점점 더 많은 기기들이 무선 충전 방식을 채택하고 있습니다. 그렇다면 이 기술은 과연 얼마나 발전하고 있을까요? 무선 고속 충전의 작동 원리와 앞으로 더욱 빠른 속도가 가능할지에 대해 알아보겠습니다.
무선 충전의 기본 원리
현재 시중에 판매되는 대부분의 최신 전자 기기, 예를 들어 고급 스마트폰부터 무선 이어폰에 이르기까지 다양한 제품들이 무선 충전 기능을 제공하고 있습니다. Apple, Samsung, LG와 같은 주요 제조사들은 이미 여러 기기에 이 기술을 적용했습니다.
무선 충전은 기기를 벽면 콘센트에 연결된 충전 패드 위에 올려놓기만 하면 별도의 케이블 연결 없이 충전이 시작되는 편리한 방식입니다.
대부분의 최신 무선 충전기는 ‘자기 유도’라는 원리를 사용합니다. 이 과정은 충전 패드에서 생성된 자기 에너지를 기기 내부에 있는 코일을 통해 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전하는 방식입니다. 이 때문에 금속 대신 유리를 사용하는 기기가 늘고 있는데, 유리가 자기 유도에 더 유리하기 때문입니다.
무선 충전은 현재 가장 표준화된 충전 방식 중 하나로 자리 잡았습니다. 다양한 규격과 커넥터가 필요한 유선 충전 방식과 달리, 대부분의 무선 충전 기기는 WPC(Wireless Power Consortium)에서 정한 Qi 규격을 따릅니다. 따라서 하나의 충전 패드로 Apple Airpods 케이스와 Samsung Galaxy Note 모두를 충전할 수 있습니다.
무선 충전 속도의 진화
고속 충전 기술은 휴대폰 배터리에 전달되는 전력량(와트)을 높여 충전 시간을 단축합니다. 하지만 이 기술은 송신기와 수신기 모두에 적용되어야 합니다. 즉, 제조업체는 수신 기기가 고속 충전을 처리할 수 있도록 설계해야 하며, 액세서리 제조업체 역시 충전기(송신기)의 출력 성능을 향상시켜야 합니다.
과거의 무선 충전은 속도가 느리고 사용이 불편했으며, 기기를 충전 패드에 정확하게 맞춰 놓아야 했습니다. 초기 모델은 유선 충전보다 훨씬 낮은 5와트 이하의 전력만 공급할 수 있었습니다.
현재 Qi 표준을 따르는 일반적인 무선 충전기는 호환 기기에 최대 15와트까지 전력을 공급할 수 있습니다. 이러한 더 빠른 충전 속도를 ‘EPP(Extended Power Profile)’라고 합니다.
무선 충전은 유선 충전과 유사한 방식으로 전력을 공급합니다. 즉, 최대 속도로 기기에 전력을 공급하다가 충전이 완료될 때까지 점차 속도를 줄이는 방식입니다.
충전 과정은 다음과 같이 진행됩니다.
감지: 송신기는 패드 위에 Qi 호환 기기가 놓여 있는지 확인합니다.
최대 전력 공급: 수신기가 최신 버전의 Qi를 지원하는 경우 호환되는 송신기에서 최대 15와트의 전력을 공급받습니다.
열 감지: 송신기는 기기의 온도를 감지하여 과열될 경우 전력 출력을 줄입니다.
충전 완료: 수신기의 배터리가 완전히 충전되면 Qi 패드가 충전을 중단합니다.
이러한 과정을 통해 기기의 안전을 확보하고 과열이나 배터리 손상을 방지할 수 있습니다. 또한 기기가 과충전되지 않도록 보호하여 밤새 안심하고 충전 패드 위에 올려둘 수 있습니다.
맞춤형 무선 충전 표준의 등장
기본적인 Qi 표준은 EPP를 도입하고 열 감지 기능을 개선한 2015년에 마지막으로 업데이트되었습니다. 이후 송신기가 수신 기기에 따라 최대 30와트의 전력을 제공할 수 있는 EPP 전원 클래스 0이 출시되었습니다.
이 충전 속도는 아직 표준화되지는 않았지만, 여러 제조업체에서 더 빠른 속도를 지원하는 자체적인 Qi EPP 표준을 개발하여 적용하고 있습니다. 대표적인 예로 OnePlus는 플래그십 모델인 8 Pro와 함께 30와트 무선 워프 충전기를 출시했습니다. OnePlus는 이 충전기를 통해 기기를 단 29분 만에 50%까지 충전할 수 있다고 주장합니다.
또한 이 충전 패드에는 과전압 및 과전류 보호 기능과 더 빠른 충전 속도를 구현하기 위한 팬이 내장되어 있습니다. 하지만 이 충전기는 특정 OnePlus 기기와만 호환됩니다. Xiaomi와 같은 다른 회사들도 30와트 Qi 무선 충전기를 출시했습니다.
무선 충전의 미래
무선 충전 기술은 계속해서 빠른 속도로 발전할 것입니다. WPC는 이미 다음 단계로 60와트 무선 충전 표준을 예고했습니다. 이 속도는 오늘날 많은 제조사의 유선 충전 속도와 비슷하거나 더 빠른 수준입니다.
송신기의 전력 출력이 계속 증가함에 따라 앞으로는 더 다양한 기기를 무선으로 충전할 수 있게 될 것입니다. 휴대폰 충전 속도가 빨라지는 것과 함께 노트북처럼 더 큰 배터리를 사용하는 전자 제품들도 향후 Qi 표준과 호환될 것으로 예상됩니다.