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Dans la revue de conception du compartiment de charge du casque TWS et de la smartwatch, les critères de sélection des diaphragmes magnétiques subissent un changement subtil. Il y a quelques années, les principaux paramètres sur lesquels se concentraient les ingénieurs étaient la Perméabilité magnétique et la sensation magnétique saturée. Aujourd'hui, dans des conditions d'assemblage où l'épaisseur est comprimée à moins de 0,5 mm et la surface de montage est passée du plan à la surface incurvée, la « flexibilité» et l '« ultra - mince» ont remplacé la « perméabilité magnétique» en tant que principales conditions de filtrage.
Ce changement pose un problème d'ingénierie qui est facilement négligé: la flexibilité n'est pas gratuite.
D'où vient la flexibilité: la nature physique du processus magnétique fractionné
La Perméabilité magnétique de la bande en alliage nanocristallin massif est extrêmement élevée, mais elle est dure et fragile. Un morceau de bande nanocristalline non traitée crée des fractures incontrôlables et une dispersion des débris lors de la flexion, avec une perte totale d'énergie magnétique. Pour que ce matériau devienne « flexible», il faut passer par un processus appelé magnétisme cassé.
L'essence du magnétisme fragmenté est la Division contrôlée d'une bande continue de nanocristaux en minuscules fragments isolés les uns des autres. Les interstices entre les unités de débris sont remplis d'air ou de matériau isolant, créant ainsi une barrière résistive entre les débris, coupant le chemin fermé du tourbillon sur une grande surface. Le choix de la taille des débris nécessite un équilibre entre les pertes par vortex et la Perméabilité magnétique: plus les débris sont petits, plus le trajet du vortex est court et plus les pertes par Vortex sont faibles; Mais l'espace entre les fragments augmente et la Perméabilité magnétique effective du matériau diminue quelque peu.
La raison pour laquelle le diaphragme après fragmentation magnétique est capable de se plier sans défaillance est que la déformation en flexion est « absorbée» par les espaces entre les fragments. Les unités de débris subissent un glissement relatif en flexion, se manifestant macroscopiquement par la flexibilité du matériau, sans que chaque fragment lui - même ne subisse de déformation significative. Les films de colle des deux côtés maintiennent les débris en place, même s'ils sont pliés à l'état cassé, les débris ne volent pas et les propriétés électromagnétiques restent.
Le premier prix à payer par le magnétisme fragmenté: la chute de la Perméabilité magnétique effective
Une feuille d'isolation magnétique après fragmentation, dont la Perméabilité magnétique effective est bien inférieure à la Perméabilité magnétique initiale de la bande d'origine. La Perméabilité magnétique initiale de la bande nanocristalline originale peut atteindre 30 000 à 80 000, mais après le processus de fragmentation magnétique et de laminage, la Perméabilité magnétique effective du produit fini tombe généralement à 800 - 1 500. Cette chute n'est pas un défaut de fabrication, mais une conséquence inévitable de la structure fragmentée - l'espace entre les fragments forme une magnétorésistance, les ondes électromagnétiques doivent "sauter" entre les fragments lorsqu'elles pénètrent dans le diaphragme et le chemin de conduction magnétique efficace est coupé.
Dans l'extrémité réceptrice de charge sans fil, la fonction principale de l'entretoise est de guider les lignes de champ magnétique, de contraindre le flux magnétique à l'intérieur de la zone de couplage de la bobine, tout en protégeant les pertes par courants de Foucault du fond métallique. Si le fractionnement magnétique entraîne une Perméabilité magnétique effective trop faible, les lignes de champ magnétique ne peuvent pas être suffisamment guidées, la fuite magnétique augmente, le coefficient de couplage de la bobine diminue et l'efficacité de charge diminue en conséquence. Dans un module de charge sans fil typique de 15 W, les pertes par courants de Foucault du panneau arrière métallique peuvent réduire l'efficacité de charge de 18 à 25% sans l'utilisation d'un séparateur magnétique; Après l'adoption d'une feuille d'isolation nanocristalline haute performance, les pertes par courants de Foucault peuvent être réduites à moins de 3%, augmentant l'efficacité globale de 8 à 12 points de pourcentage. Mais cette élévation suppose un contrôle précis de la taille des fragments et de la manière dont les espaces sont remplis par le processus de fragmentation magnétique.
