미래 사회 바꿀 무선 충전 : C2000 MCU, KNOWMAX 테크놀로지의 무선전력전송(WPT) 요구 만족

크리스 클리어맨(Chris Clearman) WW 모터 제어 솔루션 매니저



무선전력전송(Wireless power transfer, WPT)은 일반적으로 배터리를 재충전하기 위해 선 없이 전력을 전송하는 기술을 말한다.

니콜라 테슬라가 WPT라는 개념을 처음 제시하며 무선통신 시대를 예고했지만 실제로 스마트폰 시대인 최근에 들어서야 물리적 연결 없이 배터리를 충전하는 이 기능이 광범위하게 도입되고 있다.

무선전력전송 기술은 산업, 의료, 소비자 및 자동차용 애플리케이션 등 다양한 분야에 빠르게 채택되고 있다.

특히 애플리케이션의 자율성이 증가하면서 무선충전이 갖는 편의성과 견고함이라는 장점은 더욱 부각됐다. 플러그나 특수한 커넥터가 필요 없고 고장이 발생할 수 있는 접촉점이 없어 제품을 완전하게 봉인할 수 있기 때문에 환경적 제약이 적은 것은 물론 이동성에 의존하는 애플리케이션이 증대되면서 WPT 기술은 더욱 확대되는 추세다.

대만의 무선 전력 솔루션 전문 기업 KNOWMAX는 자체 특허기술과 함께 TI의 C2000 실시간 마이크로컨트롤러(MCU), Piccolo™ F2803x를 사용해서 고객에게 맞춤화된 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어 솔루션을 제공한다. 이 솔루션들은 파워뱅크의 대형충전 스테이션을 위한 송신기 및 태블릿 내부 수신기 등 최종 애플리케이션에 주로 탑재된다.

더 높은 전력 수준에서 무선전력 솔루션은 로봇, 산업 유틸리티, 창고 차량, 전기차, 대형차량 및 건설차량 등에 사용될 전망이다. 산업용 사물인터넷(IIoT)이 지속 발전·성장함에 따라 더 많은 수의 디바이스가 무선전력 기능을 통합하게 될 것이다.

IHS 인사이트에 따르면 2025년에는 약 750억 개에 달하는 연결된 사물들로 사물인터넷(IoT) 환경이 구성될 것으로 예상된다.

개인용 전자디바이스에 사용되는 단순한 저전력 유도형에서부터 동적 및 자율 애플리케이션에 사용되는 복잡한 고전력 공진형에 이르기까지 배터리 구동 애플리케이션을 보다 쉽고 견고하게 만들려는 비전으로 성장하는 WPT 시스템은 보다 광범위하게 확산될 것으로 보인다.

효율이 보다 중요한 고전력 애플리케이션에서 C2000 MCU는 고주파수 인버터의 신호감지, 프로세싱, 유연한 고분해능 PWM 제어 및 시스템 보호 매커니즘에서 KNOWMAX와 같은 기업에 차별화된 기능을 제공한다.

전 세계 개발자들에게 WPT 애플리케이션을 개발할 수 있는 기회는 여전히 많지 않지만 IIoT 분야에서는 전례 없는 기하급수적인 성장을 지속 경험할 것으로 예상되며 선 없는 시대 도래를 예고했다.

KNOWMAX테크놀로지 탱크 황(Tank Huang)은 “TI의 C2000 MCU는 다양한 시장요구에 맞는 시스템을 적용하는데 필요한 유연성은 물론 전력스테이지를 정밀하게 제어할 수 있는 고해상 펄스 폭 변조(PWM)을 제공한다”며 “WPT를 위한 특허기술을 포함해 디바이스에 대규모 소프트웨어 투자를 진행 중”이라고 말했다.

KNOWMAX테크놀로지는 15W 무선전력솔루션에 주력하는 기업으로 고유의 15W솔루션 개발에 많은 연구개발을 투자했다.

시중에는 저가 5~10W 무선전력 제품은 많이 출시돼 있지만 실제로 C2000 MCU와 같은 15W 무선전력송신기술 및 15W 무선전력 수신기를 모두 지원할 수 있는 제품은 거의 없다.

KNOWMAX는 또한 고객이 자체 제품을 향상하는데 더 많은 시간을 할애할 수 있도록 솔루션을 수신기의 배터리와 통합하는 기술과 함께 KNOWMAX 제품을 사용할 경우 고정기능 모듈보다 쉽게 추가기능을 통합할 수 있도록 하는 기술을 제공한다.

KNOWMAX의 고객사가 최대 10개의 디바이스를 동시 충전할 수 있는 150W 충전 스테이션을 제작했다고 가정했을 때 KNOWMAX는 고객과의 긴밀한 협력을 통해 맞춤형 솔루션을 개발하고 FCC(Federal Communications Commission) 및 UL(Underwriters Laboratories) 인증을 통과할 수 있도록 지원한다.