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Les problèmes d'efficacité de la recharge sans fil sont souvent attribués à des « pertes élevées» ou à des « écarts d'alignement». Mais un chemin de défaillance plus caché dans les environnements à haute température en été ou dans les scénarios où l'appareil est chargé pendant de longues périodes est le suivant: la Perméabilité magnétique de l'isolateur dérive avec la température, l'inductance de la bobine réceptrice change avec elle, la fréquence de résonance s'écarte du point de fonctionnement de L'IC et l'efficacité du système diminue sans "augmentation significative des pertes".
Ce chemin est caché parce que les données de température normale μ 'de la feuille d'isolation magnétique sont généralement qualifiées. Le problème n'est pas à la température normale, mais après le changement de température.
Prémisse du résonateur: μ 'n'est pas une constante, mais une courbe qui varie avec la température
Le récepteur de charge sans fil fonctionne sur un circuit de résonance LC avec une fréquence de résonance f = 1 / (2π√ LC). L'inductance l de la bobine réceptrice dépend de la géométrie de la bobine et du µ 'effectif du matériau magnétique environnant. L'entretoise est collée sur la face arrière de la bobine et son µ 'participe directement à la formation du L. Lorsque la température ambiante ou l'auto - échauffement de la bobine fait varier la température de l'isolant, μ 'dérive avec la température, l dérive avec elle et la fréquence de résonance est décalée.
Les IC de réception Qi modernes intègrent généralement un mécanisme de suivi ou d'accord de résonance qui ramène le point de résonance à la fréquence de fonctionnement en ajustant la capacité équivalente du réseau d'adaptation. Mais la portée du suivi est limitée. Si la dérive de µ 'provoque une variation de l au - delà de la marge de poursuite, le point de résonance ne peut pas être tiré en arrière et le système entre dans un état "désaccordé". Le désaccordage ne se manifeste pas par la détérioration d'un élément, mais par une diminution de l'efficacité, une augmentation de la chaleur et une limitation active de la puissance de charge par IC.
Courbe de température des ferrites par rapport aux nanocristaux: même indicateur, deux comportements
Les différences dans les caractéristiques de température μ 'des plaques de ferrite et d'isolant nanocristallin sont une variable clé dans la conception de la marge de suivi de résonance.
Le μ′ de ferrite MnZn diminue généralement fortement vers la température de curie (environ 100 - 250°c). Dans la plage de fonctionnement de - 40°C à 125°C, le µ 'de ferrite n'est pas une ligne droite mais présente des pentes différentes dans différents intervalles de température. Plus important encore, il existe un intervalle de « coefficient de température négatif» pour le μ 'd'une partie de la formulation de ferrite - le μ' diminue lorsque la température augmente, ce qui signifie que le l diminue, la fréquence de résonance augmente. Si la direction de suivi ou la marge de l'IC est réglée sur les données de température normale, le décalage à haute température peut dépasser les attentes.
La température de curie de la feuille d'isolant nanocristallin peut atteindre plus de 500°c, en s'éloignant du point de curie dans la plage de fonctionnement de - 40°C à 125°C, l'amplitude de la dérive en température de µ 'étant généralement inférieure à celle de la ferrite. Il ne s'agit pas de dire que le µ 'du Nanocristal n'est pas du tout affecté par la température, mais que sa dérive est plus douce dans la zone de température de fonctionnement classique, laissant une marge plus grande au suivi de résonance. La dérive de température μ 'du Ferrite n'est pas nécessairement un "inconvénient" du point de vue de la conception du système - le système peut toujours fonctionner de manière stable si la direction de la dérive coïncide avec la direction de suivi de l'IC et si l'amplitude est dans la plage de suivi. Le problème est que la conception de la marge de suivi manque de fondement si l'on ne regarde que la température normale μ 'lors de la sélection sans confirmer la courbe de variation de μ' dans la zone de température cible.
Chaîne de défaillance de "norme de température normale, désaccordage à haute température"
Le processus typique de développement de cette chaîne défaillante est:
À température normale, la lame séparatrice µ 'est conforme aux valeurs de conception, la bobine réceptrice l est dans la plage cible et le point de résonance est accordé sur la fréquence de fonctionnement du ci. L'efficacité du système est conforme, l'augmentation de température peut être contrôlée.
L'appareil commence à charger à haute puissance ou dans un environnement à haute températureLa température de l'isolant augmente. Le μ 'de la ferrite diminue avec la température (ou varie selon une pente particulière), l diminue avec elle et la fréquence de résonance augmente. Le mécanisme de suivi de l'IC commence à ajuster la capacité d'adaptation pour tenter de ramener le point de résonance à la fréquence de fonctionnement.
