[무선충전] 스마트폰의 무선충전 원리와 표준, 기술 비교 정보

요즘에 출시되는 성능 좋은 스마트폰은 무선충전 기능이 기본으로 탑재되어 나오고 있습니다. 일상에서 편리하게 사용되고 있는 우리에게 친근한 기술이지만 충전되는 원리나 트렌드에 대하여는 궁금한 부분이 있어 알아보고자 합니다.

와이어리스 파워 컨소시엄 사이트 캡쳐

《 무선 충전 개요 및 표준화기관 》

무선충전 기술은 공기 중을 통해 전력을 전송하여 전기 장치의 에너지를 충전하는 기술입니다. 이 기술은 100년 이상 전에 등장했지만, 최근에는 스마트폰과 노트북, 주방 가전, 자동차 등에 케이블을 없애는 것을 목표로 한 다양한 무선 충전 기술이 개발되고 있습니다.
무선충전 기술은 스마트폰 영역뿐 아니라 “자율주행, 전기자동차 충전, 로봇 등 새로운 산업 분야에서까지도 핵심 영역으로 성장하고 있으며, 이는 이동성을 높이는 것은 물론 충전기에서 멀리 떨어진 곳에서도 작은 사물인터넷(IoT) 장치에 전력을 공급할 수 있는 발전을 제공합니다. 

이러한 유용한 기술을 실제 생활환경에 적용하기 위해서는 글로벌 표준이 필요하고 그 역할을 주도하고 있는 기관이 WPC(Wireless Power Consortium) 입니다. WPC는 2008년 결성된 무선 전력 기술의 표준화를 주도하는 다국적 기술 컨소시엄이며, 340여개 이상의 회원사(애플, 삼성, 레노버, 퀄컴, 구글 및 마이크로소프트)가 참여하는 개방형 표준 개발 그룹으로, 모든 무선 충전기와 전력원의 전세계적인 호환성을 보장하기 위해 협력하고 있습니다.

< WPC(Wireless Power Consortium) 역할 > 

1. 표준 개발: WPC는 Qi, Ki Cordless Kitchen, Qi Medium Power 등의 인터페이스 표준을 만들고 널리 보급하는 것을 목표로 합니다. 이러한 표준은 무선 전력 전송의 글로벌 벤치마크가 되었습니다.
2. 호환성 보장: WPC는 제품이 안전하고, 상호 운용 가능하며, 효율적임을 소비자에게 보여주기 위해 제품에 로고를 표시하는 회사들과 함께 작업하고 있습니다.
3. 인증: WPC는 제품이 WPC 사양을 준수하는지 확인하기 위해 엄격한 테스트를 거치는 인증 프로그램을 운영하고 있습니다. 인증된 제품은 WPC의 Qi, Ki 또는 LEV 로고를 사용할 수 있습니다.
4. 표준 개발에 대한 영향력: WPC의 회원은 표준 개발을 주도하고, 작업 그룹을 주재하며, 잠재적인 전략적 파트너들과 네트워킹하고, 기술 회의에서 투표할 수 있는 기회를 얻습니다.

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《 무선 충전 표준(Qi) 원리 및 종류 》

Qi 표준은 무선 전력 컨소시엄(WPC)에 의해 개발되었습니다. 이 기술은 전자기 유도 원리에 기반을 두고 있으며, 충전 패드와 스마트폰에 구리 와이어 코일이 있습니다. 충전 패드의 큰 코일에 전류가 흐르면 자기장이 생성되고, 패드 위에 폰을 놓으면 작은 코일이 자기장을 전기 전류로 변환합니다.
Qi 표준은 현재 가장 널리 인식되고 사용되는 무선 충전 표준으로, 새로 출시되는 스마트폰의 약 70-80%가 이 기술을 사용하고 있습니다.

WPC 국제표준은 충전 출력과 제품군에 따라,
1. WPC Qi 1.x 표준(최대 15W 지원하는 모바일기기 및 충전 액세서리 등)
2. WPC Qi 2.x 표준(Qi 1.x과 동일한 제품에 사용되지만, 발열 감소 및 자석을 통한 최적 충전 위치 제공해 충전 효율 극대화 기능을 제공)
3. WPC Ki 1.x 표준(최대 2.2kW를 지원하는 무선 충전 표준으로 주방 가전 제품 및 식탁에 사용되는 무선 충전기 등에 활용될 예정) 등으로 분류된다.
출처 : 정보통신신문(http://www.koit.co.kr)

< TMI > 
Qi가 중국어라는것 같아서 검색을 하다보니 '기(氣), 기운, 생명력, 에너지의 흐름' 등으로 해석이 된다는걸 알게 되었습니다. 알고 나니 더욱 친근한 기술로 다가오는것 같습니다.

 

《 Qi 세대별 기술 비교 》

구 분	Qi(1세대)		Qi2(2세대)		기타
시장 보급	2009년 ~		2023년 ~
기술 특성	ㅇ 인간의 귀에는 들리지 않는 100~200킬로헤르츠(kHz)의 고역에서 자기유도를 통해 에너지를 전달 ㅇ 무선충전의 기본 기능에 충실   - 효율성 저하(충전과정에서 전력손실)   - 안전성에 한계		ㅇ Qi 1세대의 진화된 기술 ㅇ Qi2에 마그네틱 잠금장치(Magnetic Power Profile) 도입 (충전기와 모바일기기에 자석을 추가 하므로서 충전기와 모바일기기에 고정력을 더함) ㅇ 향상된 전력 효율성(충전과정에서 손실 전력량 최소화)

 

 

## 참고 정보 ##

무선충전 WPC 국제표준 무료로 활용한다 - 정보통신신문

The Evolution of Wireless Charging Standards and Their Limitations