Le deuxième prix du magnétisme fragmenté: le désencollage de l'interface et l'intégrité du circuit magnétique
La feuille séparatrice flexible est généralement constituée par recombinaison d'une couche magnétique après plusieurs couches de cassage magnétique au moyen d'une colle double face. Les structures multicouches ont été conçues à l'origine pour obtenir un flux magnétique suffisant dans une épaisseur limitée, mais chaque interface de couche est devenue un point de défaillance potentiel.
Lors de Pliages répétés ou de cycles thermiques, le glissement relatif entre les unités de débris crée des contraintes de cisaillement périodiques sur la couche de colle. La couche de colle, sous l'effet de la contraction visqueuse et solidifiée, crée une contrainte supplémentaire sur les fragments, ce qui entraîne un changement d'orientation des fragments, un élargissement des crevasses et, finalement, une diminution de la Perméabilité magnétique. Ce processus s’accélère lorsque le rayon de pliage est faible (par exemple ≤ 3 mm) ou lorsque le nombre de plis est élevé (par exemple plus de 1 000).
Le problème le plus caché est la façon dont les espaces de débris sont remplis. Si les fragments sont entièrement remplis entre eux par une couche de colle, la viscosité de la couche de colle crée une pression d'extrusion sur les fragments, ce qui entraîne une déformation et un changement d'orientation des fragments. Une solution plus avantageuse serait de laisser les interstices entre les débris se remplir au moins partiellement d’air – l’air étant à la fois isolant et un milieu amagnétique, sans effet de contrainte supplémentaire sur les débris. Dans une partie du schéma de procédé, la couche isolante pénètre dans les interstices des débris pour former un support tampon, empêchant les collisions entre les débris et la microfragmentation, ce qui est particulièrement important dans les conditions de flexion.
Le troisième prix de la flexibilisation: le compromis entre ultra - mince et perte
Une autre tendance de conception pour les lames séparatrices flexibles est l'amincissement. À l'heure actuelle, l'épaisseur de couche unique de la feuille d'isolant nanocristallin la plus avancée a été réalisée à 16 μm, l'épaisseur typique du produit varie de 0018 à 0,1 mm. À efficacité égale, l'épaisseur typique de la feuille d'isolant nanocristallin n'est que de 0,11 mm, tandis que la ferrite nécessite 0,27 mm, l'efficacité de charge est supérieure d'environ 2,5% et l'augmentation de température inférieure de 7 à 8 ° c.
Mais l'ultra - amincissement a également un coût de perte. La capacité de charge de flux magnétique de la feuille d'espacement est proportionnelle à sa section. Lorsque l'épaisseur est comprimée de 0,27 mm à 0,11 mm, le flux magnétique que le même système de matériaux est capable de transporter diminue d'environ 60%. Cela signifie qu'à la même fréquence de fonctionnement et à la même densité de flux, le point de fonctionnement de l'espaceur ultra - mince est plus proche de la zone de saturation et, une fois à l'intérieur de la saturation, la Perméabilité magnétique chute brusquement, le champ magnétique pénètre dans l'espaceur dans la couche métallique et L'augmentation de la température du tourbillon et la détérioration de l'efficacité de charge se produisent simultanément.
Le matériau nanocristallin a une inductance magnétique saturée BS d'environ 1,2 à 1,25 T, soit environ 3 fois plus que la Ferrite (0,35 à 0,45 t), une propriété BS élevée qui fournit une base physique pour l'amincissement. Mais dans les scénarios de forte puissance, tels que la charge sans fil embarquée au - dessus de 50 W, même les plaques d'isolation nanocristalline doivent garantir une capacité de charge de flux magnétique suffisante par superposition multicouche.
