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Los datos de aumento de temperatura de la placa magnética en el extremo receptor suelen aparecer en las especificaciones o en el informe de prueba con un número: un aumento de temperatura inferior a 7 - 8 ° c o una temperatura superficial no superior a 40 ° c. este número proviene de un punto de medición de un termoeléctrico o de una imagen térmica que refleja el Estado promedio o el punto más alto de la placa magnética.
Pero la brecha entre el "punto más alto" y el "promedio" es en sí misma un mensaje de riesgo ignorado. La densidad de flujo magnético en el plano de la placa magnética no es uniforme y la densidad de pérdida no es uniforme. El promedio cumple con los estándares, lo que no significa que no haya sobrecalentamiento local; La temperatura máxima de la superficie no supera el umbral, lo que no significa que no haya manchas térmicas en el interior de la placa magnética.
De dónde vienen las manchas calientes: la desigualdad del flujo magnético es la primera entrada
La distribución de la densidad de flujo magnético en el plano de la placa magnética se ve afectada por la forma de la bobina, el Estado de desplazamiento y la propia estructura de la placa magnética. Cuando la geometría de la bobina emisora y la bobina receptora no coincide, la proyección de la línea de fuerza magnética en la placa magnética ya no es uniforme; El desplazamiento lateral al colocar el teléfono móvil por parte del usuario aumenta significativamente la densidad de flujo magnético en el lado del desplazamiento; La brecha de fragmentos y la interfaz entre capas de la placa de aislamiento magnético roto introducirán cambios de resistencia magnética localmente, lo que hará que el flujo magnético se concentre en el borde del fragmento o cerca de la interfaz.
Calentamiento local de la zona de concentración de flujo magnético
En las áreas con mayor densidad de flujo magnético, la densidad a granel de la pérdida de estancamiento magnético y la pérdida de vórtice también es mayor. Si este calor no se puede propagar lateralmente a tiempo, se acumulará localmente, formando manchas térmicas con temperaturas superiores a las áreas circundantes. La literatura patentada lo describe claramente: una distribución más desigual de la densidad de flujo conduce a una mayor pérdida total y provoca el calentamiento local de las áreas donde se concentra el flujo magnético.
¿ por qué las manchas térmicas son peligrosas: retroalimentación positiva de la pérdida con el aumento de la temperatura
El peligro de las manchas térmicas no es que "la temperatura en un punto sea un poco más alta", sino que puede desencadenar un ciclo de retroalimentación positiva.
La pérdida de materiales magnéticos no es una constante independiente de la temperatura. En algunos intervalos de trabajo, la pérdida de estancamiento magnético y la pérdida de vórtice aumentarán con el aumento de la temperatura. Cuando se forma una placa térmica en una zona local, la temperatura en la zona aumenta, la pérdida aumenta aún más, se genera más calor y la temperatura continúa aumentando. Si la ruta de disipación de calor no es suficiente para quitar el calor, este ciclo se acelerará a sí mismo.
La advertencia dada por la literatura patentada es que, en algunos casos, la temperatura puede alcanzar los 100 ° c o más y puede degradar las propiedades de los materiales magnéticos y las propiedades de la transferencia de Potencia inalámbrica; En casos más graves, el material magnético puede sufrir daños o los componentes electrónicos circundantes, encapsulamientos y carcasas pueden sufrir daños térmicos adicionales. Esto significa que el riesgo de manchas térmicas no se puede evaluar solo con un "aumento promedio de temperatura". Una placa magnética con un aumento promedio de temperatura de solo 20 ° C puede haberse acercado o superado los 100 ° C en una zona local. Los datos medios ocultan el punto de partida de la falla local.
¿Resistencia térmica de la capa de pegamento: ¿ por qué las manchas de calor "no se pueden dispersar"?
La mitad de la formación de manchas térmicas se debe a la concentración de fuentes de calor locales y la otra mitad a la obstrucción de la ruta de disipación de calor transversal.
Las láminas magnéticas del extremo receptor suelen estar compuestas por varias capas de capas magnéticas superpuestas a través de películas adhesivas. La película adhesiva es un material polimérico, con una conductividad térmica mucho menor que la capa magnética metálica. Cada película adhesiva en la estructura multicapa es una resistencia térmica en serie en la ruta de conducción de calor. La literatura de patentes señala que la mala conductividad térmica de los adhesivos de doble cara y la distribución de la capa adhesiva entre las hojas de nanocristalino aumentan considerablemente la resistencia térmica de todo el aislador magnético, reducen la capacidad de disipación de calor del sistema y conducen a un aumento excesivo de la temperatura del sistema de carga inalámbrica. El impacto de este problema estructural en las manchas térmicas es que la conducción del calor en la dirección del espesor se ve obstaculizada por la capa adhesiva, y la difusión en la dirección plana está limitada por la conductividad térmica de la propia capa magnética. Si la conductividad térmica en la dirección del plano de la placa magnética no es suficiente para extender el calor en la zona de la Mancha térmica, el calor se acumulará localmente. Para las láminas magnéticas con conductividad térmica isotrópica, la relación de conductividad térmica entre la dirección del plano y la dirección del espesor está en el rango de 5 - 15: 1, lo que significa que la capacidad de difusión del plano es relativamente fuerte, pero la disipación de calor en la dirección del espesor todavía depende de la capa de pegamento y la interfaz. Si la resistencia térmica de la capa de pegamento es demasiado alta, incluso si la difusión plana extiende una parte del calor, el calor todavía es difícil de transmitir eficazmente a la carcasa metálica inferior.
