UNIST 연구진, 대면적 자율배치 무선충전기술 개발

최근에는 스마트폰이 컴퓨터, 디지털카메라는 물론 오디오 기능까지 수행하는 등 그야말로 만능 스마트기기로 활용되고 있다. 스마트폰에서 운용되는 기능들이 늘어나면서 배터리 용량도 커지고 있다. 그렇지만 배터리 용량에는 한계가 있기 때문에 스마트폰을 사용하지 않는 경우는 충분히 충전이 돼야할 필요가 있다. 더군다나 5G통신, 사물인터넷(IoT) 등으로 인해 언제 어디서든 충전이 필요한 상황에서는 무선 충전의 중요성이 커지고 있다.

국내 연구진이 언제 어디서든 빠르게 무선충전이 가능하며 여러 개의 전자기기를 동시에 무선 충전할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.

울산과학기술원(UNIST) 전기전자컴퓨터공학부 변영재 교수팀은 여러 개의 스마트기기를 동시에 무선 충전할 수 있을 뿐만 아니라 무선충전대에 정확히 거치시키지 않아도 충전이 가능한 대면적 자율배치 무선충전기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 트랜쟁션 온 파워 일렉트로닉스’에 실렸다.

스마트 기기의 무선충전은 전류가 자기장을 일으키기도 하고 자기장이 전류를 발생시키는 원리를 이용하고 있다. 전원장치의 전류에서 발생된 자기장을 전자기기가 받아 다시 전류로 바꾸는 것이다. 기존 무선충전 기술을 자기장을 보내는 매질로 공기를 이용하는데 전자기기와 무선충전기가 정확히 일치하는 위치에 놓이지 않으면 충전효율이 급격히 떨어지거나 충전이 중단된다.

이에 연구팀은 자기장을 전달하는 매질을 ‘페라이트’라는 물질로 바꾼 것이다. 페라이트를 이용할 경우 공기로 자기장이 전달될 때보다 전송효율이 1000배 가량 좋아진다. 연구팀은 이와 함께 전원장치에서 자기장을 발생시키는 코일을 감는 방식도 다르게 해 전송효율을 높였다. 평평한 판형 구조의 페라이트에 코일을 위 아래로 감으면 판을 기준으로 위와 아래의 전류방향이 반대가 되면서 자기장이 상쇄된다. 그렇지만 코일을 비스듬하게 감으면 자기장 상쇄현상을 줄일 수 있게 된다.

변영재 교수는 “공기보다 자기저항이 낮은 페라이트를 이용함으로써 충전범위도 넓힘으로써 충전하고자 하는 휴대기기를 자유롭게 배치할 수 있다는 장점이 있다”라며 “이번 기술이 상용화될 경우 책상, 탁자, 벽, 바닥 등 원하는 부분에 무선충전장치를 설치해 어디서든지 간편하게 충전할 수 있게 될 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr