무선 충전을 크게 촉진하기 위해 WPC(무선 전력 협회)는 2023년 1월에 무선 충전을 위한 Qi2 충전 표준을 발표했습니다. 이 발표는 원래의 Qi 표준을 기반으로 하며 새로운 하드웨어로 더욱 효율적인 충전을 약속합니다.

Qi2 제품은 자동 정렬, 장치 통신, 향상된 전력 공급 등 충전 성능을 향상시키는 여러 특성을 갖추고 있습니다. Infineon 에서 사용된 이미지

Qi 표준은 소비자에게 장치를 무선으로 충전할 수 있는 방법을 제공하여 많은 장치에 물리적 포트가 필요하지 않게 해줍니다. 그러나 이 표준은 불완전하고 비실용적인 것으로 입증되었습니다. 효과적인 충전을 위해서는 사용자가 충전 패드에 장치를 정렬해야 합니다. 또한 Apple의 MagSafe 기술과 같은 새로운 충전 메커니즘은 표준보다 성능이 뛰어납니다.

Infineon과 같은 개발자는 이제 Qi2의 효율성과 속도를 향상시키기 위해 새로운 하드웨어를 출시하고 있습니다. 이 기사에서는 Qi2의 새로운 하드웨어 기능 중 일부를 살펴보고 이 하드웨어가 어떻게 더 빠르고 효율적인 무선 충전을 제공할 수 있는지에 대한 예를 제공합니다.

누수 필드 문제

Qi 표준은 전자기 유도 및 상호 인덕턴스를 사용하여 무선으로 전력을 전송합니다. 충전기에서 컨트롤러는 코일을 사용하여 교류 자기장을 생성합니다. 이 교류 자기장은 장치의 두 번째 코일을 통과하여 장치를 충전하는 전압을 유도합니다.

두 개의 코일과 드라이버 외에도 디지털 컨트롤러는 두 장치가 호환되는지 통신하고 감지하여 전력 낭비를 방지합니다. 두 코일이 더 멀리 이동할수록 효율은 계속해서 떨어집니다.

무선 충전에서 코일이 잘못 정렬되면 전력이 낭비될 뿐만 아니라 장치가 과열되어 배터리 상태 관리에 문제가 발생합니다. ACS Energy Letters 에서 사용된 이미지 . (확대하려면 이미지를 클릭하세요)

전도 손실 외에도 Qi 표준의 비효율성 원인 중 하나는 강제 정렬이 부족하다는 것입니다. 사용자는 충전을 위해 장치의 방향을 다양한 각도와 위치로 설정할 수 있으므로 일부 영역은 누출 필드로 인해 다른 영역보다 효율성이 상당히 낮습니다. Qi2 표준은 이러한 문제를 해결하기 를 희망합니다 .

Qi2는 효율성을 위해 코일 정렬을 목표로 합니다.

Qi2 표준 의 일부로 WPC는 MagSafe 기술과 유사한 방법인 자기 전력 프로파일(MPP) 기술을 채택하고 있습니다. 이 기술은 자석을 사용하여 송신기와 수신기를 정렬하여 사용자 오류를 제거하고 효율성을 향상시킵니다. 이러한 효율성은 낭비되는 대신 더 많은 전력을 장치에 전달할 수 있기 때문에 더 빠른 충전으로 직접적으로 해석될 수 있습니다. Qi2 표준은 최대 15W의 전력 전송을 지원하므로 다양한 장치를 빠르게 충전할 수 있습니다. 

하드웨어 개발자들은 이미 이러한 개선을 위한 길을 마련하고 있으며, 한 가지 예가 Infineon의 참조 솔루션 입니다 . Infineon이 최근 발표한  Qi2 솔루션은 WLC1 컨트롤러를 활용하여 교류 필드 및 MPP 신호 컨디셔닝을 제공합니다. 이 솔루션은 영구 자석 링이 있는 맞춤형 코일을 통해 15W의 전력을 제공합니다.

Infineon의 레퍼런스 솔루션은 설계자에게 Qi2 표준을 갖춘 턴키 성능을 제공하여 기존 장치와의 신속한 통합을 가능하게 합니다. Infineon 에서 사용된 이미지

직경 43mm의 이 솔루션은 새로운 Qi2 표준의 강점을 보여주므로 사용자와 설계자는 종종 파손되는 물리적 커넥터에서 보다 견고한 장기 솔루션으로 초점을 이동할 수 있습니다.