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원격 무지향성 무선충전 최초로 성공해

관리자 15-06-23 18:09 332 0

2015.06.23

 

원격 무지향성 무선충전 최초로 성공해

-1에서 여러 스마트폰에 인체안전하게 무선충전-

 

 

스마트폰이나 노트북 등 모바일기기의 위치와 방향에 무관하면서도 인체에 안전하게 무선충전이 가능한 기술이 개발되었다. 와이파이 존(Wi-Fi zone)처럼 특정 장소에 있기만 하면 별도의 충전기가 필요 없이 무선으로 전력을 공급받는 것이 가능해졌다.

 

KAIST(총장 강성모) 원자력 및 양자공학과 임춘택 교수(52)는 다이폴코일 공진방식(DCRS, Dipole Coil Resonance System) 기술을 응용해, 1m 거리에서 여러 대의 모바일기기를 3차원적인 위치와 3축 방향에 상관없이 6-자유도(Six degrees of freedom)로 무선충전할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 6일 밝혔다.

 

이번에 개발한 것은 1의 평판형 송신기 위 1m 이내 거리에서 임의로 놓인 스마트폰에 1W30, 노트북에는 2.4W5대에 무선전력을 공급할 수 있는 기술이며 최대 전력효율은 34%. 독자개발한 자기장 차폐기술을 적용해 국제적인 자기장 안전기준(ICNIRP guideline: 27µT) 이하로 낮춰서 주변의 인체나 전자장비에 안전하다.

 

임교수팀은 지난 2014년에 MIT의 자기결합 공진방식(CMRS, Coupled Magnetic Resonance System)보다 전송거리와 전력을 크게 높인 다이폴코일 공진방식을 개발하여 세계 최초로 5m 거리에 209W의 무선전력을 전송하는데 성공한 바 있다. 이번에는 이 기술을 스마트폰 등에 적용하면서 인체안전 기준을 충족함으로써 실용화에 앞장 선 것으로 평가할 수 있다.

 

갤럭시 S6에 무선충전기술이 적용되었지만, 이는 송신기에 스마트폰을 고정해서 충전하는 접촉식이라 사용자의 자유도가 없다. 카페나 사무실, 거실 등에서 충전에 신경 쓰지 않고 무제한으로 모바일 기기를 자유롭게 사용하려면 1 m 내외의 거리에서 6-자유도로 무선충전하는 기술이 필수적이다. 지금까지 개발된 것은 비접촉식의 경우라도 10cm 이상 송신기로부터 떨어지면 무선충전이 잘 안 되고 특정방향에서만 충전이 가능한 문제가 있었다.

 

임교수팀은 다이폴 구조의 고주파 자성체(페라이트 코어)를 사용해 평판형 송수신 코일을 구현하였고, 수신기가 어떤 방향에 놓이더라도 전력을 항상 수신할 수 있게 했다.

(데모영상: https://www.youtube.com/watch?v=JU64pMyJioc)

 

임춘택 교수는 기존 무선충전의 고질적인 충전거리와 방향의존 문제를 원천적으로 해결함으로써, 앞으로는 충전 자체를 신경 쓸 필요 없이 스마트폰이나 노트북을 무제한 사용할 수 있는 길이 열렸다고 연구 의의를 밝혔다.

 

현재 이 기술을 KAIST 입주기업인 테슬라스(대표 한승훈)에 이전하여, 카페나 사무실에 적용가능한 제품을 개발 중이다.

 

이번 연구 성과는 Six degrees of freedom mobile inductive power transfer by crossed dipole Tx and Rx coils라는 제목으로 올해 6월 국제전기전자공학회 전력전자 저널(IEEE Trans. on Power Electronics)에 게재됐다.

 

 

붙임 : 용어설명, 그림설명, 임춘택 교수 이력사항 

 

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