Le tableau ci - dessous compare les exigences d'épaisseur et l'accent de contrôle des pertes des séparateurs magnétiques flexibles dans différents scénarios d'application:
Logique de type anti - sélection à partir de contraintes flexibles
Pour les ingénieurs qui ont besoin d'un séparateur magnétique flexible, la logique de sélection doit partir de la contrainte de « flexibilité» pour déduire à l'envers la relation d'adéquation entre le système de matériaux et le schéma de processus.
Premièrement, Confirmez que le rayon de pliage correspond à la taille du fragment magnétique brisé
Plus le rayon de flexion est faible, plus l'amplitude relative de glissement entre les unités de débris est grande et plus les contraintes de cisaillement subies par la couche de colle sont importantes. Pour les applications avec un rayon de flexion ≤ 3 mm, la taille des fragments doit être contrôlée sur une plus petite plage (par exemple 0,5 - 1,5 mm) pour disperser les contraintes de flexion. Lors de la sélection du modèle, vous devez confirmer au fournisseur que les données de maintien de la Perméabilité magnétique effective du produit sous le rayon de flexion réel, plutôt que de ne regarder que la valeur initiale. Certains produits ont une durée de vie de flexion dynamique de plus de 1000 fois avec un rayon de flexion ≤ 3 mm (180 ° flexion sans fissures).
Deuxièmement, évaluer l'impact du remplissage de l'espace de débris sur les pertes
Si la feuille d'isolation magnétique doit fonctionner pendant une longue période dans un environnement à haute température et à forte humidité, l'écart de débris rempli par la couche de colle peut modifier les propriétés d'isolation électrique en raison du vieillissement colloïdal, ce qui entraîne une augmentation des pertes par courants de Foucault. Optez pour des options de remplissage d'entrefer ou de conception de couche perméable isolante, plus avantageuses en termes de fiabilité à long terme. La technologie de l'Académie avancée utilise un schéma de remplissage d'entrefer dans le processus de fragmentation magnétique, en conjonction avec un revêtement de conduction thermique ou de dissipation de chaleur pour empêcher la colle double face d'entrer dans l'espace de débris, tout en contrôlant les pertes par courants de Foucault pour maintenir la stabilité de la Perméabilité magnétique.
Troisièmement, extrapoler la marge de saturation à partir de la classe de puissance du système
Pour des applications supérieures à 15 W, la densité de flux magnétique de fonctionnement de la feuille d'espacement est proche ou supérieure à l'inductance magnétique saturée de la ferrite. Lors de la sélection du type, vous devez confirmer la rétention de la Perméabilité magnétique du matériau à la densité de flux magnétique de fonctionnement plutôt que de regarder uniquement la Perméabilité magnétique initiale. Le BS d'une feuille d'isolant nanocristallin est environ 1,2 - 1,3 T, 2,5 - 4 fois plus grand que le ferrite, et fonctionne loin de la zone de saturation à densité de flux égale. Mais les produits ultra - minces ont moins de capacité de charge de flux magnétique à épaisseur égale et les scénarios de forte puissance doivent être compensés par une superposition multicouche.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdL'espaceur flexible adopte la bande nanocristalline avec la structure composite de ferrite, la Perméabilité magnétique initiale de la bande 8000 - 30000, la Perméabilité magnétique effective finie 150 - 2000 peut être personnalisée, l'inductance magnétique saturée est d'environ 1,2 T, la coercivité ≤ 1,0 A / M, la perte ≤ 10 W / kg @ 20Khz / 0,5 T, la température de curie ≥ 500 ° c.
Les produits maintiennent une Perméabilité magnétique stable de - 40 ° C à 150 ° C, supportent les bobines, les feuilles, les découpes profilées, les colles dorsales et les compositions multicouches qui peuvent être personnalisées en fonction de paramètres spécifiques de fréquence, de puissance et de contraintes spatiales. Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.