Un téléphone a été placé sur une base de chargement sans fil, la charge a été plus lente que prévu, le dos du corps était visiblement chaud - les ingénieurs ont vérifié l'alignement de la bobine, la compatibilité du Protocole, l'adaptateur secteur, et aucun problème n'a été identifié. Le véritable « meurtrier » a tendance à se cacher à l’arrière de la bobine: une feuille magnétique douce de moins de 0,1 mm d’épaisseur.

La charge sans fil repose sur le couplage magnétique entre l'extrémité émettrice et la bobine réceptrice pour le transfert d'énergie. La bobine d'extrémité réceptrice s'attache à une batterie, à un cadre intermédiaire métallique ou à une carte de circuit imprimé - lorsque des champs magnétiques alternatifs rencontrent ces pièces métalliques après avoir pénétré dans la bobine, des courants de Foucault sont créés dans le métal. Les courants de Foucault sont dirigés dans la direction opposée au champ magnétique primaire de l'antenne, formant un champ magnétique inverse annulable qui affaiblit gravement le flux magnétique efficace. Le résultat: l'efficacité de la charge chute et l'énergie est dissipée sous forme de chaleur dans la plaque arrière métallique.

Les trois dimensions d'ingénierie de l'isolant magnétique: efficacité, élévation de température et épaisseur

Dans la conception d'un récepteur de charge sans fil, l'appel de l'Ingénieur à la lame séparatrice peut être résumé en trois dimensions d'ingénierie:

Compromis d'ingénierie:Il existe des contraintes techniques mutuelles entre ces trois dimensions – l’augmentation de la Perméabilité magnétique peut augmenter les pertes, la réduction des pertes peut sacrifier la sensation magnétique de saturation et l’amincissement de l’épaisseur peut réduire la capacité de polymagnétisation. L'option de la feuille d'espacement consiste essentiellement à rechercher un équilibre optimal entre ces trois dimensions.

Ferrite vs nanocristaux: comparaison des voies technologiques des deux matériaux

Le système de matériaux principal actuel de l'isolant de récepteur de charge sans fil est le Ferrite et l'alliage nanocristallin, qui diffèrent considérablement dans les indicateurs de performance clés:

Source des données: laboratoire scientifique et technologique de l'Académie avancée et données ouvertes de l'industrie

Le processus de feuille d'espaceur de ferrite est mature et contrôlable en coût, adapté aux extrémités émettrices et aux extrémités réceptrices de faible puissance. Mais son sens magnétique saturé est seulement 0,4 ~ 0,5 T, très facile à saturer magnétiquement dans la scène de haute puissance, et le matériau est fragile et dur, avec une grande épaisseur (généralement plus de 0,2 mm), difficile à adapter aux besoins de conception d'un téléphone ultra - mince.

La plaque d'isolation nanocristalline est formée par l'alliage amorphe après le recuit de cristallisation pour former un tissu de Grains ultra - fins de 10 à 20 nanomètres, combinant une inductance magnétique de saturation élevée (≥ 1,2 T) pour l'alliage amorphe à base de fer et une Perméabilité magnétique élevée (20 000 à 80 000) pour l'alliage amorphe à base de cobalt avec de faibles propriétés de perte. Les matériaux nanocristallins peuvent encore maintenir une Perméabilité magnétique supérieure à 80% à une fréquence de 1 MHz, adaptée aux besoins en puissance de 15W - 50W des protocoles de charge rapide sans fil courants tels que Qi 1.3. Ses caractéristiques de flexibilité permettent d'éviter efficacement les risques de fuite magnétique par fragmentation de l'espaceur magnétique.

Conception d'épaisseur: pas plus épais, mieux c'est

L'épaisseur de l'isolant magnétique est une variable d'ingénierie qui nécessite un compromis précis. L'augmentation initiale de l'épaisseur peut augmenter considérablement la capacité de shunt du flux magnétique, mais au - delà d'une certaine valeur, le rendement diminue. L'épaisseur de la feuille d'isolation nanocristalline atteint environ 0,1 mm quand elle est essentiellement saturée, l'augmentation continue de l'épaisseur pour l'amélioration de l'efficacité est très limitée, au lieu d'augmenter le coût du matériau et la hauteur d'empilement.

