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Na discussão de selecionar separadores magnéticos para telefones móveis, ferritos e nanocristais são muitas vezes comparados em uma mesa: cuja permeabilidade magnética é maior, cuja magnetização de saturação é maior, e quem é mais fino. Esses parâmetros são certamente importantes, mas quando a potência de carga é empurrada de 15W para 25W e o or çamento de espessura é pressionado em torno de 0,1 mm, o verdadeiro determinante de se o plano pode ser implementado muitas vezes não é o "alto ou baixo" de um determinado parâmetro, mas o limite exposto pelo sistema material quando a potência e espessura são pressionados simultaneamente.
A posição fronteira entre ferrito e nanocristais é diferente, e o modo de fracasso após cruzar o limite também é diferente.
15W é a zona de conforto do ferrito, e 25W está se aproximando da fronteira
No módulo de carga inalámbrica Qi de 15 W, separadores magnéticos ferritos têm sido uma escolha madura e econômica. Tem alta resistência, perdas de corrente negligenciais e perdas de histerese controláveis na faixa de frequência de 110-205 kHz. A permeabilidade magnética das folhas de ferrito para carga sem fio pode atingir 200-500 a 100-200 kHz, com uma espessura comum de 0,1-0,26 mm.
Mas a magnetização de saturação Bs de ferrito é apenas 0,35-0,45 T. Quando a potência é aumentada para 25W, o valor absoluto da densidade de fluxo magnético funcionante aumenta sincronicamente, e o ponto de trabalho do separador de ferrito começa a aproximar-se da zona de saturação. A saturação em si não é um "fracasso súbito", mas um processo gradual: a permeabilidade magnética diminui à medida que a densidade de fluxo magnético aumenta, e mais e mais linhas magnéticas penetram o separador magnético na placa de trás do metal, resultando em perdas de corrente de eddy aumentadas e aumento da temperatura local. Em um módulo de 15 W, a perda de corrente de eddy da placa de trás metal pode reduzir a eficiência em 18% -25% sem usar separadores magnéticos; Após adotar separadores magnéticos nanocristalinos de alto desempenho, as perdas de corrente de eddy podem ser reduzidas para menos de 3%, a eficiência global pode ser melhorada em 8-12 pontos percentuais, e o aumento da temperatura posterior pode ser reduzido em 6-10. Este conjunto de dados será mais ampliado no cenário de 25W porque a densidade de fluxo magnético funcionante é maior, deixando uma margem mais estreita para a "região linear" de ferrito.
Os B dos nanocristais são cerca de 1,2-1,25 T, que é cerca de três vezes o de ferritos. Isso significa que na mesma densidade de fluxo magnético, o ponto de trabalho dos nanocristais está mais longe da região de saturação. Quando a permeabilidade magnética é a mesma que 600, os nanocristais só precisam de 0,11 mm para alcançar a mesma condutividade magnética que o ferrito de 0,27 mm; Nas mesmas condições de ensaio, a eficiência de carga do esquema nanocristalina é de cerca de 2,5 pontos percentuais mais elevada do que o de ferrito, e o aumento da temperatura superficial do equipamento é de 7-8 [UNK] menor. O significado da engenharia deste conjunto de dados não é "nanocristais são melhores em geral", mas que sob a restrição cruzada de fino e alto poder, o limite de saturação do ferrito é alcançado antes dos nanocristais.
A compressão de espessura muda a sequência de fracasso, não apenas o valor numérico
A espessura é comprimida de 0,27 mm a 0,11 mm, e a área transversal diminui em cerca de 60%. O fluxo magnético que pode ser transportado pelo mesmo sistema material diminui sincronicamente. Para ferritos, essa compressão comprime diretamente a margem de saturação: o ponto de trabalho, que originalmente apenas estava na zona segura a 15W, pode entrar na zona não linear a 25W. Para os nanocristais, os altos Bs fornecem um ponto de partida de margem de saturação mais amplo, mas quando a espessura é comprimida abaixo de 0,08 mm, a redução na área transversal ainda restringe a margem. Mesmo quando os Bs alcançam 1,25 T, o alto poder ou compensação das bobinas ainda pode entrar na região não linear.
Isso significa que a sequência de fracasso dos dois tipos de materiais no fino é diferente. A primeira coisa que ferrito geralmente encontra é uma diminuição da capacidade de orientação do fluxo magnético causada pela saturação, manifestada como um aumento do fluxo magnético de fuga, um aumento das correntes de eddy na placa de trás do metal e uma deterioração do aumento da temperatura. A primeira coisa que os nanocristais podem encontrar é a perda de permeabilidade magnética efetiva causada pelo processo de demagnetização - para controlar correntes de eddy na camada fina, a faixa deve ser demagnetizada, e a lacuna de ar equivalente formada pela lacuna de fragmentos irá reduzir a μ '. A permeabilidade magnética efetiva do separador magnético de nanocristalina acabado normalmente cai na faixa de 150-2000, muito abaixo do valor inicial da faixa. Quando a espessura é mais comprimida, o espaço tolerante à falha dos parâmetros magnéticos quebrados e o design da camada estreita sincronicamente, e a influência da flutuação do lote de μ 'na correspondência de ressonância é amplificada.