Si l'amplitude de l'augmentation de température est dans la marge de suiviLe système peut maintenir la résonance. Si l'élévation de température provoque une dérive de μ 'hors de la plage de suivi, le point de résonance ne peut pas être tiré en arrière et le système entre dans un état désaccordé. Le désaccordage entraîne une diminution de l'efficacité, plus d'énergie est dissipée sous forme de chaleur à l'extrémité réceptrice et la température augmente encore. La montée en température pousse à son tour la dérive du μ '. Cette rétroaction positive peut faire évoluer rapidement le système de « légèrement moins efficace» à « Puissance limitée» ou « déconnexion intermittente» dans des environnements à haute température.
Dans cette chaîne, la température normale μ 'et les données de perte de l'espaceur sont "qualifiées", la défaillance se produisant au niveau du système après un changement de température. C'est aussi la raison pour laquelle la régulation de la température normale ne permet pas à elle seule de prédire les performances de charge dans des environnements à haute température.
Jugement de type à partir de "température - inductance - marge de suivi"
Tout d'abord, les fournisseurs sont tenus de fournir des courbes de température μ 'dans la zone de température cible, plutôt que de fournir uniquement des données à point unique sur la température normale.
Pour les scénarios de charge rapide à bord, en extérieur ou à haute puissance, l'amplitude et la direction de la variation du μ′ de l'espaceur magnétique doivent être confirmées dans la plage de - 40 °C à 125 °C (ou dans la zone de température de fonctionnement réelle). Si le fournisseur ne peut fournir que du μ 'à 25°C, sa capacité de prédiction du risque de désaccord à haute température est limitée.
Deuxièmement, faire correspondre le coefficient de température μ 'à la plage de suivi de résonance de l'IC, plutôt que d'isoler le matériel d'évaluation
Les marges de suivi sont différentes pour différents IC de réception. Lors de l'option, il convient de confirmer si: la quantité de variation de l résultant de la dérive de la lame d'espacement μ 'à la limite supérieure de température de la zone de température cible est toujours dans la plage de suivi de l'IC. Si la marge est insuffisante, la préférence doit être donnée à un système de matériaux dont la dérive de température μ 'est plus douce, ou à une température de fonctionnement réduite de l'isolant magnétique par conception structurelle.
Troisièmement, dans les scénarios à haute température, gérez la température de fonctionnement de l'isolateur magnétique elle - même en tant que variable de conception
La source de la dérive μ 'est la température. Si la Feuille de séparation magnétique est collée au moyen d'une colle arrière à faible conductivité thermique, ou à proximité immédiate de l'élément générateur de chaleur, sa température de fonctionnement réelle peut être beaucoup plus élevée que la température ambiante. Le choix d'une colle dorsale de type conductrice de la chaleur, l'optimisation de l'accès thermique ou l'ajustement de la position relative de l'isolant magnétique par rapport à la source de chaleur permettent tous de réduire l'amplitude de la dérive du μ '. Pour les scénarios de haute puissance de 25 W et plus, la gestion thermique et la stabilité magnétique sont les deux côtés du même problème.
Quatrièmement, distinguer les « caractéristiques de température propres au matériau» des « caractéristiques de température du système après ajustement du produit Fini».
La courbe de température μ 'de la feuille d'isolation magnétique est une donnée propre au matériau, mais après que le produit fini soit monté sur la face arrière de la bobine, sa température réelle dépend de l'environnement thermique de la machine entière. Le choix du type doit confirmer dans quelles conditions les données de température μ 'du fournisseur ont été mesurées (état libre ou état ajusté) et vérifier le décalage réel du point de résonance lors de la phase d'échantillonnage en combinaison avec un test thermique mécanique complet.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdLa ligne de produits d'isolation magnétique de charge sans fil couvre la feuille composite de ferrite avec la feuille Composite nanocristalline, qui peut fournir des données de courbe de température de μ 'dans la zone de température cible.
La température de curie de la série nanocristalline ≥ 500 ℃, la stabilité de la Perméabilité magnétique dans la gamme de - 40 ℃ à 150 ℃ est meilleure que le schéma Ferrite conventionnel, la Perméabilité magnétique effective du produit fini 150 - 2000 peut être personnalisée, l'épaisseur couvre 0,02 - 0,20 MM. Le produit prend en charge l'option de colle arrière de type conducteur de chaleur, qui peut être adaptée en fonction de l'environnement thermique de la machine entière pour la synergie de la voie thermique et de la stabilité de l'énergie magnétique Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.