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A folha de especificação fornecida pelo fornecedor de separador magnético geralmente inclui três conjuntos de dados básicos: permeabilidade magnética inicial, indução magnética de saturação e perda de temperatura ambiente. O engenheiro completa a seleção baseada nestes três conjuntos de dados, e a inspecção entrante também gira ao redor deles. Este processo pode parecer completo, mas não pode responder a uma pergunta: quanto permeabilidade magnética permanecerá nesse separador magnético após três anos.
Há uma lacuna sistemática entre as condições de uso reais do receptor de carga sem fio e o ambiente de testes especificado nas especificações. Cargar telemóveis móveis sob altas temperaturas em carros durante o verão, dobramento causado pela abertura e fechamento repetidas de compartimentos de telemóveis TWS, choque de temperatura e vibrações rodoviárias experimentadas em módulos de carga sem fio de carro - estes estresses só podem não ser fatais, mas quando combinados, a falha de separadores magnéticos muitas vezes começa não de "permeabilidade magnética insuficiente", mas de atraso, corrosão e fraquecimento da interface.
Dois 85 testes expostos: permeabilidade magnética qualificada não significa estrutura completa
O teste constante de temperatura e umidade a 85 [UNK]/85% RH (comumente conhecido como "Double 85" na indústria) é um projeto de rotina para verificação da confiabilidade dos componentes eletrônicos. Para separadores magnéticos de carga inalámbrica, o teste Double 85 não só examina a retenção do desempenho magnético, mas também a integridade das estruturas compostas de várias camadas.
YS/T 1417-2021 especifica que o material composto de fólia de ferrito de zinco de níquel deve resistir condições constantes de temperatura e umidade de 85 [UNK]± 2 [UNK], 85% ± 3% RH e 120 horas. A taxa de mudança nos indicadores de desempenho físico após o teste deve satisfazer os requisitos. Para separadores magnéticos nanocristalinos, a estrutura de camadas alternadas de camadas magnéticas e camadas adesivas é mais provável a expor ligações fracas sob alta temperatura e alta umidade. Após o vapor de água permear através das lacunas entre fragmentos e interfaces de camadas, a força adesiva da camada adesiva diminui, e pequena delaminação ou bolhas podem ocorrer entre as camadas. A camada não muda imediatamente a permeabilidade magnética, mas muda a continuidade do circuito magnético - a lacuna de ar substitui a camada adesiva, a resistência magnética efetiva aumenta, e a permeabilidade magnética drive silenciosamente.
O problema mais escondido é a corrosão. Ligações nanocristalinas são materiais metálicos que podem sofrer oxidação ou corrosão eletroquímica nas margens e cortar superfícies de fragmentos em ambientes húmidos e quentes. Os produtos de corrosão mudam o estado de isolamento das lacunas de fragmentos, e o caminho corrente de eddy pode se recuperar parcialmente, levando a um aumento das perdas. Uma observação de engenharia sobre testes de alta temperatura e alta umidade indica que, após testes, é necessário desmontar e inspeccionar a folha de escudo magnético para corrosão ou delaminação para verificar a confiabilidade a longo prazo da seleção de materiais e do design de embalagens. Os dados de permeabilidade magnética na folha de especificação não podem refletir a degradação nesse nível estrutural.
Choque frio e quente: o "efeito respiratório" entre fragmentos
O ciclo de temperatura experimentado pelo separador magnético em toda a máquina é muito mais rigoroso do que o teste de temperatura ambiente especificado nas especificações. As condições de choque frio e quente especificadas em YS/T 1417-2021 são -40 [UNK]~80 [UNK], 10 [UNK]/min e 60 ciclos. Dentro deste intervalo de temperaturas, os materiais de cada camada do separador magnético se expandem e contraem em diferentes taxas.
O coeficiente de expansão térmica das ligas nanocristalinas é muito menor que o de camadas adesivas de polímeros. Durante o processo de ciclo de temperatura, a amplitude de expansão e contração da camada adesiva é maior, resultando em estresse periódico de corte nas unidades fragmentadas. Sob esse efeito respiratório, as lacunas entre fragmentos passam por pequenas aberturas e fechamentos, e o comprimento das lacunas já não é estável. Para o separador magnético do processo de fragmentação magnética, a lacuna é a lacuna de ar no circuito magnético, e a derivação do comprimento da lacuna muda diretamente a permeabilidade magnética efetiva, afetando assim a indução e a frequência resonante da bobina receptora.
Os principais riscos de separadores magnéticos de ferrito sob choque térmico são diferentes. A temperatura Curie do ferrito é geralmente inferior a 200 [UNK], e no final da alta temperatura, a inclinação da permeabilidade magnética diminuindo com temperatura crescente é mais forte; A baixas temperaturas, estruturas de cerâmica rígidas e fracas podem desenvolver microcracks sob estresse térmico. Para cenários com grandes flutuações de temperatura, como na carga sem fio do carro, o limite de estabilidade da temperatura do ferrito é mais estreito que o dos nanocristais.
