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Los problemas de eficiencia de la carga inalámbrica a menudo se atribuyen a "altas pérdidas" o "desviaciones de alineación". Sin embargo, en un entorno de alta temperatura en verano o en un escenario de carga prolongada del equipo, una ruta de falla más oculta es que la conductividad magnética de la placa magnética se desplaza con la temperatura, la inducción de la bobina receptora cambia, la frecuencia de resonancia se desvía del punto de trabajo del ic, pero la eficiencia del sistema disminuye Sin un aumento significativo de la pérdida.
Este camino está oculto porque los datos de temperatura ambiente de la placa magnética suelen estar calificados. El problema no es la temperatura ambiente, sino después del cambio de temperatura.
Premisa del resonador: mu 'no es una constante, sino una curva que cambia con la temperatura
El terminal receptor de carga inalámbrica funciona con un circuito de resonancia lc, con una frecuencia de resonancia f = 1 / (2pi ¿ lc). La inducción L de la bobina receptora depende de la geometría de la bobina y del mu 'efectivo del material magnético circundante. La placa magnética se adhiere a la parte posterior del círculo, y su mu 'participa directamente en la formación de L. Cuando la temperatura ambiente o el calor de la propia bobina provoca un cambio de temperatura en la placa de aislamiento magnético, mu 'se desplaza con la temperatura, L se desplaza y la frecuencia de resonancia se desplaza.
Los IC receptores modernos Qi suelen incorporar un mecanismo de seguimiento o ajuste de resonancia para devolver el punto de resonancia a la frecuencia de funcionamiento ajustando el capacitor equivalente de la red de coincidencia. Pero el alcance del seguimiento es limitado. Si la deriva de μ 'hace que el cambio de l exceda el margen de seguimiento, el punto de resonancia no se puede retirar y el sistema entra en un Estado de "desajuste". El desajuste no se manifiesta como un daño a un componente, sino como una disminución de la eficiencia, un aumento de la fiebre y una limitación activa de la Potencia de carga por el ic.
Curva de temperatura de ferritas y nanocristales: el mismo indicador, dos comportamientos
La diferencia de las características de temperatura de μ 'entre la ferrita y la placa magnética nanocristalina es una variable clave en el diseño del margen de seguimiento de resonancia.
Los mu 'de ferritas de mnzinc suelen bajar bruscamente cerca de la temperatura de Curie (unos 100 - 250 grados celsius). En el rango de trabajo de - 40 ° C a 125 ° c, mu 'de ferritas no es una línea recta, sino que presenta diferentes pendientes en diferentes intervalos de temperatura. Más crítico aún, hay un rango de "coeficiente de temperatura negativo" en mu 'de algunas fórmulas de ferritas: cuando la temperatura aumenta, mu' disminuye, lo que significa que l disminuye y la frecuencia de resonancia aumenta. Si la dirección de seguimiento o el margen del IC se establece de acuerdo con los datos de temperatura ambiente, el desplazamiento a alta temperatura puede superar las expectativas.
La temperatura de Curie de las pastillas magnéticas nanocristalinas puede alcanzar más de 500 ℃, lejos del punto de Curie en el rango de trabajo de - 40 ℃ a 125 ℃, y la amplitud de deriva de temperatura de mu 'suele ser menor que la de la ferrita. Esto no quiere decir que el mu 'del nanocristalino no se vea afectado en absoluto por la temperatura, sino que su deriva es más suave en la zona de temperatura de trabajo convencional, dejando un mayor margen para el seguimiento de resonancia. Desde el punto de vista del diseño del sistema, la deriva de la temperatura de μ 'de la ferrita no es necesariamente una "desventaja" - si la dirección de deriva es consistente con la dirección de seguimiento del IC y la amplitud está dentro del rango de seguimiento, el sistema todavía puede funcionar de manera estable. El problema es que si la selección solo se basa en la temperatura ambiente mu 'y no se confirma la curva de cambio de mu' en la zona de temperatura objetivo, el diseño del margen de seguimiento carece de base.
Cadena de falla de "cumplimiento de la temperatura ambiente y desajuste de alta temperatura"
El proceso de desarrollo típico de esta cadena de falla es:
A temperatura ambienteLa placa magnética mu 'cumple con el valor de diseño, la bobina receptora l está dentro del rango objetivo, y el punto de resonancia se ajusta a la frecuencia de trabajo del ic. La eficiencia del sistema cumple con los estándares, y el aumento de temperatura es controlable.
El dispositivo comienza a cargar a alta potencia o en un ambiente de alta temperaturaLa temperatura de la placa magnética aumenta. A medida que la temperatura disminuye (o cambia por una pendiente específica), l disminuye y la frecuencia de resonancia aumenta. El mecanismo de seguimiento del IC comenzó a ajustar el capacitor de coincidencia, tratando de devolver el punto de resonancia a la frecuencia de funcionamiento.
