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최근 애플, 인텔, 도요타, 삼성, LG 등 세계적인 기업들이 무선전력전송 기술을 이용해 컴퓨터 주변기기를 포함한 휴대기기나 전기자동차 충전기술을 경쟁적으로 개발하고 있습니다.

그러나 현재까지는 자기 공진기가 크고 효율이 낮고, 전자파인체영향 관련 전파환경 극복기술이 개발되지 않아 아직 상용화까지는 진행되지 못하고 있습니다.

이런 가운데 ETRI(한국전자통신연구원)가 ㈜엘트로닉스와 공동으로 40Watt급 무선전력전송 시스템의 핵심기술을 개발해 PC와 LED 전광판을 완전 무선화할 수 있는 길을 열었습니다.

무선으로 작동이 가능한 40Watt급 무선 LCD 컴퓨터


자기공명 방식을 이용해 세계에서 가장 작고 효율이 높은 자기 공진기 기술과 고효율 송수신 회로기술을 개발, 데스크탑 컴퓨터와 디스플레이 간의 전력 및 데이터를 모두 무선화 하는데 성공했는데요.

또 LED 전광판도 전선을 없애고 무선으로 전력을 공급할 수 있습니다.
   
 이번에 개발된 기술은 1.8MHz대역을 사용해 자기 공진기를 기존 제품보다 10배 이상 축소하고, 또 고효율을 갖는 송수신 회로를 개발한 것으로, 최근까지 성공적으로 시제품 시연도 마쳤습니다.

이 대역은 현재 개발되고 있는 6.78MHz, 13.56MHz(ISM 대역) 보다 인체에 피해가 없는 주파수 대역이라는 점에서 실용화 가능성이 높은 것으로 평가받고 있습니다.

또 자기 공진기가 1/10 크기로 소형화돼 활용분야가 매우 넓어지게 되고, 주파수 탐색기능과 기기보호 기능을 갖는 송수신기라는 장점이 있어 여러모로 유용하게 사용할 수 있는 것으로 예상되고 있습니다.

ETRI 윤재훈 박사는 이번에 개발된 기술이 휴대용 미니슈퍼컴퓨터와 개인용 도우미로봇, 친환경 전파자동차 등 전파를 활용한 미래 신시장을 형성할 것으로 예측했습니다.
 
실제  IMS(Intex Management Service Ltd.) 보고서에 따르면, 향후 무선전력전송 기술을 이용한 무선 충전기 시장은 2014년까지 약 4조 9000억 원, 2019년에는 16조 5000억 원까지 확대될 것으로 예상하고 있습니다.

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최근 세계적으로 각종 전자기기에 전선이 없어도 편리하게 전원을 공급하거나 충전할 수 있는 '무선전력전송(Wireless Power Transfer)'에 대해 활발한 연구가 진행되고 있습니다.

ETRI는 스마트폰을 포함한 소형 멀티미디어 기기에 전선 없어도 전원을 공급하고 충전할 수 있는 '자기공명형(magnetic resonant) 무선전력전송 시스템 기술'을 개발했습니다.

이번에 개발한 기술은 무선 전력전송 기술의 핵심으로, 기존 유도방식이 아닌 자기공명을 통해 전력을 전송하는 공명부와 송수신용 회로부로 구성됩니다.

이 기술은 MP3P, PDA, 핸드폰, 내비게이션, PMP 등 휴대기기 별로 필요한 충전기 뿐 아니라 책상 위의 컴퓨터, 가정용 사무용 가전기기에 무선으로 전력을 공급할 수 있습니다.

또 다수의 기기를 전원에 직접 연결하지 않고도 동시에 충전하는 기술 적용도 가능합니다.

ETRI 강승열 팀장은 이번에 개발된 자기공명 방식의 무선전력 기술이 2013년경엔 본격적인 상용화가 될 것으로전망하고 있습니다.

세계 무선 전력전송 시장규모는 2015년에 6억달러에 이를 것으로 전망되며, ETRI는 이 기술과 관련하여 국내 및 국제 특허를 출원 중입니다.

 ETRI는 현재 개발된 무선전력전송 시스템 기술의 적용분야를 넓히기 위해 송수신부를 소형화하고, 전송효율을 높이기 위한 응용과 전자파환경 대책기술 연구를 진행 중입니다.



교류(220V, 60Hz)를 송신코일에 공급하면 이를 주파수 10MHz 로 변환하여 수신코일에 전송함. 송수신용 코일은 서로 자기공명을 하도록 설계되어 있으므로 송신코일에서 나온 전력은 수신코일로만 전력이 전송됨. 수신코일에서 받은 전력은 기기에서 직류로 변환하여 사용하게 됨.(수신코일은 각 기기에 내장)


 용  어  설  명

자기공명형 무선전력전송 :
비접촉식 (자기유도)방식보다 진화된 방식으로 자기장의 공진 주파수를 이용하는 방식

무선전력전송(Wireless Power Transfer) :
자기공명을 이용한 전력전송 방식은 MIT 물리학과의 솔야치치 교수 그룹에서 사이언스지(vol. 317, p. 83, 2007) 에 발표한 후 최근에 많은 관심을 끌고 있는 분야

자기유도방식 :
대표적인 상용화 사례는 전동칫솔이며, 전송거리가 짧다는 단점이 있음

공명부/회로부 :
자기공진이 일어나는 핵심부로 송신부 코일과 수신부 코일로 형성되어 있음. 자기공명 방식은 10MHz 주파수를 사용하므로 가정용 60Hz 를 10MHz 주파수를 바꾸어 주는 송신부, 수신된 10 MHz 신호를 IT기기에 사용하도록 DC로 정류해 주는 수신부가 필요함

 

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