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Os dados de aumento da temperatura do disco magnético final recebido geralmente aparecem como um único número na ficha de especificação ou no relatório de ensaio: aumento da temperatura é 7-8 [UNK] mais baixo, ou temperatura da superfície não excede 40 ° C. Este número vem de um ponto de medida da imagem termocúplica ou térmica, refletindo o estado médio ou o ponto mais alto do disco magnético.
Mas a diferença entre o "ponto mais alto" e o "valor médio" é por si mesma uma informação de risco esquecida. A densidade de fluxo magnético dentro do plano da folha magnética não é uniforme, e a densidade de perda também é desigual. O valor médio cumpre o padrão, mas não significa que não haja excesso local; O fato de a maior temperatura de superfície não ter ultrapassado o limiar não significa que não existem pontos térmicos dentro da folha magnética.
De onde vêm os pontos quentes: O fluxo magnético não equilibrado é o primeiro ponto de entrada
A distribuição da densidade de fluxo magnético no plano de uma folha magnética é influenciada pela forma da bobina, pelo estado de compensação e pela estrutura da própria folha magnética. Quando as formas geométricas da bobina de transmissão e da bobina de recepção não coincidem, a projeção de linhas de campo magnético na folha magnética já não é uniforme; O deslocamento lateral do usuário ao colocar o telefone aumenta significativamente a densidade de fluxo magnético no lado offset; As lacunas entre fragmentos e interfaces de camadas de separadores magnéticos fragmentados introduzirão mudanças de resistência magnética localmente, fazendo com que o fluxo magnético se concentre perto das bordas ou interfaces dos fragmentos.
aquecimento local em áreas de concentração de fluxo magnético
Em áreas com maior densidade de fluxo magnético, a densidade maior de perda de histerese e perda de corrente de eddy também é maior. Se esse calor não pode se difundir lateralmente em tempo oportuno, eles se acumularão localmente e formarão pontos quentes com temperaturas maiores que a área ao redor. A literatura patente tem uma descrição clara disso: a distribuição desigual da densidade de fluxo leva a maiores perdas totais e causa aquecimento local em áreas onde o fluxo magnético está concentrado.
Por que pontos quentes são perigosos: feedback positivo da perda aumentando com temperatura
O perigo de pontos quentes não é que a temperatura num certo ponto seja ligeiramente maior, mas que pode desencadear um ciclo de feedback positivo.
A perda de materiais magnéticos não é uma constante independente da temperatura. Em certos intervalos de operação, perdas de histerese e perdas de corrente de eddy aumentam com o aumento da temperatura. Quando um ponto quente se forma em uma área local, a temperatura nessa área aumenta, a perda aumenta mais, mais calor é gerado, e a temperatura continua aumentando. Se o caminho de dissipação de calor não é suficiente para remover o calor, este ciclo irá acelerar sozinho.
O aviso dado na literatura de patentes é que em alguns casos, as temperaturas podem atingir 100 ° C ou mais e podem degradar as características dos materiais magnéticos e o desempenho da transfer ência de energia sem fio; Em casos mais graves, materiais magnéticos podem ser danificados, ou componentes eletrônicos ao redor, embalagens e caixas podem ser submetidos a danos térmicos adicionais. Isso significa que o risco de pontos quentes não pode ser avaliado apenas com base no "aumento médio da temperatura". Um disco magnético com um aumento médio de temperatura de apenas 20 [UNK] pode ter se aproximado ou excedido 100 [UNK] em uma determinada área local. Os dados médios escondem o ponto de partida do fracasso local.
Resistência térmica de camadas adesivas: por que pontos quentes não podem dissipar
A formação de pontos quentes é em parte devida à concentração de fontes locais de calor, e em parte devida à obstrução de caminhos de dissipação transversal de calor.
A folha magnética final recebendo é geralmente composta por múltiplas camadas de camadas magnéticas empilhadas através de filmes adesivos. O filme adesivo é um material de polímero com uma condutividade térmica muito menor que a camada magnética metal. Cada camada de filme adesivo numa estrutura multicamada é uma série de resistência térmica no caminho da condução térmica. A literatura patente aponta que a condutividade térmica da fita de duplo lado é ruim, e a camada adesiva é distribuída entre os nanocristais, o que aumenta muito a resistência térmica de toda a folha de isolamento magnético, reduz a capacidade de dissipação de calor do sistema e leva a um aumento excessivo da temperatura no sistema de carga sem fio. O impacto deste problema estrutural no ponto de calor é que a condução do calor na direção da espessura é obstruída pela camada adesiva, e a difusão na direção do plano é limitada pela condutividade térmica da camada magnética em si. Se a condutividade térmica na direção plana da folha magnética não for suficiente para espalhar o calor na área de ponto quente, o calor acumulará localmente. Para folhas magnéticas com condutividade térmica anisotrópica, a relação de condutividade térmica na direção do plano à direção da espessura está na faixa de 5-15:1, o que significa que a capacidade de difusão do plano é relativamente forte, mas a dissipação do calor na direção da espessura ainda depende da camada adesiva e da interface. Se a resistência térmica da camada adesiva é muito alta, mesmo que uma parte do calor seja espalhada pela difusão planar, ainda é difícil que o calor seja efetivamente conduzido para a concha metal abaixo.
