Блог

Aug 24, 2023

Знакомство с новым MP от TDK

TDK has a long history of utilizing copper plating processes to construct metal coil structures used within power inductors and has now leveraged this proven mature technology and applied it to

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.