Un teléfono móvil se coloca en la base de carga inalámbrica, la velocidad de carga es más lenta de lo esperado, y la espalda del fuselaje está obviamente caliente - el ingeniero investigó la alineación de la bobina, la compatibilidad del Protocolo y el conector de alimentación, y no encontró ningún problema. El verdadero "culpable" a menudo se esconde en la parte posterior de la bobina: una lámina magnética blanda de menos de 0,1 mm de espesor.

La carga inalámbrica depende del Acoplamiento magnético entre el extremo emisor y la bobina del extremo receptor para transmitir energía. La bobina del extremo receptor está cerca de la batería, el marco intermedio metálico o la placa de circuito - cuando el campo magnético alterna atraviesa la bobina y se encuentra con estos componentes metálicos, se produce un vórtice en el metal. La dirección del vórtice es opuesta al campo magnético original de la antena, formando un campo magnético inverso compensatorio, debilitando gravemente el flujo magnético efectivo. El resultado es que la eficiencia de carga disminuye bruscamente y la energía se disipa en forma de calor en la placa trasera metálica.

2. tres dimensiones de ingeniería de la placa magnética: eficiencia, aumento de temperatura y espesor

En el diseño del receptor de carga inalámbrica, las demandas de los ingenieros para el aislamiento magnético se pueden resumir en tres dimensiones de ingeniería:

Compensación de ingeniería:Hay limitaciones de ingeniería entre estas tres dimensiones: aumentar la permeabilidad magnética puede aumentar la pérdida, reducir la pérdida puede sacrificar la inducción magnética saturada y reducir el espesor puede reducir la capacidad de acumulación magnética. La selección de las láminas magnéticas es esencialmente encontrar el equilibrio óptimo entre estas tres dimensiones.

III. ferritas vs nanocristales: comparación de las rutas técnicas de los dos materiales

En la actualidad, los principales sistemas de materiales de las láminas magnéticas de los receptores de carga inalámbrica son las ferritas y las aleaciones nanocristalinas, que tienen diferencias significativas en los indicadores clave de rendimiento:

Fuente de datos: medición del laboratorio de Ciencia y tecnología de la academia avanzada e información pública de la industria

El proceso de aislamiento magnético de ferritas es maduro y el costo es controlable, lo que es adecuado para el extremo emisor y el extremo receptor de baja potencia. Sin embargo, su inducción magnética saturada es de solo 0,4 a 0,5t, que es muy fácil de saturar magnéticamente en escenarios de alta potencia, y su material es frágil y duro, con un gran espesor (generalmente más de 0,2 mm), por lo que es difícil adaptarse a las necesidades de diseño de teléfonos móviles ultrafinos.

Las láminas magnéticas de separación de nanocristales forman una estructura de grano ultrafino de 10 a 20 nanómetros después del tratamiento de recocido de cristalización de aleaciones amorfas, que tiene una inducción magnética altamente saturada (≥ 1,2t) de aleaciones amorfas a base de hierro y una alta conductividad magnética (20000 a 80000) de aleaciones amorfas a base de cobalto y características de baja pérdida. Los materiales nanocristalinos todavía pueden mantener una conductividad magnética de más del 80% a una frecuencia de 1 mhz, adaptándose a las necesidades de potencia de 15w - 50w de los principales protocolos de carga rápida inalámbrica, como Qi 1.3. Sus características flexibles pueden evitar eficazmente el riesgo de fragmentación y fuga de flujo magnético de la placa de aislamiento magnético.

4. diseño de espesor: cuanto más grueso no, mejor

El grosor de la placa de aislamiento magnético es una variable de ingeniería que debe sopesarse con precisión. El aumento del espesor puede mejorar significativamente la capacidad de desviación del flujo magnético en la etapa inicial, pero el rendimiento disminuye después de superar un cierto valor. Cuando el espesor de la película magnética de separación nanocristalina alcanza unos 0,1 mm, está básicamente saturado, y la mejora de la eficiencia al seguir aumentando el espesor es muy limitada, pero aumenta el costo del material y la altura de apilamiento.