O "ponto quente" de ferrito e o "ponto quente da interface" de nanocristais
A localização de formação de pontos térmicos varia entre folhas magnéticas de diferentes sistemas materiais.
Ferrita: Superaquecimento local nas articulações
Os imãs ferritas são geralmente montados de múltiplas fichas no final de recepção. As cores e as lacunas de ar entre as fichas são áreas de mudanças súbitas de resistência magnética. O fluxo magnético é redistribuído perto da cor, o que pode resultar em concentração local de fluxo magnético e concentração de perda na borda da cor. A literatura IEEE afirma claramente que o excesso local na conexão de blocos de ferrito frequentemente ocorre, posicionando riscos potenciais para a confiabilidade do sistema; Uma abordagem é preencher a lacuna do ar com pó magnético para formar uma "ponte de fluxo magnético" para aliviar a concentração de calor na articulação.
Nanocristais: interfaces de camadas e limites de fragmentos
O risco de pontos térmicos de folhas magnéticas nanocristalinas é mais concentrado em interfaces de camadas e limites de fragmentos. As lacunas fragmentadas após a fragmentação magnética cortaram o caminho da corrente de eddy, mas também introduziram a resistência magnética não uniformidade. Em estruturas compostas de várias camadas, a interface entre a camada adesiva e a camada magnética é tanto uma resistência térmica como um ponto de transição de impedência no caminho do fluxo magnético. Se a distribuição do tamanho dos fragmentos for desigual ou o desvio de alinhamento entre camadas é grande, a concentração do fluxo magnético nas áreas locais aumentará, e o risco de pontos quentes também aumentará.
Juízo de seleção de "aumento médio da temperatura" para "risco de pontos quentes"
Primeiro, os fornecedores são obrigados a fornecer dados de imagem térmica ou distribuição local de temperatura, em vez de apenas fornecer aumento médio de temperatura ou temperatura máxima de um ponto
Encontrar o padrão médio de aumento da temperatura não significa que não haja pontos quentes. A imagem térmica pode mostrar a distribuição de temperatura na superfície de folhas magnéticas, ajudando a identificar se pontos quentes locais aparecem perto de cores, bordos ou interfaces de camadas. Se o fornecedor só pode fornecer um número de aumento da temperatura, a base para julgar o risco de pontos quentes é insuficiente.
Em segundo lugar, confirmar a posição e amplitude do ponto quente em condições de compensação, em vez de medir o aumento médio da temperatura apenas em condições de alinhamento central
O desvio é a principal fonte de não uniformidade do fluxo magnético. Ao selecionar, deve-se confirmar se o ponto quente aparece na borda ou na área de cor da folha magnética sob a condição máxima de compensação, e se a temperatura nesta área está próxima do forte aumento da gama de perda de material ou do limite resistente à temperatura das estruturas adjacentes.
Em terceiro lugar, pergunte sobre a resistência térmica e os dados de condutividade térmica planar da camada adesiva de estrutura multicamada
A gravidade dos pontos quentes depende de se o calor pode difundir das fontes locais de calor. A resistência térmica da camada adesiva, a condutividade térmica planar da camada magnética e a relação anisotropia da condutividade térmica determinam conjuntamente o "raio de dissipação térmica" do ponto térmico. Ao selecionar, deve ser confirmado se o fornecedor pode fornecer esses parâmetros térmicos, em vez de apenas fornecer dados de desempenho magnético e perda.
Em quarto lugar, na seleção de sistemas materiais, separar a avaliação do "risco de ponto quente" de "aumento médio da temperatura"
Os pontos térmicos nas articulações de ferritos e nas interfaces de nanocristais têm diferentes causas e métodos de mitigação. Um plano com um aumento médio de temperatura menor pode não necessariamente ter um risco menor de pontos quentes; Se o aumento médio da temperatura for ligeiramente maior, e o caminho de difusão térmica é mais uniforme, a temperatura máxima do ponto quente pode realmente ser menor. O critério de seleção deve ser se a temperatura máxima do ponto quente cai dentro do intervalo seguro nas condições de funcionamento alvo, em vez de simplesmente o aumento médio da temperatura.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produto da folha magnética final recebendo cobre folhas compostas de ferrito e folhas compostas de nanocristalina. A indução magnética saturada da série de nanocristalinas é ≥ 1,25 T. Na mesma eficiência, a espessura típica é de 0,11 mm, o que é 7-8 [UNK] menor do que o aumento da temperatura do esquema de ferritos.
O produto pode fornecer resistência térmica à camada adesiva de estrutura multicamada e dados de condutividade térmica planar, e apoiar a imagem térmica ou a avaliação da distribuição de temperatura local em condições de compensação. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.