Qi
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1. 개요
Qi는 무선 전력 컨소시엄(WPC)에서 개발한 무선 충전 표준으로, 자기 유도 방식을 사용하여 전력을 전달한다. Qi는 저전력(BPP), 확장 전력 프로필(EPP), 제조사 독점 기술(PPDE) 등의 전력 프로필을 지원하며, 각 프로필에 따라 충전 속도가 다르다. WPC는 Qi 표준을 관리하며, 인증된 제품에는 고유의 Qi-ID가 부여된다. Qi는 스마트폰, 이어폰, 자동차 등 다양한 기기에 적용되었으며, 현재는 Qi2 표준이 도입되어 자동 정렬 기능과 더 높은 전력 전송을 지원한다.
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| Qi | |
|---|---|
| 개요 | |
![]() | |
| 상태 | 활성 |
| 최초 게시일 | 2008년 |
| 최신 버전 | 2.1 |
| 최신 버전 날짜 | 2024년 9월 |
| 조직 | 무선 전력 컨소시엄 |
| 분야 | 유도 충전 |
| 관련 표준 | 코드리스 키친 표준 중간 전력 표준 |
| 라이선스 | 개방형 표준 |
| 저작권 | 로고 상표 |
| 웹사이트 | 무선 전력 컨소시엄 웹사이트 |
| 명칭 및 발음 | |
| 발음 (IPA) | /tʃiː/ |
| 로마자 표기 | Chi |
| 중국어 (간체) | 气 |
| 중국어 (번체) | 氣 |
| 병음 | qì |
| 기술 정보 | |
| 작동 방식 | 유도 결합을 이용한 무선 전력 전송 |
| 주파수 대역 | 110–205 kHz |
| 전력 범위 | 저전력: 최대 15 W (현재) 중간 전력: 최대 65 W 확장 전력: 최대 200 W |
| 역사 및 개발 | |
| 개발 주체 | 무선 전력 컨소시엄 |
| 주요 목표 | 편리하고 안전하며 상호 운용 가능한 무선 전력 전송 표준 확립 |
| Qi2 | |
| 특징 | 자기 공명 기술 활용 MagSafe와 유사한 자기 정렬 기능 |
| 목표 | 충전 효율성 향상 및 다양한 기기 호환성 확보 |
| 회원 | |
| 주요 회원사 | 애플 삼성전자 LG전자 화웨이 퀄컴 텍사스 인스트루먼트 버라이즌 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 무선 충전 |
2. 특징 및 원리
Qi는 100~200kHz 대역의 자기 유도 방식을 사용하여 에너지를 전달하는 무선 충전 기술이다. 저전력(최대 15W)을 기본으로 하며, 일부 제조사는 독자적인 기술(PPDE)을 통해 고속 충전을 지원한다.[41][42]
모든 Qi 인증 제품에는 고유한 인증번호(Qi-ID)가 부여되며, 무선 전력 컨소시엄(WPC) 웹사이트에서 모델명과 인증번호를 통해 인증 여부, EPP(Extended Power Profile), PPDE 지원 여부를 확인할 수 있다.
넓은 동작 주파수 범위와 제품 간 공진점 차이로 인해 충전 호환성 문제가 발생할 수 있다. WPC는 이러한 문제를 해결하기 위해 인증 시험 및 사후 검사를 강화하고 있으며, 위반 시 Qi 인증을 취소하기도 한다.[7]
초기 Qi(v 1.0)는 전자기 유도 방식을 기반으로 2010년 7월에 최대 5W의 저전력용 Qi 규격(Volume I Low Power)이 제정되었다. 사용하는 주파수 대역은 110kHz에서 205kHz이다. WPC에서는 Qi 규격(v 1.1)부터 Q값이 낮은 자계 공진을 일부 도입하여 수전 측만 공진시키는 구성을 사용하다가, v 1.21에서는 송전 측만 공진하는 구성으로 변경되었다.
WPC는 중전력용 Qi 규격(Volume II Middle Power) 검토를 통해 2015년 6월 23일에 15W 규격서를 제정했다.
2010년대 후반, 대용량 전력 전송 규격 제정으로 급속 충전 문제가 해소되었고, 삼성전자(삼성 갤럭시)와 애플(아이폰)이 이 규격을 채택하면서 대응 기기가 급증했다.
2023년 1월, WPC는 애플과 협력하여 MagSafe 기술을 도입한 Qi2를 발표했다. Qi2는 자석을 통해 코일 중심을 일치시켜 효율을 높이고 발열 문제를 해소할 전망이다. WPC는 2024년 중순까지 Qi2의 15W 초과 출력을 지원할 계획이다.
