무선 충전의 편의성과 견고성 장점
이동성 의존 애플리케이션에서 더욱 커
C2000 MCU, 고객맞춤 SW·HW·FW 제공


무선 전력 전송(Wireless power transfer; WPT)은 일반적으로 배터리를 재충전하기 위해 선 없이 전력을 전송하는 기술을 말한다.

니콜라 테슬라가 WPT라는 개념을 세우고서 무선 통신 시대를 예고했지만, 스마트폰 시대에 진입하고도 최근에 들어서야 물리적 연결 없이 배터리를 충전할 수 있는 기능이 광범위하게 도입되었다.

무선 전력 전송 기술은 다양한 산업, 의료, 소비자 및 자동차용 애플리케이션에 빠르게 채택되고 있다.

특히 애플리케이션의 자율성이 증가하면서 무선 충전이 갖는 편의성(플러그나 특수한 커넥터 불필요)과 견고성(고장이 발생할 수 있는 접촉점이 없으므로 제품을 완전하게 봉인할 수 있어 보다 혹독한 환경에서 사용 가능)이란 장점은 이동성에 의존하는 애플리케이션에서 더욱 크다.

대만의 무선 전력 솔루션 전문 기업 노맥스(KNOWMAX)는 자체적인 특허 기술과 함께 TI의 C2000 실시간 MCU, 특히 피콜로(Piccolo) F2803x를 사용하여 고객에게 맞춤화된 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어 솔루션을 제공한다. 이들 솔루션은 태블릿과 파워 뱅크의 대형 충전 스테이션을 위한 송신기 및 태블릿 내부 수신기와 같은 최종 애플리케이션에 주로 탑재된다.

탱크 황(Tank Huang) 노맥스테크놀로지 프로젝트 매니저는 “TI의 C2000 MCU는 다양한 시장에 맞춰 시스템을 적용하는 데 필요한 유연성은 물론 전력 스테이지를 정밀하게 제어할 수 있는 고해상 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM)를 제공한다”고 말했다.

노맥스 테크놀로지는 15W 무선 전력 솔루션에 주력하고 있다. 시중에는 저가 5~10W 무선 전력 제품이 많이 출시되어 있지만, 실제로 C2000 MCU와 같이 15W 무선 전력 송신기와 15W 무선 전력 수신기를 모두 지원할 수 있는 제품은 거의 없다.

고객이 자체 제품을 향상하는 데 더 많은 시간을 쓸 수 있도록 노맥스는 솔루션을 수신기의 배터리와 통합할 수 있게 도와준다. 노맥스 제품을 사용할 경우 고정 기능 모듈보다 훨씬 쉽게 추가 기능을 통합할 수 있다.

가령 노맥스의 한 고객사는 최대 10개의 디바이스를 동시에 충전할 수 있는 150W 충전 스테이션을 제작하기로 했다. 노맥스는 고객사와 협력하여 맞춤화된 솔루션을 개발하고 FCC(Federal Communications Commission) 및 UL(Underwriters Laboratories) 인증을 통과할 수 있도록 지원했다.

더 높은 전력 수준에서 무선 전력 솔루션은 로봇, 산업 유틸리티, 창고 차량, 전기자동차, 대형 차량 및 건설 차량 등에 사용될 것으로 보인다. IIoT가 지속적으로 발전하고 성장함에 따라 점점 더 많은 수의 디바이스가 무선 전력 기능을 통합하게 될 것이다. IHS는 2025년에 약 750억 개에 달하는 연결된 사물들로 IoT 환경이 구성될 것으로 전망했다.

배터리 구동 애플리케이션은 개인용 전자기기에 사용되는 단순한 저전력 유도형에서부터 동적 및 자율 애플리케이션에 사용되는 복잡한 고전력 공진형에 이른다. 이를 보다 쉽고 견고하게 만들려는 비전과 함께 WPT 시스템이 더 광범위하게 확산될 것이라는 데에는 의심의 여지가 없다.

효율이 보다 중요한 고전력 애플리케이션에서 C2000 MCU는 고주파수 인버터의 신호 감지, 프로세싱, 유연한 고분해능 PWM 제어 및 시스템 보호 메커니즘에서 노맥스와 같은 기업에 차별화된 기능을 제공한다.

전 세계 개발자들에게 WPT 애플리케이션을 개발할 수 있는 기회는 여전히 멀리 있다. 하지만 IIoT가 기하급수적인 성장으로 어느덧 성큼 다가온 선 없는 시대에 철저히 대비해야 할 것이다.