Spreador de sal e vibração: falha de acoplamento mecânico e ambiental ignorada
Módulos de carga inalámbrica montados em carros em zonas costeiras ou em estradas saltadas no inverno podem ter suas barreiras magnéticas expostas a ambientes de pulverização de sal. O risco de corrosão de pulverização de sal em materiais nanocristalinos baseados em metal é maior do que o de ferrito. A corrosão começa da borda dos fragmentos, debilitando gradualmente a área transversal efetiva dos fragmentos e diminuindo a capacidade de fluxo magnético. Produtos de corrosão também podem pontar fragmentos adjacentes, restaurar localmente caminhos correntes de eddy, e aumentar perdas. Para separadores magnéticos sem proteção completa das embalagens ou bordas expostas, o teste de pulverização de sal é um método de avaliação mais direto do que o dobro de 85.
O impacto da vibração mecânica é refletido em outra dimensão. A vibração contínua durante a operação do veículo é transmitida ao separador magnético através da estrutura do módulo, e o movimento micro relativo entre as unidades de fragmento acelera a fadiga da camada adesiva. A própria vibração raramente causa diretamente a ruptura do separador magnético, mas quando combinada com ciclo de temperatura, a taxa de desondeamento da interface irá acelerar significativamente. O nível de proteção IP67 pode impedir a entrada de água líquida, mas não pode eliminar o dano cumulativo do ciclo de temperatura e vibração à interface interna.
A tabela seguinte resume os principais modos de fracasso e lacunas de verificação sob quatro tipos de estresse:
Juízo de seleção de "desempenho inicial" a "taxa de retenção"
A verificação de confiabilidade dos separadores magnéticos precisa mudar o foco de "quão bom é o desempenho na fábrica" para "quanto desempenho resta após vivenciar estresse". Os dados das seguintes três dimensões podem melhor prever o desempenho a longo prazo do que a permeabilidade magnética nominal especificada nas especificações.
Primeiro, os fornecedores são obrigados a fornecer a taxa de retenção das propriedades magnéticas após o envelhecimento, em vez de apenas o valor inicial
Após 120 horas de duplo choque térmico de 85 e 60 ciclos, a taxa de mudança da parte real da permeabilidade magnética μ do separador magnético deve ser controlada dentro de um intervalo razoável. Para aplicações na faixa de frequências Qi (110-205 kHz), uma variação de mais de ± 10% em μ 'significa que a correspondência de ressonância no final receptor pode precisar ser reajustada. Se o fornecedor só pode fornecer dados iniciais à temperatura ambiente, sua capacidade de prever confiabilidade a longo prazo é limitada.
Em segundo lugar, distinguir o risco de corrosão dos sistemas materiais dos limites de temperatura
As vantagens de temperatura Bs e Curie dos separadores magnéticos nanocristalinos são óbvios, mas o risco de corrosão de materiais baseados em metais em pulverização de sal e ambientes húmidos é maior que o dos ferritos. Para cenas exteriores ou costeiras do veículo, deve ser confirmado se a folha de isolamento magnético tem encapsulação completa de bordo e revestimento anti-corrosivo, e é necessário fornecer dados de desempenho magnético e integridade estrutural após testes de pulverização de sal. Embora os ferritos tenham menor risco de corrosão, seu limite de temperatura Curie (<200 [UNK]) desencadea o declínio da permeabilidade magnética mais cedo em cenários de alta temperatura, e a seleção precisa ser baseada no limite superior real da temperatura operacional.
Em terceiro lugar, avaliar a estabilidade da interface de estruturas compostas multicamadas, em vez de apenas olhar para parâmetros de camada magnética
A resistência térmica, a força mecânica e a continuidade magnética do separador magnético dependem da integridade da interface intercamada. A delaminação, burbullagem ou distorção de bordo após o dobro de 85 e choque térmico irá deteriorar o desempenho global sem mudar os parâmetros intrínsecos da camada magnética. Ao selecionar, o nível de resistência à temperatura da camada adesiva do fornecedor e o processo de laminação devem ser confirmados, e é necessário fornecer fotos microscópicas ou dados de scannagem ultrasônico da seção cruzada após envelhecimento como evidência direta de integridade da interface.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A folha de isolamento magnético de carga sem fio abrange duas rotas materiais, ferrito e nanocristais, e pode fornecer dados de retenção de desempenho magnético sob duplo choque 85, choque frio e quente, e condições de pulverização de sal, bem como avaliação da integridade da interface após envelhecimento.
A permeabilidade magnética efetiva dos produtos da série de nanocristalinas pode ser personalizada a partir de 150-2000, com uma temperatura Curie ≥ 500 [UNK], e suporta soluções de embalagem de bordo com revestimentos anti-corrosão. O produto pode ser personalizado com um plano de verificação de confiabilidade baseado na temperatura, umidade e condições de estresse mecânico do cenário de aplicação. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.