2023년 9월 12일, Qi2에 공식 대응하는 아이폰 15/아이폰 15 프로가 최초로 발표되었다.
2. 1. 전자기 유도 방식
Qi는 패러데이 전자기 유도 법칙에 따라 전자기 코일을 통해 전류를 유도하여 전자기 유도 방식으로 작동한다. Qi 시스템은 전력을 공급하는 베이스 스테이션(송신기)과 전력을 소비하는 모바일 장치(수신기)로 구성된다. 베이스 스테이션은 송신 코일을 통해 진동하는 자기장을 생성하고, 모바일 장치의 수신 코일은 이 자기장에 의해 교류를 유도하여 전력을 얻는다. 두 코일 간 간격이 좁을수록 전력 전송 효율이 높아진다.[7]베이스 스테이션은 사용자가 모바일 장치를 올려놓는 인터페이스 표면을 가지며, 송신 코일과 수신 코일의 정렬 방식에 따라 유도 위치 지정 방식과 자유 위치 지정 방식으로 나뉜다. 유도 위치 지정 방식은 사용자가 모바일 장치를 특정 위치에 놓아야 하며, 자유 위치 지정 방식은 송신 코일 묶음, 기계적 이동, 다중 협력 플럭스 발생기 등의 기술을 통해 위치 제약 없이 충전이 가능하다.[7]
기본 시스템 구성도(그림 1-1)를 보면, 전력 송신기는 전력 변환 장치와 통신 및 제어 장치로 구성된다. 송신 코일(어레이)은 자기장을 생성하고, 제어 및 통신 장치는 전력 수신기의 요청에 따라 전송 전력을 조절한다. 베이스 스테이션은 여러 송신기를 포함하여 여러 모바일 장치를 동시에 충전할 수 있다. 전력 수신기는 전력 픽업 장치와 통신 및 제어 장치로 구성되며, 수신 코일은 자기장을 포착하여 전력을 얻는다. 통신 및 제어 장치는 연결된 하위 시스템(예: 배터리)에 적합한 수준으로 전력을 조절한다.[7]
Qi 규격의 저전력 송신기는 평면 코일을 사용하며, 직렬 공진 회로를 통해 구동된다. 전력 제어는 자동으로 이루어지며, 실제 적용 전압을 미세하게 조절할 수 있다. Qi 충전기는 PID 제어기를 사용하여 전달되는 전력을 조절한다.
Qi 충전 송신기는 140kHz에서 연결을 시작하지만, 코일 간 이격 거리에 따라 주파수를 변경하여 최적의 효율을 찾는다. 다양한 코일 배열과 복잡한 공진 네트워크를 갖춘 설계도 있으며, 주파수 가변 작동 및 높은 공진 회로 전압을 지원한다.
Qi 전력 수신기 하드웨어는 직사각형 와이어 코일과 병렬 공진 회로를 사용하며, 전력 송신기로 디지털 통신 채널을 제공하기 위해 공진 변조기를 사용한다. 전력 출력은 브리지 정류기를 통해 이루어지며, 필터링을 거쳐 충전 컨트롤러로 전달된다.
2. 2. 자유 위치 지정 및 유도 위치 지정
Qi 시스템에서 송신 코일(베이스 스테이션에 위치)과 수신 코일(모바일 장치에 위치)을 정렬하는 방법에는 두 가지가 있다.- 자유 위치 지정: 사용자가 모바일 장치를 송신 코일과 직접 정렬하여 배치할 필요가 없다. 이를 달성하기 위해 여러 개의 송신 코일 묶음을 사용하여 수신 코일 위치에서만 자기장을 생성하거나, 기계적 수단을 사용하여 수신 코일 아래에서 단일 송신 코일을 이동시키는 방법 등이 사용된다.[7]
- 유도 위치 지정: 사용자가 모바일 장치를 베이스 스테이션 표면의 특정 위치에 배치해야 한다. 이를 위해 모바일 장치는 크기, 모양 및 기능에 적합한 정렬 보조 장치를 제공한다.
