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磁性材料在无线充电技术中的应用
2016年12月26日 14:58:38      作者:      来源:
无线充电器主要用到的磁性材料有:NdFeB永磁体、NiZn铁氧体薄磁片、MnZn铁氧体薄磁片、柔性铁氧体磁片;用软磁铁氧体材料制作的各种隔磁片作为无线充电技术的主要部件,在无线充电设备中起增高感应磁场和屏蔽线圈干扰的作用。无线充电器对软磁铁氧体材料性能和产品尺寸、可靠性等要求较高,接收端对其要求更高。
    按照接受端放置方式,无线充电发射端分为固定位置型、单线圈自由位置型和多线圈自由位置型,这些发射端对铁氧体产品的要求不尽相同。
    固定位置型充电器应用钕铁硼永磁片定位,终端设备需要放在固定的位置才能进行充电和实现充电效率最大化。Qi标准中规定此类设计工作频率在110kHz~205kHz。固定位置型充电器谐振频率较高,一般采用具有损耗小、高频磁屏蔽效果好的NiZn铁氧体薄片作为隔磁片。
    单线圈自由位置型充电设备内部的线圈带有驱动装置,可在平面中移动。其通过自动检测终端设备放置位置,移动线圈至该位置,使线圈的位置与终端接收位置相一致。从而实现充电及提高充电效率,此类设计,可允许终端放在充电板上的任何位置进行充电。Qi标准规定此类充电器工作频率为140kHz,由于线圈需要移动,要求隔磁片具有较高的可靠性,所以隔磁片一般应用流延工艺制作的柔性磁片。
    多线圈自由位置型充电器可以同时为多部终端充电,其内部排列了多个线圈,这些线圈覆盖了充电座的大部分区域。由此,终端可以比较自由地放置在充电座上,充电器会自动选择几个能高效传输的线圈来供电。Qi标准规定,多线圈自由位置型充电器工作频率为105kHz~113kHz,隔磁片一般选用具有高Bs和低损耗特性的MnZn功率材料。
    应用于无线充电系统中的永磁体材料,一方面,增强发射和接收线圈间磁通量,提高传输效率;另一方面,作为发射和接收之间的定位装置,便于终端设备快速准确定位。小型无线充电设备多用NdFeB永磁体材料;大型的无线充电设备可用永磁铁氧体材料代替NdFeB永磁体材料,降低成本。如:英国哥伦比亚大学(UBC)采用非接触动态磁耦合或MDC方式,利用两个可旋转的永久磁铁的磁场相互作用,在距离102mm~152mm下实现EV无线充电。

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