MnZn鐵氧體磁片及其在無線充電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、MnZn鐵氧體因其高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率、低損耗、高電阻率等特性可以很好的應(yīng)用于頻率為100 kHz~200 kHz的Qi標(biāo)準(zhǔn)無線充電系統(tǒng)中。在無線充電接收端中，MnZn鐵氧體磁片的應(yīng)用可以提高電能傳輸感應(yīng)距離、提高電能傳輸效率。本文通過氧化物陶瓷法制備了MnZn鐵氧體材料，研究了球磨時間、添加劑、燒結(jié)溫度對MnZn鐵氧體材料的顯微結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。本文還通過流延成型法制備了MnZn鐵氧體流延磁片，并研究了流延工藝、燒結(jié)溫度對Mn

2、Zn鐵氧體磁片的外觀形貌、顯微結(jié)構(gòu)、磁性能的影響。進(jìn)一步的，在無線充電發(fā)射電路上，本文對不同逆變拓?fù)溥M(jìn)行了研究比較，對不同的磁片進(jìn)行了電能傳輸距離和效率的測試。
　　球磨時間可以控制粉體粒徑分布，進(jìn)而顯著影響和改善材料的顯微結(jié)構(gòu)和磁性能，當(dāng)球磨時間為2h時，材料得到均勻、致密的顯微結(jié)構(gòu)和最佳磁性能，球磨時間的繼續(xù)延長會使顯微結(jié)構(gòu)和磁性能惡化。在添加工藝上，本文對四種添加劑組進(jìn)行了對比，總結(jié)得到0.05 wt％CaO,0.08 wt

3、%TiO2,0.03 wt%SnO2,0.03 wt%V2O5的添加劑配比可以得到最好的顯微結(jié)構(gòu)和磁性能。燒結(jié)溫度對晶粒生長影響很大，隨著燒結(jié)溫度升高，晶粒尺寸變大、晶界變薄、氣孔減少，磁性能變好，在1360℃下達(dá)到最佳，然而，燒結(jié)溫度繼續(xù)升高會使晶粒持續(xù)長大并出現(xiàn)吞并現(xiàn)象，氣孔變多，磁性能也變差。
　　流延的工藝顯著影響流延膜的外觀形貌和柔韌性，過薄的流延厚度會使柔韌性變差，過高的干燥溫度會使流延膜發(fā)生龜裂現(xiàn)象，本文在100μm

4、的流延厚度和常溫（20℃）的干燥溫度下，可以制備得到均勻、致密、強(qiáng)韌的流延膜。燒結(jié)溫度對流延磁片顯微結(jié)構(gòu)和磁性能的影響很顯著，過低的燒結(jié)溫度使晶粒生長不完全，氣孔較多；過高的燒結(jié)溫度會使晶粒生長太快，產(chǎn)生吞并現(xiàn)象，進(jìn)而惡化磁性能。最終，在1320℃燒結(jié)條件下，可以得到均勻的顯微結(jié)構(gòu)和最好的磁性能。
　　單管諧振逆變拓?fù)浜桶霕蚰孀兺負(fù)涠伎梢宰鳛闊o線充電發(fā)射端的逆變器，經(jīng)過比較，在本文的實驗方法上，單管諧振逆變拓?fù)涞男实陀诎霕蚰孀兺?/p>

5、撲，后者的效率可以達(dá)到60%?？刂菩酒氖褂每梢杂行У臏贤òl(fā)射端與接收端，經(jīng)過比較，本文選用Ti公司的 Bq500210芯片作為控制芯片以半橋逆變拓?fù)渲瞥蔁o線充電系統(tǒng)，并對不同的磁片進(jìn)行效率測試。經(jīng)測試，磁導(dǎo)率越高的磁片對接收線圈模塊電感的增加貢獻(xiàn)越大，可以提高接收距離和電能傳輸效率。此外，磁片厚度的增加可以使接收線圈模塊電感增加，同時使提高接收距離和增加電能傳輸效率，當(dāng)磁片厚度在0.45 mm以上時，無線充電系統(tǒng)在10 mm的距離可以