2. 3. 통신
Qi는 충전 패드(송신 측)와 휴대 기기(수신 측) 간의 단방향 통신을 통해 충전 상태를 제어한다. 수신 측은 주기적으로 패킷을 보내 송신 측에 필요한 전력량을 알리고, 이물질 감지 등의 기능을 수행한다. 통신 방식은 후방 산란 변조를 이용한 2진 ASK(진폭 편이 변조)를 사용하며, 통신 속도는 2kbps이다.[2] 1 옥텟당 시작 비트(1), 패리티 비트(ODD), 정지 비트(0) 각각 1비트가 포함된다.수신 측은 전력을 수신하는 동안 주기적으로 패킷을 보내는데, 이를 통해 송신 측은 충전 면에 있는 물체가 Qi 호환 기기인지, 아니면 다른 이물질인지 판단할 수 있다. 통신 내용은 주로 수신 전력량의 필요량 차이, 송전 정지 요청, 수신 중인 전력, 휴대 기기의 충전율 등이다. 충전 시작 시에는 수신 측의 식별 정보가 전송되며, 기기 고유 정보가 전송되기도 한다.
3. 표준 및 규격

Qi 표준은 WPC(Wireless Power Consortium)에서 제정하며, 100~200kHz 대역의 자기 유도를 통해 에너지를 전달하는 원리를 활용한다.[8][9]
Qi 시스템은 전원에 연결되어 유도 전력을 제공하는 베이스 스테이션과 유도 전력을 소비하는 모바일 장치로 구성된다. 베이스 스테이션은 송신 코일을 통해 진동하는 자기장을 생성하고, 모바일 장치의 수신 코일은 패러데이 유도 법칙에 의해 교류를 유도한다.
베이스 스테이션은 일반적으로 사용자가 모바일 장치를 올려놓을 수 있는 표면을 가지고 있다. 송신 코일과 수신 코일을 정렬하는 방법에는 유도 위치 지정 방식과 자유 위치 지정 방식 두 가지가 있다. 유도 위치 지정 방식은 사용자가 모바일 장치를 특정 위치에 배치해야 하며, 자유 위치 지정 방식은 사용자가 모바일 장치를 직접 정렬할 필요가 없다.
WPC는 신제품에 대한 Qi 인증 시험 시 호환성 검증을 의무화하고 있으며, 인증 제품 정보를 웹사이트를 통해 공개한다.[7] 또한, 기출시된 제품에 대해서도 사후 검사를 진행하여 위반 사항 발견 시 시정 조치를 취하고, 미이행 시 Qi 인증을 취소한다.
3. 1. 버전별 역사
| 버전 번호 | 출시 | 최대 전력 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 2010년 | 5 W | 전력 송신기는 단일 코일, 코일 배열 또는 이동 코일일 수 있음[41] |
| 1.1 | 2012년 | 5 W | 12가지 송신기 사양, 송신기 근처 금속 물체의 가열을 방지하기 위한 이물질 감지 기능 개선, USB를 통한 송신기 전원 공급 추가[44] |
| 1.2 | 2015년 | 기본 전력 프로필(BPP): 5 W | 최대 송신기 전력 15 W로 증가, 송신기의 열 테스트 개선, 타이밍 사양 개선, 이물질 감지 감도 개선, 선택적 수신기 ID(WP-ID). |
| 1.2.3 | 2017년 | EPP 전력 등급 0: 5–30 W | 소비자가 충전기로부터 최대 30 W까지 협상할 수 있도록 하는 전력 등급 0 추가[38] |
| 1.3 | 2021년 | ||
| 2.0 | 2023년 | 15 W[39] |
3. 2. 전력 프로필
Qi 표준은 100~200kHz 대역의 자기유도 방식을 사용하는 무선 충전 기술이다. 전력 프로필은 다음과 같이 분류된다.| 프로필 | 설명 | 최대 전력 |
|---|---|---|
| BPP (Basic Power Profile) | 기본 전력 프로필 | 5W[8][9] |
| EPP (Extended Power Profile) | 확장 전력 프로필 | 15W[13][14][15][16] |
| PPDE (Proprietary Power Delivery Extension) | 삼성전자[17] 등 제조사 독자 기술 | 5W 또는 15W 초과 |
Qi 인증을 받은 제품은 WPC 웹사이트에서 인증 번호(Qi-ID)를 통해 BPP, EPP, PPDE 지원 여부를 확인할 수 있다.
4. 관련 단체
무선 전력 컨소시엄(WPC, Wireless Power Consortium)은 2008년 12월 17일에 설립된 국제 단체로, Qi 표준을 제정하고 관리한다. 사무국은 미국 뉴저지주 IEEE-ISTO에 있다. 2022년 6월 22일 기준으로 351개 회사가 회원으로 등록되어 있다.[4]
회원 등급은 다음과 같이 구분된다.
