하드웨어 뉴스 케이블 없이 충전! 놀라운 무선충전 기술

[핑크요정]

WIRELESS 선 없는 자유로움  

영화 <마이너리티 리포트>를 유심히 보면 주인공을 연기한 톰 크루즈가 B&O의 A8 이어폰을 착용하고 나타난다. 한 가지 다른 점은 유선 이어폰인 A8을 영화에서는 무선으로 착용했다는 점이다. 영화 개봉 당시만 해도 블루투스 헤드셋을 찾아볼 수 없었으니 영화 속 무선 헤드셋은 말 그대로 SF 소품이었지만 이제는 더 이상 SF 속 얘기가 아니다. 선이 없어 더욱 편리한 기술들을 정리해봤다.  

글/ 이준문 컨트리뷰터

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케이블 없이 충전! 놀라운 무선충전 기술

케이블 없이 충전

놀라운 무선충전 기술

최근 스마트폰에서 화두가 되고 있는 기술 중 하나가 ‘무선충전’이다. 이는 말 그대로 선을 연결하지 않아도 특정 장소에 놓아두기만 하면 저절로 충전된다는 얘기. 퇴근 후 집에 오자마자 충전기 케이블을 찾을 필요 없이 충전 패드에 휙 올려놓기만 하면 되니 손가락 하나 까닥하기 귀찮은 이들에게는 눈이 번쩍 뜨일 정도로 매력적인 기술이다.

자기유도방식 vs. 자기공명방식

지난해 갤럭시S3 출시를 앞두고 매우 설레게 한 뉴스 중 하나는 바로 무선충전이다. 당시 갤럭시S3에는 자기공명방식의 충전 기술을 도입, 충전기가 1~2미터 떨어져 있어도 충전이 가능하다는 얘기가 흘러나왔다. 결국, 이는 공수표로 끝났으며 올해 삼성전자의 플래그십 모델인 갤럭시S4에도 자기공명방식이 아닌 자기유도방식을 사용한 것으로 나타나 적지 않은 실망감이 네티즌 사이에서 흘러나왔다.

LG전자는 자기유도방식의 스마트폰을 이미 출시, 스마트폰의 무선충전 시대를 열었다. 이처럼 무선충전은 구현방식을 놓고 업체 간 경쟁이 치열한 상태다.

그럼 무선충전 방식에 따라 어떤 차이점이 있는 것일까? 무선 충전은 자기유도방식, 자기공진방식, 전자기파방식 등 세 가지로 나뉜다. 이중 전자기파 방식은 최대 수십km까지 떨어진 곳까지 전력이 도달되지만 다른 방식에 비해 에너지 효율이 매우 낮아 효율성을 크게 따지지 않는 우주 공간 같은 특별한 상황에서 이용되며, 상용화된 기술은 현재 논란이 되고 있는 자기유도방식과 자기공명방식이다.

	자기유도방식	자기공명방식	전자기파방식
사용 주파수	277~357KHz	6.78MHz(대표)	2.45GHz/5.8GHz
전송거리 및 효율	수mm / 90% 이상	60% 미만	최대 수십 km / 10~50%
인체 유해	거의 무해	거의 무해하나 다소 논란 있음	유해
표준화	WPC 제정(Qi)	A4WP에서 진행 중	없음

▲ 세계 무선 충전방식은 자기유도방식을 주도하고 있는 WPC(Wireless Power Consortium)과 자기공명방식을 이끌고 있는 A4WP(Alliance for Wireless Power)로 나뉜다.

자기유도방식은 이미 10여 년 전에 개발된 기술로 수 mm, 길어봐야 몇 cm 안에서만 충전할 수 있다는 충전거리 상 한계점을 가지고 있지만 90%가 넘는 매우 우수한 충전 효율을 가지고 있다. 이 때문에 방수를 필요로 하는 전동칫솔이나 전기면도기 등에서 이미 오래전부터 사용된 기술이다.

한편 자기공명방식은 우리가 학창시절 과학시간에 배웠던 음파의 공진현상(소리굽쇠를 두드리면 다른 소리굽쇠가 공명하는 원리)을 이용한 것으로, 1~2미터 거리에서도 충전되기 때문에 한결 자유로울 뿐만 아니라 주파수만 맞으면 동시에 여러 기기를 원거리에서 충전이 가능한 장점이 있다. 대신 거리가 멀어지면 충전 효율이 다소 떨어진다.

