軟磁材料在無線充電中的應(yīng)用

無線充電發(fā)展趨勢(shì)：Tx&大功率Rx看鐵氧體，輕薄化Rx看納米晶

        無線充電軟磁材料的選擇：鐵氧體與非晶、納米晶并行。目前無線充電產(chǎn)業(yè)軟磁材料的選擇上，包括鐵氧體（錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體）、非晶、納米晶均有應(yīng)用。非晶、納米晶材料的優(yōu)勢(shì)在于高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，納米晶具有更高的磁導(dǎo)率和更低的磁損，同時(shí)能夠做到柔軟超薄化，這是鐵氧體材料難以實(shí)現(xiàn)的。鐵氧體軟磁的優(yōu)勢(shì)在于成本，特別是在大功率的發(fā)射端選材時(shí)，納米晶軟磁成本可能是鐵氧體軟磁的2倍以上，這時(shí)鐵氧體軟磁材料的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)就凸顯出來。鐵氧體中，錳鋅適用中低頻，鎳鋅適用高頻諧振。

        發(fā)射端：鐵氧體為主流，不同類型發(fā)射端對(duì)軟磁材料的要求存在差異。目前市場(chǎng)上發(fā)射端磁性材料的選擇全部采用鐵氧體方案。按照接收端放置方式，發(fā)射端可分為固定位置型、單線圈自由位置型和多線圈自由位置型，不同類型對(duì)軟磁材料的性能有不同的要求。如：單線圈自由位置型設(shè)備通過自動(dòng)檢測(cè)終端設(shè)備放置位置，移動(dòng)線圈至合理位置，從而實(shí)現(xiàn)高效率充電，由于線圈需要移動(dòng)，就要求隔磁片具有較高的可靠性，一般采用流延工藝制作的柔性磁片。多線圈自由位置型充電設(shè)備則要求發(fā)射端軟磁材料擁有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低的損耗，一般可選用錳鋅功率鐵氧體材料。

表1：不同磁性材料差異對(duì)比

        接收端：手機(jī)領(lǐng)域非晶、納米晶逐步占優(yōu)，對(duì)軟磁材料的尺寸精度要求較高，未來持續(xù)向高頻化、小型化、薄型化發(fā)展，但大功率應(yīng)用上鐵氧體為絕對(duì)主導(dǎo)。無線充電的接收端一般都內(nèi)置于終端設(shè)備當(dāng)中，對(duì)于手機(jī)、智能手表等低功率便攜式電子設(shè)備，隨著電子元器件向高穩(wěn)定、高可靠、輕薄短小、寬適應(yīng)性等方向發(fā)展，很多電子類產(chǎn)品轉(zhuǎn)向集成模塊及芯片技術(shù)發(fā)展，軟磁材料也不斷向高頻化、小型化、薄型化方向發(fā)展，以滿足磁性元件的日益薄膜化和小型化，甚至集成化的趨勢(shì)，因此在軟磁片的選擇上逐步從鐵氧體向納米晶方案切換，目前追求輕薄化的高端機(jī)型基本都已經(jīng)切換至納米晶方案。但在電動(dòng)汽車無線充電解決方案等大功率應(yīng)用上，目前仍是鐵氧體絕對(duì)主導(dǎo)。

表2：軟磁材料向節(jié)能與小型化方向發(fā)展

        未來無線充電用軟磁市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)演變：高端輕薄化接收端向納米晶切換，發(fā)射端和大功率接收端以鐵氧體主導(dǎo)。從市場(chǎng)演變趨勢(shì)來看，雖然非晶、納米晶軟磁性能優(yōu)勢(shì)明顯，但如果不能通過技術(shù)進(jìn)步等實(shí)現(xiàn)成本上的突破，鐵氧體的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)更為顯著，且鐵氧體軟磁相較非晶、納米晶軟磁的初始磁導(dǎo)率更低，更適合于大功率應(yīng)用，預(yù)計(jì)未來鐵氧體在發(fā)射端和大功率接收端的應(yīng)用上仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。