軟磁材料在無線充電中的應用

無線充電發展趨勢：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。目前無線充電產業軟磁材料的選擇上，包括鐵氧體（錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體）、非晶、納米晶均有應用。非晶、納米晶材料的優勢在于高的飽和磁感應強度，納米晶具有更高的磁導率和更低的磁損，同時能夠做到柔軟超薄化，這是鐵氧體材料難以實現的。鐵氧體軟磁的優勢在于成本，特別是在大功率的發射端選材時，納米晶軟磁成本可能是鐵氧體軟磁的2倍以上，這時鐵氧體軟磁材料的性價比優勢就凸顯出來。鐵氧體中，錳鋅適用中低頻，鎳鋅適用高頻諧振。

        發射端：鐵氧體為主流，不同類型發射端對軟磁材料的要求存在差異。目前市場上發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，不同類型對軟磁材料的性能有不同的要求。如：單線圈自由位置型設備通過自動檢測終端設備放置位置，移動線圈至合理位置，從而實現高效率充電，由于線圈需要移動，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備則要求發射端軟磁材料擁有高的飽和磁感應強度和低的損耗，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比

        接收端：手機領域非晶、納米晶逐步占優，對軟磁材料的尺寸精度要求較高，未來持續向高頻化、小型化、薄型化發展，但大功率應用上鐵氧體為絕對主導。無線充電的接收端一般都內置于終端設備當中，對于手機、智能手表等低功率便攜式電子設備，隨著電子元器件向高穩定、高可靠、輕薄短小、寬適應性等方向發展，很多電子類產品轉向集成模塊及芯片技術發展，軟磁材料也不斷向高頻化、小型化、薄型化方向發展，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，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型基本都已經切換至納米晶方案。但在電動汽車無線充電解決方案等大功率應用上，目前仍是鐵氧體絕對主導。

表2：軟磁材料向節能與小型化方向發展

        未來無線充電用軟磁市場的結構演變：高端輕薄化接收端向納米晶切換，發射端和大功率接收端以鐵氧體主導。從市場演變趨勢來看，雖然非晶、納米晶軟磁性能優勢明顯，但如果不能通過技術進步等實現成本上的突破，鐵氧體的性價比優勢更為顯著，且鐵氧體軟磁相較非晶、納米晶軟磁的初始磁導率更低，更適合于大功率應用，預計未來鐵氧體在發射端和大功率接收端的應用上仍將占據主導地位。