이처럼 그 내용만 놓고 본다면 자기공명방식이 한 수 위다. 하지만 아직까지 대부분 제품에 자기유도방식을 쓰는 이유는 자기공명방식이 현재로서는 과도기인 상태이기 때문이다. 아직 표준화가 진행되고 있으며, 충전효율과 방열 문제 등이 남아있고, 인체에 대한 유해성도 계속 논란이 되고 있다.

현재는 자기유도방식이 대세

삼성전자의 최신 스마트폰인 갤럭시S4를 비롯해 LG 옵티머스 G 프로 등 무선충전을 지원하는 스마트폰의 충전방식은 자기유도방식이다. 액세서리인 충전패드에 올려놓으면 충전이 되기 때문에 편리하다. 하지만 충전패드의 전력 송신코일과 스마트폰의 수신코일의 중심이 정확히 일치하지 않거나 수 cm 이상 떨어지면 효율이 급격하게 떨어지기 때문에 우리가 무선충전을 상상할 때 충전패드에 휙 던져놓으면 되는 그런 식으로 사용하다가는 전혀 충전되지 않는 낭패를 맛보게 된다. 이 때문에 호기심에 무선 충전을 처음 써 본 대다수 소비자는 몇 번 써보다가 이내 전통적인 유선 충전으로 돌아간다.

▲ 무선 충전 기능을 기본 지원하는 삼성전자 갤럭시S4

그래도 무선충전 기능을 쓰고 싶다면 시중에 나온 무선 패키지를 이용하면 최신 폰이 아니더라도 쓸 수 있다. 각 스마트폰에 맞는 전용 케이스를 입히고 충전 패드에 올려놓으면 충전이 된다. 다만 이 경우 전용 케이스를 써야 하기 때문에 스마트폰의 재미 중 하나인 외모 꾸미기가 거의 불가능하고, 다소 커진 케이스 탓에 슬림하고 예쁜 스마트폰이 투박해진다는 단점도 있다.

▲ Qi 인증을 받은 아이리버 무선 충전 패드. 동일한 인증을 받은 무선충전 가능한 넥서스4 등의 스마트폰은 바로 충전이 가능하며, 갤럭시S3의 경우 전용 케이스를 부착하면 무선 충전을 이용할 수 있다.

한편 자기유도방식은 WPC가 표준화한 Qi 방식과 파워매트가 갖고 있는 PMA 방식으로 나뉜다. 기본적인 원리는 같지만 사용하는 주파수가 다르다. 주파수에 따라 충전 효율이 좌우되며, PMA 방식의 충전 효율이 더 우수한 것으로 알려졌다. 하지만 스마트폰에는 대부분 Qi 방식을 쓰고 있다. WPC가 기술 표준을 가지고 있는 Qi는 누구나 가져다 쓸 수 있지만 PMA는 파워매트가 전적으로 기술을 갖고 있어 제조사 입장에서는 상대적으로 가져다 쓰기가 어렵기 때문이다.

예전 핫스팟에 사람들이 몰려들던 세상 다시 올까?

무선 충전의 가장 큰 강점은 선 없이 돌아다녀도 충전이 가능하다는 것이다. 하지만 아직은 매우 제한된 범위 내에서만 충전할 수 있기 때문에 그 만족도는 충분하지 않다. 그저 선 없이 충전하는 ‘신기함’에 머무를 정도.

따라서 향후 나오게 될 자기공명방식을 이용한 상용화된 제품의 출시에 거는 기대가 크다. 전력 도달 거리가 수 미터나 되므로 꼼짝달싹 못하는 자기유도방식 대신 어느 정도 활동성을 보장할 뿐만 아니라 카페 등 사람이 많이 모이는 곳에서는 그 자리에 있는 것만으로도 자연스럽게 충전이 되므로 과거 무선 인터넷을 하기 위해 핫스팟을 중심으로 사람들이 모였던 것처럼 가까운 미래에는 무선충전을 하기 위해 모여드는 재미난 광경이 펼쳐질지도 모르겠다.