- 정회원 (Regular membership): 컨소시엄 운영 전반 및 사양 책정에 책임을 지는 기업이다. 업계별로 정원이 정해져 있으며, 순차적으로 확대되고 있지만 현재 최대 25개 기업이 정회원이 될 수 있다.[4]
- 채용 회원 (Adopter membership): 정회원과 비교하여 이사 선거에서의 의결권, WPC 사양의 작업 초안 접근 권한이 제한된다.[4]
- 준회원 (Associate membership): 정회원과 비교하여 이사 선거에서의 의결권, WPC 사양의 작업 초안 접근 권한, Qi 인증 제품 데이터베이스 등록 권한이 제한된다.[4]
| 업계(정원) | 기업 |
|---|---|
| 무선 급전(5) | ConvenientPower, Fulton Innovation, PowerbyProxi, 퀄컴, 로버트 보쉬 |
| 반도체(8) | IDT, 미디어텍, NXP 반도체, 로옴, ST마이크로일렉트로닉스, 소니, 텍사스 인스트루먼트, 도시바 |
| 전기(3) | 하이얼, 필립스, LG전자 |
| 휴대 전화(4) | 애플, HTC, 노키아, 버라이즌 |
| 배터리(1) | 파나소닉 |
| 휴대 정보 단말기(1) | 삼성전기 |
| 자동차(1) | 델파이 오토모티브 |
| 기타(2) | Leggett & Platt, AirCharge |
5. 한국 내 적용 사례
한국에서는 NTT 도코모를 시작으로 삼성전자, LG전자, 애플 등 다양한 제조사들이 Qi를 지원하는 제품을 출시했다.[18][28][30]
5. 1. 스마트폰
삼성전자는 갤럭시 S3에서 처음으로 Qi를 지원했으며[18], 이후 갤럭시 S6는 Qi와 경쟁 표준인 파워 매터스 얼라이언스를 모두 지원했다.[28] LG전자는 넥서스 4에서 Qi를 지원했다. 2017년 9월 12일, 애플은 아이폰 8, 아이폰 8 Plus, 아이폰 X가 Qi 표준을 지원할 것이라고 발표했으며, 이후 모든 새로운 아이폰은 Qi 무선 충전 표준을 지원한다.[30]iOS 17.2 출시 이후, 애플은 아이폰 13, 아이폰 13 Pro, 아이폰 14, 아이폰 14 Pro 모델에 대해 15W Qi2 인증 무선 고속 충전을 지원한다.[34] 아이폰 15, 아이폰 15 Pro 모델은 15W Qi2 인증 무선 고속 충전을 지원한다.[32][33]
Qi를 지원하는 스마트폰은 다음과 같다.
| 제조사 | 제품 |
|---|---|
| 삼성전자 | 갤럭시 S3[18], 갤럭시 S6[28], Galaxy S6 edge (SC-04G, SC-05G, SCV31, 404SC), Galaxy S7 edge (SC-02H, SCV33), Galaxy S8 (SC-02J, SCV36), Galaxy S8+ (SC-03J, SCV35) |
| LG전자 | 넥서스 4, Optimus it L-05E, EM01L |
| 애플 | 아이폰 8, 아이폰 8 Plus, 아이폰 X, 아이폰 XR, 아이폰 XS / XS Max, 아이폰 11, 아이폰 11 Pro / 아이폰 11 Pro Max, 아이폰 SE (2세대), 아이폰 12 mini / 아이폰 12, 아이폰 12 Pro / 아이폰 12 Pro Max, 아이폰 13 mini / 아이폰 13, 아이폰 13 Pro / 아이폰 13 Pro Max, 아이폰 14 / 아이폰 14 Plus, 아이폰 14 Pro / 아이폰 14 Pro Max, iPhone SE (3세대), 아이폰 15 / 아이폰 15 Plus, 아이폰 15 Pro / 아이폰 15 Pro Max |
| 구글 | 넥서스 4 (LG 전자 제품), Nexus 5 (LG 전자 제품), Nexus 6 (모토로라 모빌리티 제품), Nexus 7 (2013) (ASUS 제품), Pixel 3 / Pixel 3 XL, Pixel 4 / Pixel 4 XL, Pixel 5, Pixel 6 / Pixel 6 Pro |
| NTT 도코모 | AQUOS PHONE ZETA SH-09D, ARROWS X F-10D, ELUGA X P-02E, MEDIAS PP N-01D, AQUOS PHONE EX SH-04E, AQUOS PHONE f SH-13C, AQUOS PHONE slider SH-02D, AQUOS PHONE st SH-07D, ARROWS Kiss F-03D/F-03D Girls', ARROWS Kiss F-03E, ELUGA V P-06D, F-09D ANTEPRIMA, MEDIAS X N-04E, Q-pot.Phone SH-04D, AQUOS PHONE ZETA SH-06E, ELUGA P P-03E, Xperia 1 V SO-51D, Xperia 5 V SO-53D, Xperia 1 VI SO-51E (15W 고속 충전 지원) |
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| Y!mobile (소프트뱅크 모바일・윌컴 오키나와) | Nexus 6 (모토로라 모빌리티 제품) |
| 노키아 | Lumia 820, Lumia 822, Lumia 920 |
| [https://www.sony.jp/xperia/ SONY] | Xperia 1 VI, Xperia 5 V (15W 고속 충전 지원) |
5. 2. 기타 기기
Qi는 다양한 기기에서 활용되는 무선 충전 기술 표준이다.| 모델명 | 지원 여부 |
|---|---|
| 에어팟 (1세대) | 무선 충전 케이스 |
| 에어팟 (2세대) | 무선 충전 케이스 |
| 에어팟 프로 | 에어팟 프로 충전 케이스 |
| 에어팟 프로 (2세대) | 에어팟 프로 MagSafe 충전 케이스 |
| 에어팟 (3세대) | 에어팟 (3세대) MagSafe |
- '''스마트워치''': 일부 스마트워치는 Qi 무선 충전을 지원한다.