Nanoshield de tecnología avanzada de la Academia ™ La serie de separadores magnéticos nanocristalinos ofrece tres especificaciones de espesor de 0,08 mm, 0,11 mm y 0,15 mm, cubriendo diferentes necesidades de espacio, desde teléfonos móviles ultrafinos hasta carga a bordo. La tolerancia de espesor se controla en ± 3 micras, adaptada al diseño de apilamiento ultrafino para evitar el estrés de montaje.

V. parámetros clave de rendimiento y puntos clave de selección

Combinando los datos del sitio web oficial de Ciencia y tecnología de la Academia avanzada, los parámetros clave de selección de los separadores magnéticos del receptor de carga inalámbrica son los siguientes:

Fuente de datos: laboratorio propio de Ciencia y tecnología de la academia avanzada e informe de pruebas de terceros

Al seleccionar el modelo, los ingenieros deben prestar atención a las siguientes dimensiones centrales:

• Coincidencia de frecuencia de trabajo:El segmento de frecuencia principal de carga inalámbrica es de 100 kHz a 300khz (estándar qi), y el chip de aislamiento magnético debe tener alta permeabilidad magnética y baja pérdida en esta banda de frecuencia. Al mismo tiempo, si el dispositivo necesita ser compatible con NFC (13,56 mhz), también debe evaluarse el rendimiento del chip magnético en esta banda de frecuencia. Las pastillas de aislamiento magnético nanocristalinas de la tecnología avanzada de la Academia pueden cumplir con las tres funciones de carga inalámbrica wpc, transmisión segura magnética MST y comunicación de campo cercano NFC al mismo tiempo y no interfieren entre sí.
• Resistencia a la saturación de alta potencia:Cuanto mayor sea la Potencia de carga, mayor será la intensidad del campo magnético soportado por el aislamiento magnético. Cuanto mayor sea el valor bs, mayor será la capacidad de saturación magnética. El BS ≥ 1,25t de los materiales nanocristalinos es mucho mejor que el 0,4 a 0,5t de las ferritas, y tiene ventajas obvias en escenarios de carga rápida de alta potencia.
• Precisión de troquelado y adaptación de montaje:Las hojas de aislamiento magnético deben moldearse en una forma precisa que coincida con la bobina. La tecnología avanzada de la Academia admite el troquelado de alta precisión con un diámetro mínimo de 0,8 mm y una distancia mínima entre líneas de 0,5 mm, con una precisión de troquelado de ± 0,05 mm, y ofrece una variedad de opciones de sistema de pegamento y personalización de pegamento trasero.

VI. escenarios de aplicación típicos

VII. observaciones finales

La esencia de la placa de aislamiento magnético del receptor de carga inalámbrica es construir una "autopista" de baja resistencia magnética para la línea de fuerza magnética con materiales de alta permeabilidad magnética, para que el campo magnético se propague a lo largo del Interior de la placa de aislamiento magnético, eluda la placa trasera metálica y se concentre en la zona de acoplamiento de la bobina, minimizando la pérdida de energía con características de baja pérdida.

La evolución de los materiales, desde las ferritas hasta los nanocristales, refleja la actualización de la demanda de la tecnología de carga inalámbrica de "carga eléctrica" a "carga rápida" y luego a "carga ligera y delgada". Los materiales nanocristalinos se están convirtiendo en la principal opción para teléfonos móviles, ropa y receptores de carga inalámbrica a bordo con su conductividad magnética inicial de 20000 a 80000, inducción magnética saturada de ≥ 1,25t, espesor tan bajo como 0,08 mm y flexibilidad flexible. Comprender el juego triangular entre eficiencia, aumento de temperatura y espesor, y comprender los límites de rendimiento de los diferentes sistemas de materiales son las claves para actualizar el aislamiento magnético de "un material magnético" a "decisión de ingeniería".