磁感應(yīng)(MI)無線充電技術(shù)已商品化多年,,2014年更大舉進駐智慧型手機,,而磁共振(MR)技術(shù)則還需一段時日發(fā)展成熟,。不過,,不管是MR還是MI,磁性材料都是不可或缺的關(guān)鍵材料,。工研院已研發(fā)出一款薄形電感材料,,可同時適用于磁感應(yīng)和磁共振頻段,,開發(fā)者僅須使用同一磁芯,,即可滿足無線充電技術(shù)之各頻段需求,。
工研院材化所電磁材料元件研究室研究主任唐敏注表示,,無論是無線充電中的磁感應(yīng)還是磁共振,靠的都是磁場傳輸功率,,唯一不同的是,,兩者使用的模組不同。理想的導磁材料必須具備很高的導磁率,,只要加上一個磁場,,就會產(chǎn)生千倍萬倍的磁通量。
不過,,磁通量是會飽和的,飽和后不管加上多大的磁場,,磁通量都不會增加,,因此無線充電只能在一定距離范圍內(nèi)才能工作。另外,,磁性材料也不是在任何頻率都可以工作,,通常導磁率越高,工作頻率就越低,,其稱為Snoek效應(yīng)(Snoek limit),,是很自然的現(xiàn)象。
因此,,在選擇材料時,,無線充電開發(fā)商會面臨一個問題是,該材料的飽和磁通量究竟有多高,?像是非金質(zhì)合金(Amorphous)的磁通量很高,,可以傳遞很大的功率;鐵氧磁體(Ferrite)的磁通量就比較低,;復合材料(Composite)則是把石性粉末和橡膠,、塑膠混在一起,變成一種軟性的材料,,其飽和磁通量就更低,,因為混了太多沒有磁性的膠料。
唐敏注進一步分析,,目前廠商在無線充電材料上碰到的困難,,主要是受限于Snoek效應(yīng),難以兼顧高頻高 μ高飽和性質(zhì),,但可以從材料模擬選用,、配方組成設(shè)計、晶項結(jié)構(gòu)及制程調(diào)控,,加以克服并突破技術(shù)瓶頸,。
有鑒于國內(nèi)業(yè)者在材料上面臨的考驗,,工研院研發(fā)出雙頻無線充電磁性材料。同一磁芯材料可同時適用于磁感應(yīng)和磁共振的頻段(100~300KHz,、6.78MHz),,且采用薄型外觀設(shè)計,容易實現(xiàn)模組整合,。該材料本質(zhì)上是鎳鋅系鐵氧磁體(NiZn Ferrite)和錳鋅系鐵氧磁體(MnZn Ferrite)電感材料,,具備高耦合、高效率特性,,除了應(yīng)用在10瓦以下的低功率傳輸外,,也可傳輸更高功率的電力。