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Dans une variante de l'extrémité réceptrice de charge sans fil, la Perméabilité magnétique est généralement le paramètre qui est le premier à retenir l'attention. Une feuille de bande nanocristalline avec une Perméabilité magnétique initiale de plus de 80 000 apparaît comme un matériau de guidage de flux presque idéal. Mais lorsqu'il est fabriqué dans un séparateur fini, fixé à l'arrière de la bobine réceptrice, la Perméabilité magnétique effective a tendance à ne rester que de 800 à 1500. Cet écart n'est pas un défaut de processus, mais une conséquence inévitable du processus de fragmentation magnétique.
Le magnétisme fragmenté est le processus clé par lequel une feuille d'isolant nanocristallin passe d'une « bande» à une « feuille», et c'est le point de départ pour comprendre la contradiction entre ses pertes et sa fiabilité.
Pourquoi le magnétisme fragmenté ne peut pas être omis: contraintes physiques des pertes par courants de Foucault
Les alliages nanocristallins sont des matériaux métalliques avec une résistivité électrique de seulement environ 130 μΩ.cm, bien inférieure à celle de la ferrite. Dans le champ magnétique alternatif de la charge sans fil, une faible résistivité signifie qu'un courant de Vortex important est ressenti à l'intérieur d'une grande surface de bande continue, les pertes par Vortex dominant les pertes totales. Si aucun traitement n'est effectué, plus la surface de la bande est grande, plus le chemin de fermeture du vortex est long, plus les pertes sont importantes, l'efficacité de charge est tirée directement vers le bas et la montée en température augmente avec elle.
Le rôle du magnétisme fragmenté est de diviser la bande continue de nanocristaux en minuscules fragments isolés les uns des autres, coupant le chemin fermé du tourbillon sur une grande surface. La résistivité de l'entrefer entre les fragments est beaucoup plus élevée que celle de l'alliage lui - même et les courants de Foucault ne peuvent former qu'une petite boucle à l'intérieur d'un seul fragment, les pertes étant ainsi fortement inhibées. La taille des fragments est généralement comprise entre 0005 et 20 mm, et l'espacement entre les éclats est généralement d'environ 0,5 à 2 mm dans l'industrie.
Sans magnétisme fragmenté, la Perméabilité magnétique élevée des nanocristaux ne peut pas être utilisée efficacement dans les champs magnétiques alternatifs inférieurs au GHz. Le magnétisme fragmenté est une condition préalable à l'obtention de la disponibilité de l'ingénierie pour les feuilles d'isolant nanocristallin.
Le premier prix du magnétisme fragmenté: une baisse systématique de la Perméabilité magnétique effective
Une feuille d'isolation magnétique après fragmentation, dont la Perméabilité magnétique effective est bien inférieure à la valeur initiale de la bande. La Perméabilité magnétique initiale de la bande nanocristalline originale peut atteindre plus de 80 000, mais après fragmentation et laminage, la Perméabilité magnétique effective du produit fini tombe généralement dans l'intervalle 800 - 1500. La racine de la descente est que l'entrefer de débris constitue un « entrefer» dans le circuit magnétique. Les lignes de champ magnétique doivent sauter entre les fragments lorsqu'elles pénètrent dans le septum, chaque saut étant équivalent à une augmentation de la Magnétorésistance d'un segment. Plus le fragment est petit, plus la surface totale de l'entrefer est grande, plus la perte de Perméabilité magnétique effective est prononcée.
Ce prix est directement conduit dans l'extrémité réceptrice de charge sans fil par une diminution de l'efficacité du couplage. La fonction principale de la feuille d'espacement est de contraindre le flux magnétique, de réduire les fuites magnétiques, une Perméabilité magnétique efficace insuffisante signifie qu'une partie des lignes de champ magnétique ne peut pas être dirigée vers la zone de couplage de la bobine, les fuites magnétiques augmentent et la valeur de l'inductance de la bobine réceptrice s'écarte de la valeur de conception. Pour la bande de fonctionnement de 110 - 205 kHz de la norme Qi, l'appariement de résonance LC en réception est sensible aux variations d'inductance et les fluctuations de lot de Perméabilité magnétique effective se traduisent directement par un décalage de la fréquence de résonance.