Si el aumento de temperatura está dentro del margen de seguimientoEl sistema puede mantener la resonancia. Si el aumento de la temperatura hace que la deriva de mu 'exceda el rango de seguimiento, el punto de resonancia no se puede retirar y el sistema entra en un Estado de desajuste. El desajuste conduce a una disminución de la eficiencia, más energía se disipa en forma de calor en el extremo receptor y la temperatura aumenta aún más. El aumento de la temperatura impulsó aún más la deriva de micras. Esta retroalimentación positiva puede hacer que el sistema evolucione rápidamente de una "ligera disminución de la eficiencia" a una "potencia restringida" o "carga intermitente" en entornos de alta temperatura.
En esta cadena, los datos de temperatura ambiente y pérdida de la placa de aislamiento magnético son "calificados", y el fallo se produce a nivel del sistema después del cambio de temperatura. Es por eso que las especificaciones de temperatura ambiente por sí solas no pueden predecir el rendimiento de carga en entornos de alta temperatura.
Juicio de selección de tipo a partir de "temperatura - inducción - margen de seguimiento"
En primer lugar, se requiere que los proveedores proporcionen curvas de temperatura de mu 'en la zona de temperatura objetivo, en lugar de proporcionar solo datos de un solo punto a temperatura ambiente.
En el caso de los escenarios de carga rápida a bordo, al aire libre o de alta potencia, se confirmará la amplitud y dirección de cambio de la placa magnética en el rango de - 40 ° C a 125 ° c (o la zona de temperatura de trabajo real). Si el proveedor solo puede proporcionar mu 'a 25 ° c, su capacidad de predicción del riesgo de desajuste a alta temperatura es limitada.
En segundo lugar, el coeficiente de temperatura de mu 'se contabiliza como una coincidencia con el rango de seguimiento de resonancia del ic, en lugar de un material de evaluación aislado.
Los márgenes de seguimiento de los diferentes IC receptores son diferentes. Al seleccionar el modelo, se debe confirmar si el cambio de l causado por la deriva de la placa magnética en el límite superior de temperatura de la zona de temperatura objetivo todavía está dentro del rango de seguimiento del ic. Si el margen es insuficiente, se debe dar prioridad a un sistema de materiales con una deriva de temperatura más suave de μ 'o reducir la temperatura de trabajo del aislador magnético a través del diseño estructural.
En tercer lugar, en el escenario de alta temperatura, la temperatura de trabajo de la placa de aislamiento magnético en sí se gestiona como variable de diseño.
La raíz de la deriva de mu 'es la temperatura. Si la placa de aislamiento magnético se pega a través de un pegamento trasero de baja conductividad térmica o está cerca del elemento de calefacción, su temperatura de funcionamiento real puede ser mucho más alta que la temperatura ambiente. La elección de un pegamento trasero conductor de calor, la optimización de la vía térmica o el ajuste de la posición relativa del aislamiento magnético con la fuente de calor pueden reducir la magnitud de la deriva de mu 's. Para escenarios de alta potencia de 25w o más, la gestión térmica y la estabilidad de las propiedades magnéticas son dos aspectos del mismo problema.
En cuarto lugar, distinguir entre "características de temperatura propias del material" y "características de temperatura del sistema después de la adhesión del producto terminado"
La curva de temperatura de mu 'de la placa magnética es un dato característico del material, pero después de que el producto terminado se pega a la parte posterior de la bobina, su temperatura real depende del entorno térmico de toda la máquina. Al seleccionar el modelo, se debe confirmar en qué condiciones se miden los datos de temperatura de mu 'del proveedor (estado libre o estado de ajuste), y verificar el desplazamiento real del punto de resonancia en la etapa de muestra en combinación con la prueba térmica de toda la máquina.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de producto de la placa magnética de carga inalámbrica cubre la placa compuesta de ferrita y la placa compuesta de nanocristales, lo que puede proporcionar datos de la curva de temperatura de mu 'en la zona de temperatura objetivo.
La temperatura de Curie de la serie nanocristalina es ≥ 500 ℃, la estabilidad de la conductividad magnética es mejor que el esquema convencional de ferritas en el rango de - 40 ℃ a 150 ℃, la conductividad magnética efectiva del producto terminado es personalizable de 150 a 2000, y el espesor cubre de 0,02 a 0,20 mm. el producto admite la opción de pegamento trasero térmico, que puede coincidir la vía térmica con la estabilidad magnética de acuerdo con el entorno térmico de toda la máquina. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.