하다. 결국, 송수신 코일 간 위치에 따른 자유도가 크게 떨어진다.
무선전력컨소시엄(WPC)이 자기유도 기술을 기반으로 한 표준을 제정하고 있다.
자기공진 방식은 전자기 유도와 달리, 송수신 코일의 품질계수가 매우 높아, 송수신 코일 간 거리가 멀어지거나 중심이 어긋나도 매우 높은 전송효율을 유지할 수 있다.
즉, 수십cm에서 1m까지 전송이 가능하며, 하나의 충전기로 여러 디바이스를 충전할 수 있음은 물론, 동일한 공진 주파수를 갖는 기기 사이에만 전력 전송이 일어나기 때문에 다른 전자기기나 인체에 영향을 주지 않는다.
현재 가장 탄력을 받는 기술 표준은 WPC의 자기유도 방식이지만, 충전판 위의 정확한 위치에 기기를 밀착시켜야 한다는 문제를 지니고 있다.
이에 삼성전자와 퀄컴이 A4WP라는 컨소시엄을 구성해, 거리가 떨어져도 충전이 되고 충전판 하나로 다수 기기를 동시 충전할 수 있는 자기공진 방식을 표준으로 밀고 있다.
이외에도 파워매터스얼라이언스(PMA)나 소비가전협회(CEA)에서 자체 기술 표준을 내세우고 있는 실정이다.
업계에선 무선충전이 결국 한 가지 표준으로 통일될 가능성이 크다면서도, 그 과정이 쉽지는 않을 것이라는 전망이다.
WPC 같은 한 컨소시엄에 참여해 이미 제품을 내놓은 회사가 다른 기술로 바꾸기가 쉽지 않기 때문이라는 설명이다.
시장조사업체 IMS리서치는 무선 충전 장치가 쓰일 수 있는 이동 기기가 최대 50억 대에 이를 전망이라면서도, 기술 표준의 정착이 지연됨에 따라 2015년에도 무선 충전 기술은 1억 대 정도에만 적용될 것이라고 내다봤다.
□ 상용제품 ‘봇물’ = 시장 전망이야 어찌됐든 올해가 무선 충전 제품 확산의 원년이 될 것이라는 점은 분명해 보인다.
전자정보통신산업진흥회에 따르면, 국내 무선 충전기 시장은 지난해 5~10만대 수준에서 올해 100만~200만 대까지 20배 이상 성장할 전망이다.
LG전자는 최근 초소형 무선 충전기 ‘WCP-300’을 출시했다.
지름 6.98cm의 이 제품은 얇고 매끈한 원형 디자인으로 휴대성을 극대화했다.
작은 사이즈에도 불구하고 기존 제품 대비 충전 가능 면적이 1.7배 넓어져 충전 효율이 극대화됐다는 설명이다.
자기유도 방식을 채택, ‘치(Qi)’인증을 받았다. 규격에 따라 제작된 스마트폰은 모두 충전할 수 있다.
LG전자가 출시한 ‘옵티머스G 프로’, ‘옵티머스 뷰II’, ‘옵티머스 LTE2’ 등이 무선충전 기능을 지원한다.
아이리버(www.iriver.co.kr)도 스마트폰 무선 충전 패드를 새롭게 출시했다.
폴리머시트 소재를 사용, 충전 중 발생하는 전자파를 완벽하게 차단해 유럽 친환경 RoHS 인증 기준을 충족시킨 것이 특징이다.
3개의 고휘도 LED를 적용해 충전 상태를 확인할 수 있도록 했고, 발열을 최소화하기 위해 상부를 곡면형으로 만들어 공기가 통할 수 있도록 디자인 됐다.
LS전선은 두께 0.32㎜의 무선 충전 모듈을 개발했다.
이 제품은 자기유도 무선 충전뿐 아니라, 근거리무선통신기능(NFC)까지 갖춰, 현재 생산되고 있는 스마트폰의 두께를 그대로 유지하면서도, 무선 충전과 무선 데이터 통신 기능을 그대로 사용할 수 있게 해 준다.
기존 충전 모듈이 0.5m두께였던 점을 감안하면, 40% 줄어든 크기다.
업체 측은 가장 얇은 무선 충전모듈 개발을 위해 권선형 코일(Winding Coil) 대신 필름 형태의 코일을 개발하고, 여기에 패턴 분할 기술을 도입, 충전모듈 박막화의 걸림돌이었던 발열과 충전 효율 하락이라는 2가지 문제점을 개선했다.
완전 방전상태에서 완충까지 2시간 가량이 소요되며, 유선 충전기(2,000mAh 기준)와 동일 효율을 지닌다는 설명이다.
