평면 어디서든 무선 충전 가능 기술 개발

충전기 위에서만 할 수 있는 무선 충전을 책상이나 바닥 등 널찍한 평면 어디에서도 가능하게 하는 기술이 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST) 전기전자컴퓨터공학부 변영재 교수팀은 "여러 개의 전자기기를 자유롭게 무선 충전 할 수 있는 '대면적 자율배치 무선충전 기술'을 개발했다고 21일 밝혔다.
전력을 주고받는 자기장 신호를 '공기' 대신 '페라이트(ferrite)' 라는 물질을 통해 보내는 게 연구의 핵심이다.
기존 무선충전 기술은 자기장을 보내는 매질로 '공기'를 이용한다.
충전용 전선이 사라졌다는 점에서 편리하지만 전자기기와 무선충전기의 배치가 고정된다는 제약이 있었다.

변영재 교수팀은 이런 제약을 풀기 위해 자기장을 전파하는 매질을 바꿨다.
망간-아연(Mn-Zn), 니켈-아연과 같은 산화철계 자성체 세라믹인 페라이트를 사용한 것이다.
자기장이 공기로 전달될 때는 자기장을 가로 막는 '자기저항'이 커서 전력손실이 크다.
하지만 페라이트의 자기저항은 공기 보다 1,000배 작아 전송효율이 높아진다. 또 전원장치에서 자기장을 발생시키는 코일을 감는 방식도 달리해 전력전송 효율을 높였다.
제1저자인 서석태 유니스트 연구원은 "충전 범위가 크게 넓어지는 데다 충전하고자 하는 휴대기기를 자유롭게 배치 가능한 게 장점"이라고 말했다.
이번 기술은 시뮬레이션과 실험에서도 확인됐다. 인체에 유해할 수 있는 자기장과 전기장 노출 역시 국제기준을 통과한다는 것도 입증됐다.
공동 1저자인 조현경 UNIST 연구원은 "페라이트가 무겁고 가격이 비싸다는 게 한계"라며 "페라이트를 대체할 물질을 찾고 시스템을 최적화하는 연구를 추가로 진행할 것"이라고 했다.

변 교수는 "향후 책상과 탁자, 벽, 바닥 등에 적용돼 IoT 시대의 견인차가 될 것"이라고 말했다. 
연구결과는 세계적인 권위의 국제전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 학술지 'IEEE Transactions on Power Electronics'에 지난 4일자로 온라인 공개됐다.  하주화기자 usjh@