무선 충전 그리고 맥세이프

무선충전의 원리

 

무선 충전은 전기 에너지를 전기적인 접촉 없이 전송하는 기술입니다. 이를 위해 전기 자기장을 이용하여 충전기와 충전 대상 사이에 전기 에너지를 전송합니다.

 

무선 충전 시스템은 보통 세 가지 부분으로 구성됩니다. 충전기, 전송 코일, 그리고 충전 대상입니다.

 

충전기는 전기 에너지를 생성하고 전송하는 장치입니다. 이 장치는 전압을 변환하고 전류를 조절하여 전송 코일을 통해 전기 에너지를 전송합니다.

 

전송 코일은 충전 대상의 코일과 맞닿아 있으며, 전기 자기장을 생성하여 전기 에너지를 전송합니다. 충전 대상의 코일과 맞닿은 전송 코일은 서로 공진하여 전기 자기장을 최대한 전달합니다.

 

충전 대상은 전력을 공급받는 무선 충전 장치입니다. 이 장치는 전기 에너지를 받아들이고 충전기가 전송하는 전력에 따라 충전할 수 있습니다.

 

무선 충전 시스템은 충전 대상과 충전기 사이의 거리가 짧을수록 전력 손실이 적습니다. 그러므로 무선 충전 시스템은 대개 충전 대상과 충전기 사이의 거리가 가까울 때 가장 효율적으로 작동합니다.

 

이미지 출처 밸킨

자기공진 방식

무선 충전의 자기공진 방식은 무선 충전기와 충전 대상 사이의 전기 자기장 공진을 이용하여 전기 에너지를 전송하는 방식입니다.

 

이 방식은 무선 충전 시스템의 효율성을 높이기 위해 개발되었습니다. 전기 자기장은 코일을 통해 생성되며, 전송 코일의 높은 Q 값을 이용하여 전기 자기장의 진동을 최대한 전달합니다. 이를 위해, 전송 코일의 높은 Q 값을 유지하기 위한 기술적인 요소들이 존재합니다.

 

자기 공진 방식은 다양한 주파수에서 전기 자기장의 진동을 유지하기 위한 코일의 고유한 능력을 이용합니다. 이를 위해, 충전 대상과 충전기는 서로 다른 주파수에서 자기 공진하도록 설계됩니다.

 

충전기에서 생성된 전기 자기장은 전송 코일을 통해 충전 대상의 코일까지 전달됩니다. 충전 대상의 코일은 전기 자기장의 진동수에 맞게 공진합니다. 이렇게 전기 자기장의 진동수를 일치시키면, 전기 에너지의 효율적인 전송이 가능해집니다.

 

자기 공진 방식은 무선 충전 시스템의 효율성을 높여주는 기술적인 요소 중 하나입니다. 또한, 자기 공진 방식을 이용하면 충전 대상과 충전기 사이의 거리가 멀어져도 일정한 전력을 전송할 수 있습니다.

 

이미지 출처 에듀넷

자기유도 방식

 

무선 충전의 자기 유도 방식은 충전 대상의 코일에서 생성된 자기장을 이용하여 충전기의 코일에 전기 에너지를 전달하는 방식입니다.

 

자기 유도 방식에서는 충전 대상의 코일이 자기장을 생성하고, 이 자기장이 충전기의 코일에 전기 에너지를 전달합니다. 이 방식은 코일 간의 직접적인 접촉 없이 전기 에너지를 전송할 수 있어 편리하게 사용할 수 있습니다.

 

충전 대상의 코일에서 생성되는 자기장은 고주파 전류를 이용하여 생성됩니다. 이 자기장은 코일 자체의 전기 자기장을 이용하여 충전기의 코일까지 전기 에너지를 전달합니다. 이 때, 충전 대상과 충전기 간의 거리가 멀어지면 전력이 약해지는 단점이 있습니다.

 

자기 유도 방식은 전력 손실이 적고, 무선 충전기의 크기가 작아질 수 있다는 장점이 있습니다. 또한, 충전 대상이 충전기와 접촉하지 않아도 전기 에너지를 전송할 수 있어서 편리합니다. 그러나 자기 유도 방식은 전력 전송 거리가 짧고, 충전 대상이 충전기와 정확히 위치해야만 전기 에너지를 전송할 수 있다는 단점이 있습니다.

 

최근에는 자기 유도 방식과 자기 공진 방식을 결합하여 전력 전송 거리를 늘리고 전력 효율성을 높인 무선 충전 기술도 개발되고 있습니다.

이미지 출처 밸킨

 

맥세이프

자기유도방식의 단점인 충전대상과 충전기의 위치가 정확히 맞닿아야지만, 충전효율이 좋아진다는 점을 보완하기 위해 충전대상과 충전기에 자석을 적용하여 정확한 위치에 충전코일을 맞닿게 하여 충전 효율을 높인 아이디어 기능입니다.

이미지 출처 EPA 연합뉴스