A divisão da composição da perda: a "limpeza" do ferrito e a "dependência do processo" dos nanocristais
A perda de ferrito na NFC e bandas de frequência de carga sem fio é relativamente "limpa". Alta resistência, perda de corrente negligenciada, e as principais fontes de μ "são perda de histerese e perda residual. A 13,56 MHz, a permeabilidade magnética do ferrito para NFC é de cerca de 130-150, e o μ "pode ser controlado a um nível inferior. Essa é a razão fundamental pela qual ferrito é difícil de substituir no isolamento da NFC: não é quanto o μ 'é alto, mas porque o μ' é baixo o suficiente para não consumir a energia limitada de campo magnético da antena da NFC.
A composição de perda dos nanocristais é altamente dependente de processos de fragmentação magnética e isolamento. Gravações contínuas sem imãs quebrados mostram perdas significativas de corrente de eddy na faixa de frequência de 13,56 MHz e acima, com um alto valor de μ ". O uso direto em NFC pode levar ao colapso do valor Q. Após cortar o caminho da corrente de eddy através do campo magnético quebrado, o ângulo de μ 'diminui, mas a distância entre os fragmentos também muda o ângulo efetivo de μ'. Um nano chip mal projetado com parâmetros magnéticos quebrados pode ter um tamanho de band a até dezenas de milhares, mas o produto final pode não ser comprimido a um nível útil na banda de frequência alvo. Portanto, a seleção de separadores magnéticos nanocristalinos não pode ser limitada a "cinta μ" ou "nominal μ", mas deve confirmar o estado do produto acabado, o valor μ "e Q após ligação com a estrutura da antena.
O aumento da temperatura não é o resultado de um único parâmetro material
O aumento da temperatura dos separadores magnéticos nanocristalinos é 7-8 [UNK] menor, o que é frequentemente citado, mas não é apenas explicado por "perdas menores". A diferença no aumento da temperatura vem da superposição de três fatores: menor histerese e perdas de corrente de eddy reduzem a força da fonte de calor; A camada magnética mais fina corta o caminho de condução da fonte de calor para a concha metal; A capacidade de difusão térmica da própria estrutura baseada em metales nanocristalinos é superior à da estrutura cerâmica de óxido de ferrito. O ferrito tem uma condutividade térmica menor, tornando mais fácil para o calor acumular localmente e formar pontos quentes.
No cenário de 25W, a restrição de aumento da temperatura é mais estreita do que no cenário de 15W. Qi2.2 reforça os requisitos de gestão térmica enquanto aumenta a potência, e o sistema precisa manter uma temperatura de superfície aceitável a maior potência. Isso significa que a seleção de separadores magnéticos não pode apenas comparar "cuja perda é baixa", mas também precisa confirmar onde ocorre a perda e se o calor pode ser efetivamente exportado. Se o separador magnético for montado com um adesivo de apoio de baixa condutividade térmica, mesmo se a perda de material intrínseca for baixa, o calor ainda pode acumular entre o separador magnético e o prato de apoio de metal, compensando a vantagem de aumento da temperatura no nível material.
Juízo de seleção baseado na restrição cruzada de poder e espessura
Primeiro, verificar a margem de saturação baseada no nível de potência alvo, em vez de usar a conclusão da espessura da era de 15 W
A densidade de fluxo magnético em funcionamento no cenário de 25W é superior a 15W. Mesmo que a precisão de alinhamento seja melhorada e a tolerância de compensação seja reduzida, a espessura de camada magnética e área efetiva do separador magnético ainda precisam ser reconfermadas de acordo com o ponto de trabalho real. Exigir que os fornecedores forneçam a proporção da densidade de fluxo magnético operacional em relação a Bs sob potência alvo e condições reais de bobina, em vez de apenas etiquetar Bs estáticos. Se o ponto de operação estiver perto de 70% -80% de Bs, o espaço tolerante à falha para redução da espessura será muito limitado.
Em segundo lugar, distinguir entre "permeabilidade magnética" e "permeabilidade magnética efetiva", e investigar a composição das perdas de acordo com o sistema material
A seleção de ferrito deve prestar atenção aos μ e δ da banda de frequência alvo, e confirmar se sua perda de histerese ainda é controlável em alta potência. A seleção de nanocristais deveria exigir dados eficazes μ e μ "do estado do produto acabado, e perguntar sobre os parâmetros magnéticos de fragmentação, método de preenchimento de lacunas fragmentadas e design de camada. O μ inicial da faixa não pode ser usado como base para julgamento.
Em terceiro lugar, entender os dados de aumento da temperatura em condições de montagem reais
A diferença de aumento da temperatura de 7-8 [UNK] foi obtida em condições específicas de teste. Ao selecionar, é necessário confirmar o nível de potência testado, espaço das bobinas, tipo adesivo e limite de dissipação de calor. Para módulos finos de 25W e acima, o design do caminho térmico do separador magnético é igualmente importante quanto a perda intrínseca do material.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produto de folhas de isolamento magnético para telefones móveis abrange folhas compostas de ferrito e folhas compostas de nanocristalina. A permeabilidade magnética efetiva dos produtos da série de nanocristalinas pode ser personalizada a partir de 150-2000, com indução magnética de saturação de cerca de 1,2 T e uma cobertura de espessura de 0,03-0,3 mm. Pode fornecer dados de verificação da margem de saturação e descomposição da banda de perda de frequência em potência alvo.
O produto suporta estrutura adesiva condutiva térmica e composta de múltiplas camadas, fornecendo sistemas materiais que correspondem aos cenários de carga sem fio de telefones móveis com 15 W, 25W e maior potência. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.