Mais la baisse de Perméabilité magnétique de la bande brisée n'est pas sans espace de compensation. L'inductance magnétique à haute saturation BS (environ 1,2 - 1,25 t) du matériau nanocristallin est beaucoup plus élevée que celle de la ferrite de 0,4 - 0,5 T, un écart qui permet à la feuille d'isolant nanocristallin d'atteindre un effet de guidage de flux comparable à celui de la ferrite à une épaisseur de couche magnétique plus mince. Lorsque la Perméabilité magnétique est égale à 600, les nanocristaux n'ont besoin que de 0,11 mm pour atteindre une capacité de conductivité magnétique équivalente de ferrite de 0,27 mm, une efficacité de charge supérieure d'environ 2,5 points de pourcentage et une augmentation de température inférieure de 7 à 8 ° c. Les BS élevés sont des « coussins» pour le coût du magnétisme fracassant, ce qui laisse aux ingénieurs une marge de réglage de l'épaisseur et de l'efficacité après la chute de la Perméabilité magnétique.
Deuxième prix du magnétisme fragmenté: dérive μ 'sous contrainte de flexion
La façon dont le magnétisme fragmenté confère de la flexibilité à l'espaceur est de transférer la déformation en flexion sur l'espace de débris. L'unité de débris subit un glissement relatif lors de la flexion, la couche de colle et l'entrefer absorbent la déformation et se comportent macroscopiquement comme si la feuille pouvait s'adapter à la surface incurvée sans s'effriter. Mais ce mécanisme introduit en même temps un risque de fiabilité: la longueur de l'espace de débris est sensible aux contraintes de flexion.
L'alliage nanocristallin lui - même est mécaniquement très fragile et l'état des fissures à l'intérieur des fragments change sous la contrainte de flexion. Les microfissures existantes peuvent se dilater et la longueur de l'espace entre les fragments peut également être modifiée par la déformation de la couche adhésive. Toute variation de la longueur de l'entrefer modifie l'entrefer équivalent dans le circuit magnétique et donc la partie réelle de perméabilité µ '. La dérive de µ 'n'est pas une descente unidirectionnelle, mais dépend de la direction des contraintes et de l'orientation des débris, elle peut être élevée ou diminuée, cette incertitude rendant l'adaptation de résonance après assemblage difficile à prévoir.
Pour l'extrémité réceptrice de charge sans fil, la dérive de µ 'est équivalente à la dérive de l'inductance l de la bobine réceptrice, la fréquence de résonance f = 1 / (2π√lc) étant décalée avec elle. Un léger décalage se manifeste par une baisse de l'efficacité de charge ou une augmentation légèrement plus élevée de la température, et un décalage plus important peut entraîner une incapacité de l'extrémité réceptrice à se polariser correctement dans des conditions spécifiques de contrepoint de bobine ou de charge. Ce type de défaillance n'est pas visible lors de l'inspection des matériaux entrants et n'est exposé qu'après assemblage des plis et de l'empilement complet de la machine, alors que la feuille d'espacement est déjà encapsulée à l'intérieur du module.
Processus de recuit: trouver une fenêtre entre les propriétés magnétiques douces et la ténacité en flexion
L'ampleur du coût magnétique de fragmentation dépend en grande partie de l'état de recuit de la bande nanocristalline avant la fragmentation magnétique. Le recuit détermine la taille des grains, la coercivité et les contraintes résiduelles, paramètres qui affectent simultanément les propriétés magnétiques douces et la fragilité mécanique.
Les bandes nanocristallines obtiennent une structure de grain homogène de 10 à 20 nm par solidification rapide et recuit de cristallisation, la force coercitive HC peut être réduite à moins de 0,8 A / M et les pertes peuvent être contrôlées à moins de 20 W / kg à 100 kHz / 0,1 T. La faible coercivité réduit directement les pertes d'hystérésis, ce qui permet au matériau de conserver de faibles pertes résiduelles après fragmentation magnétique.
