무선충전 기술: 2020년의 우리는 어디쯤 있을까요? (작가 시리즈 2편)

Wireless Charging Technology: Where Are We In 2020? (Writer's Series Vol. 2)

지난 몇 년 간 핸드폰 산업은 무선기술과 멀고도 가까운 관계를 맺어 왔습니다. 이로 인해 핸드폰 업계는 핸드폰 사양의 일부에서 별매 액세서리로 바뀐 뒤 다시 원래 자리로 돌아가게 되었습니다. 최신 핸드폰은 무선 기술을 활용하고 있고 이들이 주는 이점으로 인해 전 세계는 현재와 미래의 핸드폰 충전 방법을 무선 충전에 의존하기 시작했습니다. 최신 핸드폰들 중에서는 구글 픽셀(Google Pixel), 삼성 갤럭시(Samsung Galaxy)화웨이(Huawei)가 선두를 달리고 있고 애플(Apple)이 그 뒤를 잇고 있죠. 무선 충전은 이미 보편화되고 있습니다.

무선 충전의 보편적인 도입을 방해한 요소 중 하나가 사용된 기술표준 이었습니다. 하지만 이 방해요소는 이미 사라졌죠. Qi 표준이 핸드폰 기업들이 채택한 무선 충전 방식입니다. 현재 모든 무선 충전 제품의 약 90%가 이 기술표준을 활용합니다. 이는 시장의 세분화를 막았습니다. 제조업체들은 무선 충전 시장에서 자신들이 어디쯤 위치하는지를 잘 알고 있기 때문에 계속해서 무선으로 충전될 수 있는 제품을 자신 있게 만들어 낼 수 있습니다.

업계 표준이 되는 과정

항상 그렇듯이 새로운 기술이 나오면 수년 간 논쟁이 있어왔습니다. 이 기술로 벌어들일 돈이 어마어마하기 때문에 주요 기업들은 시장을 선점하려 합니다. 하지만 이는 제조업체와 소비자를 우유부단하게 만들었습니다.

삼성(Samsung)애플(Apple)Qi 기술에 전념하게 된다면 이는 성공으로 가는 길임은 틀림 없습니다. Qi 무선 충전 제품은 점점 더 보편화되고 있습니다. 무선전력컨소시움(WPC, Wireless Power Consortium)는 지난 몇 년 동안 업계 표준을 개발해 모두가 같이 발전할 수 있게 하기 위해 부단히 노력해왔습니다.

이 기술은 어떤 방식으로 작동하나요?

스마트폰 시장에서 대 기업들이 이 기술을 채택하기 전부터 Qi 기술은 업계에서 이미 유명했습니다. 충전 기기는 유도 충전 기술을 기반으로 하기 때문에 아주 짧은 범위 내에서 작동하며 이것이 기술 개발을 조금 더 까다롭게 만듭니다. 유도 기술은 약간의 ‘비공명 주파수’를 발생시키는 코일을 사용해 전하 이동을 효율적으로 만듭니다. 이는 전력을 전달하는 아주 효과적인 방법이지만 코일 불량을 만들 가능성을 지닙니다. 일반 사람들 입장에서 기기와 충전기는 서로 가까이 있을 필요가 있고 일반적으로 기기는 45mm 이상 떨어져 있지 않아야 합니다. 결과적으로 미래에는 핸드폰이 어디에 있든 상관 없이 충전이 되게 하는 것이 핵심입니다.

무선 충전 키트를 작동시키는 다음 단계는 주파수 및 연결 프로토콜을 관리하는 것입니다. 이는 기기와 ‘통신’하고 전력 관리를 제어합니다.

Qi 충전은 최대 15W의 전력을 지원하는데 이는 핸드폰이 출시된 이후 대부분의 핸드폰에서 사용되고 있는 수치입니다.

공명 충전 기술

대안으로서의 공명 기술은 특정 업체에서 개발했지만 아직 스마트폰에는 적용되지 않고 있습니다.

공명 충전 기술의 장점 중 하나는 유도 충전 기술보다 더 먼 거리에서 작동할 수 있다는 점입니다. 45mm에서 수 인치(in)까지 그 간격을 넓힐 수 있는 것이죠. 코일(coil)을 사용해 자기장을 생성하는 동안 충전기와 기기 사이의 진동 피치를 조정합니다. 이는 유도 충전의 까다로운 특징을 없애고 여러 기기의 동시 충전을 가능하게 만듭니다. 이것이 가능한 이유는 기기의 자기장 방향이 크게 중요하지 않기 때문입니다.

기기 그 자체

무선 충전 기술의 개발은 그 자체만으로도 훌륭하지만 제조업체들은 동일한 방식으로 작동하는 기기를 필요로 합니다. 애플(Apple)은 자사 기기에 Qi 기술을 도입하기 위해 엄청난 투자를 해왔습니다. 일부 대기업들 역시 Qi 기술과 PMA (Power Matters Alliance)를 사용할 수 있는 기기를 보유하고 있습니다. PMA는 대안기술로서 삼성(Samsung)이나 엘지(LG) 등의 스마트폰은 QiPMA 모두를 활용하고 있습니다. 그리고 최근에는 이러한 추세가 Qi 표준으로 통합되고 있습니다.

무선 충전이 더 많이 보급됨에 따라 이 기술은 점점 더 발전하게 될 것입니다. 무선 충전을 염두에 두고 만들어진 제품은 스마트폰이 처음입니다. 하지만 머지 않아 우리는 무선 충전이 가능한 다른 기기들도 접하게 될 것입니다.

2020년 그리고 미래

전파 기술은 현재 연구가 진행 중인 기술입니다. 이 기술의 기본 개념은 기기가 더 먼 거리에서 충전이 된다는 것입니다. 휴대폰을 사용하면서 충전을 할 수 있다고 생각해 보세요.

초기 제안에 따르면 이 기술은 1.5와트 전력에서 최대 4미터 범위 내에 있는 기기를 충전할 수 있습니다. 이는 이미 우리가 익숙해진 고속 충전은 아니지만 계속해서 충전을 하는 경우라면 많은 전력이 필요치 않습니다. 하지만 이 기술을 일반화하기 전에 인체에 대한 위해성 검증을 병행한 기술적 개선이 필요한 상황입니다.

왜 무선을 선택하는가요?

우리는 유선 충전에 너무나도 익숙해져 버렸습니다. 충전을 하기 위해 침대 옆 플러그를 꽂는 일은 많은 이들에게 현대 생활의 일부가 되었죠. 아직은 무선 충전에 익숙하지 않다는 것입니다. 하지만 중요한 것은 기술이 개발된 방식입니다. 많은 자금이 투자된 만큼 합의가 어려운 상황에 처해 있습니다.

우위를 가릴 시간이 머지 않았습니다. 업계가 발전하게 되면 제조업체와 소비자도 그 뒤를 따르게 됩니다. 유선충전에 비해 무선충전이 가진 이점은 아주 많기 때문에 무선충전만이 우리의 미래인 것 같습니다. 단지 그 미래가 언제 올 것인지가 남은 숙제인 것이죠.