Bežično punjenje telefona izgleda jednostavno: uređaj se postavi na podlogu i baterija počne da se puni bez priključivanja kabla. Iza toga, međutim, postoji precizno usklađen sistem koji pretvara električnu energiju u elektromagnetno polje, a zatim je ponovo pretvara u električnu energiju u telefonu.
Za razumevanje procesa najvažnije je znati da energija ne putuje slobodno kroz prostor kao radio-signal. Punjač i telefon koriste dve blisko postavljene zavojnice, čiji međusobni odnos omogućava efikasan prenos energije na malom rastojanju. Promenljivo magnetno polje ne predstavlja vidljivu prepreku niti fizički kontakt, ali njegova jačina zavisi od udaljenosti i položaja zavojnica. Zato je sistem najefikasniji kada se dve zavojnice nalaze blizu jedna druge.
Punjač stvara promenljivo magnetno polje
U kućištu bežičnog punjača nalazi se zavojnica, odnosno namotaj provodnika kroz koji protiče električna struja. Elektronika punjača upravlja tom strujom tako da oko zavojnice nastaje promenljivo magnetno polje. Elektronika punjača neprekidno prilagođava uslove rada kako bi prenos ostao stabilan. Time se izbegava nepotrebno rasipanje energije i omogućava da punjač odgovori na zahtev telefona.
To polje je veza između punjača i telefona. Kada je telefon dovoljno blizu, njegovo prijemno kolo može da iskoristi promenu magnetnog polja za stvaranje električnog napona. U telefonu se indukovani napon dalje obrađuje pre nego što energija stigne do baterije. Kontrolna elektronika određuje odgovarajuće uslove punjenja i štiti sistem od nepovoljnih promena.
Za razliku od punjenja kablom, nema direktnog metalnog kontakta između dva uređaja. Energija se prenosi elektromagnetnom indukcijom, pa je udaljenost između zavojnica veoma važna. Zbog toga bežično punjenje može da bude osetljivo na prepreke između uređaja. Čak i kada telefon fizički leži na punjaču, nepovoljan položaj može smanjiti količinu energije koja se prenosi.
Zavojnica u telefonu prima energiju
Na poleđini telefona nalazi se prijemna zavojnica koja je postavljena tako da može da bude u blizini zavojnice punjača. Kada promenljivo magnetno polje prolazi kroz nju, u provodniku se indukuje električni napon. Toplota je jedan od najvažnijih razloga zbog kojih se snaga punjenja ne održava uvek na maksimalnom nivou. Kada temperatura poraste, uređaj može usporiti proces kako bi održao povoljnije radne uslove.
Telefon zatim tu energiju prosleđuje kroz sopstvenu elektroniku. Ona prilagođava napon i struju uslovima potrebnim za punjenje baterije, pa baterija ne dobija energiju direktno iz magnetnog polja. Praktična prednost ovog sistema je odsustvo habanja priključnog konektora pri svakom punjenju. Sa druge strane, korisnik mora pravilno da postavi uređaj i da vodi računa o kompatibilnosti punjača i telefona.
Efikasnost zavisi od toga koliko se dve zavojnice dobro elektromagnetno povezuju. Što su bliže i pravilnije poravnate, prenos je obično povoljniji.
Zašto je položaj telefona važan
Zavojnice imaju ograničenu površinu i nisu jednako efikasne kada su međusobno pomerene. Ako telefon nije postavljen iznad odgovarajućeg dela punjača, manji deo magnetnog toka može da poveže dve zavojnice.
Zbog toga se kod nekih punjača koriste konstrukcije sa više zavojnica ili rešenja koja olakšavaju pravilno postavljanje telefona. Cilj je da korisnik ne mora precizno da traži jednu malu tačku na podlozi.
Na prenos može uticati i maska telefona. Debeli slojevi, metalni elementi ili neprikladni dodaci mogu povećati razmak ili promeniti elektromagnetne uslove, pa punjenje može biti sporije ili manje efikasno.
Deo energije pretvara se u toplotu
Ni bežični ni žični prenos energije nije potpuno bez gubitaka. Deo energije se izgubi u elektronskim komponentama, zavojnicama i tokom pretvaranja električne energije u elektromagnetno polje i nazad.
Jedna od posledica tih gubitaka jeste zagrevanje. Zato telefon ili punjač mogu biti primetno topli tokom punjenja, posebno kada se koristi veća snaga ili kada je poravnanje zavojnica lošije.
Temperatura se prati zato što preterano zagrevanje može uticati na efikasnost punjenja i dugoročno opterećivati bateriju. Kada uslovi nisu povoljni, telefon može smanjiti snagu punjenja.
Telefon i punjač stalno usklađuju rad
Bežični punjač ne isporučuje jednostavno stalnu količinu energije bez obzira na to šta se nalazi iznad njega. Sistem prepoznaje uređaj i prilagođava način prenosa njegovim potrebama.
Telefon tokom punjenja prati stanje baterije i kontroliše koliko energije može da primi. Kada se baterija približava punom kapacitetu, način punjenja se menja i snaga se može smanjiti.
Zato savremeno bežično punjenje predstavlja kombinaciju elektromagnetne indukcije i elektronske kontrole. Zavojnice omogućavaju fizički prenos energije, dok elektronika vodi računa o snazi, temperaturi, položaju i stanju baterije.
Suština je u tome da punjač i telefon rade kao usklađen sistem na veoma malom rastojanju. Kada su odgovarajuće postavljeni, energija može da pređe bez kabla, a telefon je zatim koristi za kontrolisano punjenje svoje baterije.
