세상에서 선이 없어지고 있다. 무선 전화기, 무선 전기 포트, 무선 키보드 등 선이 없어진 제품들이 우리 주변을 채우고 있다. 선이 없는 편리함을 한 번 맛보면 다시 유선으로 돌아가기는 어렵다.

스마트폰에도 무선 바람이 불고 있다. 스마트폰에 무슨 선이 있냐고 반문할지도 모르겠다. 잘 생각해보자, 두 개의 선이 있다. 바로 이어폰과 충전용 케이블이다. 이어폰은 블루투스의 보급과 함께 무선을 사용하는 사람들이 많아지고 있다. 하지만 충천은? 여전히 유선이 대다수이다.케이스와 같은 액세서리를 추가 구매해야 했던 과거와 달리, 최근에는 갤럭시 S8, 갤럭시노트FE, LG G6플러스 등 스마트폰 자체에서 무선충전을 지원하는 제품이 늘고 있다. 무선충전이 스마트폰에 필수적인 기술로 자리 잡게 될지 아니면 그냥 신기한 것이 될지, 이제부터 무선충전 기술에 대해 살펴보면서 판단해보자.무선 충전이란 무엇인가?무선 충전이란 문자 그대로 선을 연결하지 않고 전기를 대기를 통해 무선으로 전송하여 기기를 충전하는 기술이다. 무선충전 방식은 크게 3가지로 자기유도 방식, 자기공명 방식, 전자기파 방식이 있다.

전자기파 방식은 송신부에서 전자기파를 발생시켜 수신부에서 수신한 후 전력으로 변환하는 방식이다. 높은 주파수를 사용해 수십km까지 장거리 전송이 가능하다. 하지만 에너지 손실 문제와 발생하는 전자파의 인체 유해성 문제가 있는 등 아직 연구단계이다.보통 무선충전 방식은 아직 연구단계인 전자기파 방식을 제외하고 자기유도 방식, 자기공명 방식 두 가지로 이야기한다. 자기공명 방식은 아직 소형화된 제품을 찾아보기 힘들다. 그래서 우리가 현재 접할 수 있는 무선 충전은 대부분이 자기유도 방식이다.자기유도 방식자기유도 방식은 송신부의 코일에서 자기장을 발생시키고, 그 자기장의 영향으로 수신부의 코일에서 전기가 유도되는 것을 이용해 충전하는 기술이다. 바로 전자기유도의 원리다. 금속냄비만 가열되는 인덕션 전기레인지와 무선 충전을 지원하는 전동 칫솔의 충전이 바로 자기유도방식을 이용한다.

자기 유도방식은 현재 유효거리가 최대 4cm 정도이다. 또한, 송신 코일과 수신 코일의 위치를 정확히 맞추지 않으면 발열이 심해지고 전력이 거의 전송되지 않을 정도로 효율이 급격히 저하된 단점이 있다. 하지만 전력 전송 효율이 90% 이상으로 매우 높다. 출력 주파수가 낮은 약한 자기장을 생성해 인체에 유해성도 적은 장점 때문에 많이 이용되고 있다.자기공명 방식자기공명 방식은 송신 코일에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성하여 같은 공진주파수로 설계된 수신 코일에만 에너지가 집중적으로 전달되는 방식을 이용하여 충전한다. 자기공명 방식은 무선 주파수를 이용하기 때문에 한 번에 여러 대를 충전할 수 있다. 그리고 송신 코일과 수신 코일 사이에 장애물이 있어도 문제없다.

하지만 거리에 따른 전력 손실이 크다. 1m가량 떨어진 곳에서는 약 90%의 효율로, 2m에서도 약 40%의 효율로 전력 전송이 가능해 충전 위치에 따라 효율이 크게 달라진다. 그리고 자기공명 방식은 무선 주파수를 사용하기 때문에 출력을 높이면 기존 설비의 무선신호와 충돌을 일으킬 수 있다. 그리고 전자파가 인체에 영향을 미칠 가능성이 있다는 단점이 있다.무선충전의 규격 Qi, 파워매트 그리고 리젠스

현재 자기유도 방식의 규격은 2가지가 있다. WPC의 Qi와 PMA의 파워매트다. 대부분의 무선 충전 지원 스마트폰이 채택한 것은 Qi이다. 삼성전자, 소니, LG전자, HTC, 노키아, 에이수스, 블랙베리가 Qi 무선 충전 플랫폼을 도입했다.

파워매트는 여러 기기에서 전력 소비를 감지할 수 있다는 이점을 바탕으로 스타벅스 매장과 델타항공 기내의 스마트폰 무선 충전 서비스로 채택되었다. PMA는 2015년 자기공명 방식의 규격인 리젠스를 가진 A4WP와 통합을 하여 에어퓨얼얼라이언스가 되었다. 자기유도 방식과 자기공명 방식을 아우르게 된 만큼 두 방식의 장점은 강화하고 단점은 상쇄시킨 무선 충전 규격이 나올 것으로 기대되고 있다.다양한 무선충전의 미래무선 충전은 다양한 분야에서 연구와 개발이 이루어지고 있다. 자기공명 방식을 이용한 무선충전 전기버스는 충전용 전선을 매설해 놓은 도로를 주행하고 정차하는 것만으로 충전할 수 있다. 샤오미에서 출시 예정인 빔프로젝터는 본체로부터 자기유도 방식으로 충전 가능한 스피커가 붙어 있어 언제든지 편리하게 스피커를 이용할 수 있을 것이다. 이외에도 차세대 아이폰에 근거리용 무선충전이 들어갈 것이라는 루머가 있다.

이처럼 다양한 제품에 무선충전이 적용되고 있다. 그에 따라 기술도 개선되고 발전되고 있다. 이렇게 기술이 발전하고 다양한 무선충전 제품이 보급된다면 인터넷을 쓸 수 있는 와이파이존처럼 무선충전을 할 수 있는 무선 충전 존이 생기는 것도 기대해볼 만하다.