| 제조사 | 모델 |
|---|---|
| 토요타 | 하리아, 노아, 복시, 프리우스, 캠리, 에스콰이어, 프리우스α, 미라이 |
| 렉서스 | NX, RX |
| 혼다 | N-BOX SLASH |
| 닛산 | 노트 (E13), 오라, 아리아 |
| BMW | 7 시리즈 |
| 볼보 | XC40[58] |

6. 사회적 영향
Qi 표준이 인기를 얻으면서 커피숍, 공항, 스포츠 경기장 등에서 ''Qi 핫스팟''이 생겨나기 시작했다.[21] 2012년 미국의 주요 커피 체인인 더 커피 빈 앤드 티 리프는 주요 대도시에 무선 충전 스테이션을 설치할 계획을 발표했고,[22] 버진 애틀랜틱도 영국의 런던 히드로 공항,[23] 뉴욕시의 존 F. 케네디 국제공항에 설치할 계획을 발표했다.[24]
2015년 설문 조사에 따르면 미국과 중국에서 무선 충전에 대해 인지하고 있는 사람은 76%(전년도 36%에서 증가)였고, 20%가 사용하고 있었지만, 그 중 16%만이 매일 사용하고 있었다.[25] 가구 소매업체인 이케아는 2015년에 무선 충전기가 내장된 램프와 테이블을 출시했으며,[26] 렉서스 NX는 센터 콘솔에 Qi 충전 패드를 선택 사양으로 제공했다.[27]
7. 비판 및 논란
Qi 무선 충전 표준은 여러 비판과 논란에 직면해 왔다.
충전 속도:초기 Qi 표준은 유선 충전에 비해 충전 속도가 느렸다.[48] 그러나 5~15W 전력을 제공하는 확장 전력 프로필(EPP)과[13][14][15][16] 삼성전자 등에서 사용하는 독자적인 PPDE(Proprietary Power Delivery Extension) 기술[17] 도입으로 점차 개선되고 있다.
호환성 문제:Qi 표준은 100~200kHz 대역의 넓은 동작 주파수 범위를 사용하고, 제품마다 공진점이 달라 충전 패드와 단말 간 충전이 원활하지 않은 경우가 발생한다.[43] WPC(무선 전력 컨소시엄)는 이 문제를 해결하기 위해 신제품 Qi 인증 시험 시 호환성 검증을 의무화하고, 인증 제품을 웹사이트에 공개하고 있다. 또한 2019년부터 기출시된 시장 제품에 대해서도 사후 검사를 진행하여 문제 발생 시 시정 조치를 취하고, 필요한 경우 Qi 인증을 취소한다.
다양한 무선 충전 표준의 존재:Qi 외에도 여러 무선 충전 표준이 존재하여 소비자 혼란을 야기할 수 있다는 지적이 있었다.[48] 그러나 2010년대 후반, 삼성전자의 갤럭시 시리즈와 애플의 아이폰 시리즈 등 주요 스마트폰 제조사들이 Qi 표준을 채택하면서[48][49] 대응 기기가 급증하고 시장 주도적인 표준으로 자리 잡았다.
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知って納得、ケータイ業界の"なぜ"(30) 一度は姿を消したワイヤレス充電が再びメジャーになった理由
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