Mais il existe une fenêtre étroite pour le processus de recuit. L'étude des alliages nanocristallins à base de Fe montre que le recuit rapide permet de maintenir la contrainte à la rupture à un niveau utilisable tout en obtenant un BS élevé et un HC faible; Un temps de recuit trop long aggrave le gradient élémentaire de l'interface amorphe / cristallin, inhibe la formation de bandes de cisaillement et augmente la fragilité macroscopique. Cela signifie que le processus de recuit du fournisseur contrôle la précision et détermine non seulement la Perméabilité magnétique initiale et les pertes de l'espaceur, mais également sa stabilité μ 'après assemblage des plis.
Le tableau ci - dessous résume le coût du processus de fragmentation magnétique par rapport à l'espace réglable dans deux dimensions:
Trois jugements d'ingénierie dans la sélection
Pour une variante de feuille d'isolant nanocristallin, il n'est plus suffisant de se concentrer uniquement sur la Perméabilité magnétique initiale de la bande ou sur la Perméabilité magnétique nominale du produit fini pour prédéterminer les performances réelles. Les données des trois dimensions suivantes reflètent mieux la disponibilité des matériaux dans des situations de travail réelles.
Premièrement, confirmer la Perméabilité magnétique effective après fragmentation magnétique, et non la valeur initiale de la bande
La capacité de guidage du flux magnétique de la feuille séparatrice finie est déterminée par la Perméabilité magnétique effective après fragmentation et laminage. Lors de l'option, le fournisseur doit fournir des données de Perméabilité magnétique valides à l'état fini et confirmer que la fréquence d'essai couvre la bande de fréquence de fonctionnement cible (norme Qi 110 - 205 kHz ou airfuel 6,78 MHz). Si le fournisseur ne fournit que la Perméabilité magnétique initiale de la bande, son pouvoir prédictif sur l'efficacité réelle du couplage est limité.
Deuxièmement, vérifier la stabilité μ 'après le pliage
Pour les scénarios nécessitant un montage incurvé ou subissant un pliage assemblé, le fournisseur doit être tenu de fournir des données μ 'avant et après le pliage sous un rayon de courbure spécifique. Une décision à laquelle on peut se référer est la suivante: μ′ (5) / μ′ (0) à 145 kHz doit tomber dans la plage de 0,9 à 1,1 avant et après une courbure de 5 mm de rayon de courbure. Le dépassement de cette fenêtre signifie que la dérive de la fréquence de résonance peut dépasser la tolérance d'adaptation de l'IC reçu.
Troisièmement, faire la distinction entre "faible perte" et "la perte constitue contrôlable."
Après la fragmentation magnétique de la plaque d'isolation nanocristalline, les pertes par courants de Foucault ont été fortement supprimées, les pertes résiduelles dans la perte d'hystérésis et les pertes d'interface liées à l'écart de débris ont augmenté en proportion. Le choix du type doit confirmer si le fournisseur a fourni des données sur la variation des pertes en fonction de la fréquence et de la densité du flux magnétique et si l'espace de débris est rempli d'air ou de colle. Le remplissage de la couche de colle peut introduire des dérives de contraintes plus importantes après de longs cycles thermiques et des Pliages, le remplissage de l'entrefer étant généralement plus avantageux en termes de stabilité μ '.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdLa feuille magnétique d'isolation nanocristalline adopte la bande nanocristalline à base de fer comme couche fonctionnelle, faite par le procédé multicouche de sertissage et de revêtement isolant, la Perméabilité magnétique effective finie 150 - 2000 peut être personnalisée, inductance magnétique saturée d'environ 1,2 T, coercivité ≤ 1,0 A / M, perte ≤ 10 W / kg @ 20Khz / 0,5 T.
Gamme d'épaisseur de produit de 0,03 à 0,3 mm, résistant à la température de - 40 ° C à 150 ° C et à la température de curie ≥ 500 ° c. prend en charge les bobines, les feuilles, les découpes profilées et les compositions multicouches, peut fournir des données de stabilité μ 'avant et après pliage avec des rapports d'inspection d'énergie magnétique Multi - lots et personnaliser les paramètres en fonction de la fréquence, de la puissance et de l'espace de montage spécifiques. Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.