Nanoshield pour la technologie avancée ™ La série de plaquettes d'isolation nanocristalline offre 0,08 mm, 0,11 mm, 0,15 mm trois spécifications d'épaisseur, couvrant différents besoins d'espace, des téléphones ultra - minces à la charge embarquée. Tolérance d'épaisseur contrôlée à ± 3 μm, adaptée à la conception d'empilement ultra - mince, évitant les contraintes d'assemblage.

V. paramètres de performance clés et points clés de sélection

Données complètes du site Web de l'Institut de technologie avancée, les paramètres clés de l'isolant magnétique du récepteur de charge sans fil sont les suivants:

Source des données: Advanced Academy propre laboratoire technologique et rapport d'essai tiers

Les ingénieurs devraient se concentrer sur les dimensions fondamentales suivantes lors de la sélection du type:

• Correspondance de fréquence de travail:La bande principale de recharge sans fil est de 100 kHz à 300 kHz (norme Qi) et les lames d'espacement doivent avoir une Perméabilité magnétique élevée et de faibles pertes dans cette bande. Dans le même temps, si l'appareil doit être compatible NFC (13,56 MHz), les performances de l'espaceur dans cette bande doivent également être évaluées. Les plaques magnétiques nanocristallines d'isolation de la technologie de pointe peuvent répondre simultanément à trois fonctions de charge sans fil WPC, de transmission magnétique sécurisée MST et de communication en champ proche NFC sans interférence.
• Haute puissance anti - saturation:Plus la puissance de charge est élevée, plus l'intensité du champ magnétique auquel la feuille d'isolation est soumise est élevée. Plus la valeur de BS est élevée, plus la capacité de saturation anti - magnétique est forte. Le matériau nanocristallin de BS ≥ 1,25 T, bien meilleur que le Ferrite de 0,4 ~ 0,5 T, a des avantages évidents dans le scénario de charge rapide de haute puissance.
• Précision de découpe et adaptation à l'assemblage:La feuille d'isolant doit être découpée dans une forme précise qui correspond à la bobine. Advanced House Technology prend en charge la découpe de haute précision avec une ouverture minimale de 0,8 mm, une distance minimale de 0,5 mm, une précision de découpe allant jusqu'à ± 0,05 mm et offre une variété de choix de colle et de personnalisation de colle arrière.

Vi. Scénarios d'application typiques

Vii. Conclusion

L'essence du séparateur de récepteur de charge sans fil est de réparer une « autoroute» à faible résistance magnétique avec un matériau à haute Perméabilité magnétique pour les lignes de champ magnétique - permettant au champ magnétique de se propager le long de l'intérieur du séparateur, de dévier la plaque arrière métallique, de se concentrer dans la zone de couplage de la bobine, tout en minimisant les pertes d'énergie avec des propriétés de faible perte.

L'évolution des matériaux, de la ferrite aux nanocristaux, reflète la nécessité d'une mise à niveau de la technologie de charge sans fil de la « charge énergétique» à la « charge rapide» à la « charge rapide légère et mince». Avec sa Perméabilité magnétique initiale de 20 000 à 80 000, son inductance magnétique saturée de ≥ 1,25 T, son épaisseur aussi faible que 0,08 mm et sa flexibilité pliable, le matériau nanocristallin est en train de devenir le choix principal des récepteurs de charge sans fil pour téléphones portables, vêtements et véhicules. Comprendre le jeu triangulaire entre l'efficacité, l'augmentation de la température et l'épaisseur, comprendre les limites de performance des différents systèmes de matériaux - ce sont les clés de la mise à niveau d'une feuille d'isolant magnétique d'un « morceau de matériau magnétique» à une « Décision d'ingénierie».