La "mancha caliente de costura" de la ferrita y la "mancha caliente de interfaz" de los nanocristales
Las causas de las manchas térmicas en las láminas magnéticas de diferentes sistemas de materiales son diferentes.
Ferritas: sobrecalentamiento local en las costuras
Las piezas magnéticas de ferritas suelen estar empalmadas por varias azulejos en el extremo receptor. Las costuras y las brechas de aire entre las tejas son áreas donde la resistencia magnética cambia repentinamente. El flujo magnético se redistribuye cerca de la costura, lo que puede formar una concentración local de flujo magnético y una concentración de pérdida en el borde de la costura. La literatura IEEE señala claramente que el sobrecalentamiento local en las conexiones de bloques de ferrita ocurre con frecuencia, lo que representa un riesgo potencial para la fiabilidad del sistema; Una idea de respuesta es llenar la brecha de aire con polvo magnético para formar un "puente de flujo magnético" para aliviar la concentración de calor en las costuras.
Nanocristales: interfaz entre capas y límites de fragmentos
El riesgo de manchas térmicas de las láminas magnéticas nanocristalinas se concentra más en las interfaces entre capas y en los límites de los fragmentos. La brecha entre los fragmentos después de romper el magnetismo corta la ruta del vórtice, pero también introduce la desigualdad de la resistencia magnética. En la estructura apilada multicapa, la interfaz entre la capa de pegamento y la capa magnética no es sólo una resistencia térmica, sino también un punto de mutación de resistencia en la ruta del flujo magnético. Si la distribución del tamaño de los fragmentos es desigual o la desviación de alineación entre las capas es grande, la concentración del flujo magnético en la región local aumentará y el riesgo de manchas térmicas aumentará.
Juicio de selección del modelo de "aumento de temperatura promedio" a "riesgo de manchas calientes"
En primer lugar, se requiere que los proveedores proporcionen imágenes de calefacción o datos de distribución de temperatura local, en lugar de proporcionar solo un aumento de temperatura promedio o una temperatura máxima de un solo punto.
El aumento promedio de la temperatura no significa que no haya manchas calientes. Las imágenes térmicas pueden mostrar la distribución de la temperatura en la superficie de la placa magnética, ayudando a identificar si los puntos calientes locales aparecen cerca de las costuras, bordes o interfaces entre capas. Si el proveedor solo puede proporcionar un número de aumento de temperatura, la base para juzgar el riesgo de manchas térmicas es insuficiente.
En segundo lugar, se confirma la ubicación y amplitud de las manchas térmicas en condiciones de desplazamiento, en lugar de medir el aumento promedio de temperatura solo en condiciones de alineación central.
El desplazamiento es la principal fuente de desigualdad del flujo magnético. La selección debe confirmar si las manchas térmicas aparecen en el borde de la placa magnética o en la zona de unión en las condiciones de desplazamiento máximo y si la temperatura en esta zona está cerca del rango de fuerte aumento de la pérdida del material o del límite de resistencia a la temperatura de la estructura adyacente.
En tercer lugar, se preguntan los datos de resistencia térmica de la capa de pegamento y conductividad térmica plana de la estructura multicapa.
La gravedad de las manchas térmicas depende de si el calor puede propagarse de una fuente de calor local. La resistencia térmica de la capa adhesiva, la conductividad térmica plana de la capa magnética y la relación isotrópica de la conductividad térmica determinan conjuntamente el "radio de disipación de calor" de la placa térmica. La selección debe confirmar si el proveedor puede proporcionar estos parámetros térmicos, en lugar de proporcionar solo datos de propiedades magnéticas y pérdidas.
En cuarto lugar, en la selección del sistema de materiales, se evalúa por separado el "riesgo de manchas calientes" y el "aumento promedio de temperatura".
Las manchas calientes de las costuras de las ferritas y las manchas calientes de la interfaz de los nanocristales tienen diferentes causas y diferentes medios de alivio. Los esquemas con un menor aumento de temperatura promedio no necesariamente tienen un menor riesgo de manchas calientes; En el caso de un aumento medio de la temperatura ligeramente superior, si la ruta de difusión térmica es más uniforme, la temperatura máxima de la placa térmica puede ser más baja. La base para juzgar la selección debe ser si la temperatura máxima de la placa térmica cae en un rango seguro en las condiciones de trabajo objetivo, en lugar de un simple promedio de aumento de temperatura.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de producto de la placa magnética del extremo receptor cubre la placa compuesta de ferritas y la placa compuesta de nanocristales, la inducción magnética saturada de la serie de nanocristales es ≥ 1,25 t, y el espesor típico es de 0,11 mm a la misma eficiencia, un aumento de temperatura de 7 - 8 grados Celsius menos que el esquema de ferritas.
El producto puede proporcionar datos de resistencia térmica de película adhesiva y conductividad térmica plana de estructuras multicapa y apoyar la evaluación de imágenes térmicas o distribución de temperatura local en condiciones de desplazamiento. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.