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ICT/정보통신 무선충전 원리

  • 관리자 (irsglobal1)
  • 2018-06-10 21:52:00
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무선 충전의 원리는전자기 유도현상로 발전기의 원리임. 전기가 흐르는 도선 주위에는 자기장이 만들어지는데 이 도선을 코일모양으로 감게 되면 전류가 코일을 따라 둥글게 돌면서 자력이 발생함.
 
- 이때, 코일의 중앙에 철심을 넣으면 철심을 이루는 전자들이 코일의 전류영향을 받아 전자들이 일정하게 운동하는 자석의 성질을 띄게 되는 것이 전자석의 원리임.

<그림> 무선충전의 원리

 

전동칫솔을 예로 들면, 아래 부분에 오목한 구멍이 있고, 칫솔을 세워두는 곳에는 구멍에 맞는 작은 기둥이 솟아 있음. 칫솔의 구멍 주위와 칫솔 받침의 기둥 안에 각각 코일이 들어 있는데, 코일에 가정용 교류전원을 연결하면 시간에 따라 변하는 자기장이 생기고 전자기유도현상에 의해 칫솔의 코일에 낮은 전압의 교류전기가 발생해 충전되는 원리임.
 
이것은 교통카드에도 사용되고 있으며, 비접촉식 스마트카드라고도 불리는 교통카드는 라디오파 인식(RFID)이라는 기술을 이용함. 내장된 반도체 IC칩과 송수신용 안테나를 통해 단말기와 교신하고 정보를 기록함. 요금을 처리하는 교통카드 단말기에는 교류가 흐르고 있어 계속 변하는 자기장이 발생함. 여기에 교통카드를 갖다 대면 교통카드 내부 모서리를 따라 여러 번 감겨 있는 코일에 유도전류가 흐르고 이 전류는 카드 내부를 충전시키고 메모리칩은 이 전기를 이용해 작동하게 됨.
 
위에서 언급한 방식은 무선이라고 하지만, 가까이 붙어야 된다는 전제 조건이 있으며, 여기에서 한단계 더 발전한 것이자기공명형(magnetic resonant) 무선충전 시스템.

<그림> 자기공명형 무선충전 시스템


자료 : 한국전자통신연구원(ETRI)

무선 충전의 원리는전자기 유도현상로 발전기의 원리임. 전기가 흐르는 도선 주위에는 자기장이 만들어지는데 이 도선을 코일모양으로 감게 되면 전류가 코일을 따라 둥글게 돌면서 자력이 발생함.
 
- 이때, 코일의 중앙에 철심을 넣으면 철심을 이루는 전자들이 코일의 전류영향을 받아 전자들이 일정하게 운동하는 자석의 성질을 띄게 되는 것이 전자석의 원리임.

<그림> 무선충전의 원리
자료 : Splashpower, New Scientist

전동칫솔을 예로 들면, 아래 부분에 오목한 구멍이 있고, 칫솔을 세워두는 곳에는 구멍에 맞는 작은 기둥이 솟아 있음. 칫솔의 구멍 주위와 칫솔 받침의 기둥 안에 각각 코일이 들어 있는데, 코일에 가정용 교류전원을 연결하면 시간에 따라 변하는 자기장이 생기고 전자기유도현상에 의해 칫솔의 코일에 낮은 전압의 교류전기가 발생해 충전되는 원리임.
 
이것은 교통카드에도 사용되고 있으며, 비접촉식 스마트카드라고도 불리는 교통카드는 라디오파 인식(RFID)이라는 기술을 이용함. 내장된 반도체 IC칩과 송수신용 안테나를 통해 단말기와 교신하고 정보를 기록함. 요금을 처리하는 교통카드 단말기에는 교류가 흐르고 있어 계속 변하는 자기장이 발생함. 여기에 교통카드를 갖다 대면 교통카드 내부 모서리를 따라 여러 번 감겨 있는 코일에 유도전류가 흐르고 이 전류는 카드 내부를 충전시키고 메모리칩은 이 전기를 이용해 작동하게 됨.
 
위에서 언급한 방식은 무선이라고 하지만, 가까이 붙어야 된다는 전제 조건이 있으며, 여기에서 한단계 더 발전한 것이자기공명형(magnetic resonant) 무선충전 시스템.

<그림> 자기공명형 무선충전 시스템

자료 : 한국전자통신연구원(ETRI)



- 이 기술은 송·수신기를 같은 주파수로 공명시킨 상태에서 전력을 전달하는 게 특징임. 기존 기술은 송신기가 수신기에 자기장을 유도해 전력을 전달하던 방식으로 수mm이내 근거리에서만 작동한다는 한계가 있었지만,‘자기공명방식은 자기공명 상태에서는 송신기에서 쏘는 전자기장이 수신기에 보다 효과적으로 전달되기 때문에 수m 떨어진 지점에서도 안정적으로 작동함.

 
 
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