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磁性材料在無線充電技術(shù)中的應(yīng)用

發(fā)布日期：2019/9/24 14:08:13

　　無線充電技術(shù)(Wireless charging technology;Wireless charge technology)

，源于無線電能傳輸技術(shù)
，小功率無線充電常采用電磁感應(yīng)式(如對手機(jī)充電的Qi方式，但中興的電動汽車無線充電方式采用的感應(yīng)式)
，大功率無線充電常采用諧振式(大部分電動汽車充電采用此方式)由供電設(shè)備(充電器)將能量傳送至用電的裝置
，該裝置使用接收到的能量對電池充電
，并同時供其本身運作之用
。由于充電器與用電裝置之間以磁場傳送能量，兩者之間不用電線連接
，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導(dǎo)電接點外露
。

　　無線充電器主要用到的磁性材料有：NdFeB永磁體、NiZn鐵氧體薄磁片

、MnZn鐵氧體薄磁片
、柔性鐵氧體磁片;用軟磁鐵氧體材料制作的各種隔磁片作為無線充電技術(shù)的主要部件，在無線充電設(shè)備中起增高感應(yīng)磁場和屏蔽線圈干擾的作用
。無線充電器對軟磁鐵氧體材料性能和產(chǎn)品尺寸
、可靠性等要求較高，接收端對其要求更高
。


　　按照接受端放置方式

，無線充電發(fā)射端分為固定位置型、單線圈自由位置型和多線圈自由位置型
，這些發(fā)射端對鐵氧體產(chǎn)品的要求不盡相同
。


　　固定位置型充電器應(yīng)用釹鐵硼永磁片定位，終端設(shè)備需要放在固定的位置才能進(jìn)行充電和實現(xiàn)充電效率大化

。Qi標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定此類設(shè)計工作頻率在110kHz~205kHz
。固定位置型充電器諧振頻率較高，一般采用具有損耗小
、高頻磁屏蔽效果好的NiZn鐵氧體薄片作為隔磁片
。


　　單線圈自由位置型充電設(shè)備內(nèi)部的線圈帶有驅(qū)動裝置，可在平面中移動

。其通過自動檢測終端設(shè)備放置位置
，移動線圈至該位置，使線圈的位置與終端接收位置相一致
。從而實現(xiàn)充電及提高充電效率
，此類設(shè)計，可允許終端放在充電板上的任何位置進(jìn)行充電
。Qi標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定此類充電器工作頻率為140kHz
，由于線圈需要移動，要求隔磁片具有較高的可靠性
，所以隔磁片一般應(yīng)用流延工藝制作的柔性磁片
。


　　多線圈自由位置型充電器可以同時為多部終端充電，其內(nèi)部排列了多個線圈

，這些線圈覆蓋了充電座的大部分區(qū)域
。由此，終端可以比較自由地放置在充電座上，充電器會自動選擇幾個能傳輸?shù)木€圈來供電
。Qi標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定
，多線圈自由位置型充電器工作頻率為105kHz~113kHz，隔磁片一般選用具有高Bs和低損耗特性的MnZn功率材料
。


　　應(yīng)用于無線充電系統(tǒng)中的永磁體材料，一方面

，增強(qiáng)發(fā)射和接收線圈間磁通量
，提高傳輸效率;另一方面，作為發(fā)射和接收之間的定位裝置
，便于終端設(shè)備快速準(zhǔn)確定位
。小型無線充電設(shè)備多用NdFeB永磁體材料;大型的無線充電設(shè)備可用永磁鐵氧體材料代替NdFeB永磁體材料，降低成本
。如：英國哥倫比亞大學(xué)(UBC)采用非接觸動態(tài)磁耦合或MDC方式
，利用兩個可旋轉(zhuǎn)的磁鐵的磁場相互作用，在距離102mm~152mm下實現(xiàn)EV無線充電
。


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