Знакомство с новым MP от TDK

TDK имеет долгую историю использования процессов меднения для создания металлических конструкций катушек, используемых в силовых индукторах, и теперь использовала эту проверенную зрелую технологию и применила ее для беспроводных силовых катушек. В серии силовых индукторов TFM компании TDK использована аналогичная технология медного покрытия с высоким аспектом (HAP) для увеличения площади поперечного сечения катушки и снижения сопротивления постоянному току (DCR). Благодаря этому обширному опыту процессы нанесения рисунка и покрытия были улучшены до такой степени, что теперь их можно использовать в катушках беспроводной передачи энергии (Tx), которые традиционно требуют использования литцендратного провода.

Катушка MP-A28, одобренная Qi, состоит из трех ключевых инновационных областей:

Возможность гибкого формирования рисунка катушки позволяет лучше контролировать и формировать магнитное поле (H), тем самым концентрируя магнитный поток (ɸ) там, где это оптимизирует магнитную связь с устройством Rx и эффективность. Формирование рисунка позволяет уменьшить «пики» и «впадины» эффективности зарядки, типичные для структур с несколькими катушками. Формирование рисунка также уменьшает/удаляет зоны низкой эффективности («мертвые») по краям всей катушки.

Процесс гальванопокрытия представляет собой аддитивный процесс, при котором медь наносится на определенное место. Это отличается от печатных плат (PCB) и/или гибких печатных плат (FPC), где сплошной медный лист травится и оставляет желаемый медный рисунок только в результате субтрактивного процесса.

В «мокром процессе» экрана используется ферритовый материал Mn-Zn, который наносится в виде влажной «суспензии» на несущую пленку толщиной 0,3 мм… хотя она может быть и толщиной до 0,1 мм. После нанесения на пленку феррит спекается и предварительно трескается.

Для доминирующего стандарта беспроводной зарядки с низким энергопотреблением, разработанного Консорциумом беспроводной энергии, большинство утвержденных стандартных передающих катушек (Tx) исторически были намотаны проволокой. Точнее, использовалась литцендратная проволока. Этот тип многожильного провода с большей площадью медной поверхности используется для уменьшения потерь на скин-эффект, которые способствуют более высокому сопротивлению переменному току (ACR) на рабочей частоте. Из-за этого явления в катушке MP-A28 также используется запатентованная многослойная структура, помогающая снизить потери в меди переменного тока.

В новой технологии изготовления катушек TDK реализованы различные новые процессы обработки материалов и технологии изготовления, обеспечивающие широкий спектр функций и преимуществ для конечного пользователя. Некоторые из ключевых преимуществ:

Тонкость — строго контролируемая толщина медного покрытия, доступная в диапазоне от 5 до 150 мкм, а также экран из феррита Mn-Zn толщиной 0,3 мм, изготовленный методом мокрой обработки, позволяют получить общую толщину катушки в сборе 0,76 мм для передающих катушек MP-A28 мощностью 15 Вт, совместимых с Qi. Это приводит к тому, что зарядное устройство становится тоньше и легче всех конструкций зарядных устройств, в которых используется узел катушки MP-A28.

Наличие тонкой медной катушки также повышает производительность системы. На магнитную связь (K) влияет физическое расстояние между магнитными экранами передачи (Tx) и приема (Rx). Благодаря ультратонкому рисунку катушки экран катушки MP-A28 оказывается ближе к поверхности заряда, ближе к устройству Rx, что улучшает магнитную связь и эффективность.

Снижение веса. Особенно сейчас, когда производители электромобилей пытаются увеличить заряд аккумуляторов и увеличить запас хода, снижение веса продолжает оставаться основной темой для разговоров. В катушке MP-A28 компании TDK малая толщина материала для мокрого процесса/более высокая проницаемость (мк') позволяет снизить вес катушки Tx, сохраняя при этом требуемые характеристики зарядки.

Стабильность электрических параметров. В катушке MP-A28 используется процесс фотомаски/гальванизации, в результате чего в воздушных катушках электрические отклонения составляют менее 0,5%. В катушке MP-A28 также используется копланарная структура как для медного рисунка катушки, так и для ферритового экрана. Все это гарантирует, что значения индуктивности (Ls) и сопротивления (Rs) всей катушки не изменяются, как это происходит с катушками с проволочной обмоткой. Катушки с проволочной обмоткой имеют разную толщину изоляции, изменения витков обмотки с точки зрения копланарности, а также проблемы с контролем натяжения провода во время намотки, что приводит к изменению магнитной длины и соответствующего значения Ls.