说说纳米晶软磁合金材料在无线充电的应用与展望

纳米晶和钴基非晶、铁氧体相比，它具有饱和磁感高，可以减小磁性器件体积。磁导率高，损耗小，矫顽力小，可以降低磁性器件损耗，因此，纳米晶合金是高频电力电子应用中的z佳软磁材料。

纳米晶合金的特性

当前无线充电Qi标准的频率在100-200k之间，在此频率下，纳米晶的磁导率和钴基非晶的磁导率非常的接近，明显高于铁基非晶和铁氧体，而损耗却恰恰相反，明显低于铁基非晶和铁氧体。纳米晶在温度应用方面也有优势，纳米晶不仅在应用温度比钴基非晶和铁氧体都要宽外，在-40℃-120℃范围内，纳米晶的稳定性也明显优于铁氧体。在磁性材料设计方面纳米晶也具备明显的优势，纳米晶可以定向控制磁导率和抗饱和磁场。纳米晶的磁导率可在1000-30000内随意可调。磁性材料的设计，要求在特定的工作电流下，不要达到磁饱和，一旦达到磁饱和，就会停止工作，纳米晶可调抗饱和磁场可达30~350A/m，使得无线充电的应用范围更宽。

几种铁基纳米晶与铁基非晶、钴基非晶、铁氧体之间的比较：饱和磁通密度：铁基纳米晶除了比铁基非晶略低一点外，明显优于钴基非晶和铁氧体；在矫顽力、初始磁导率、饱和磁致伸缩系数、居里温度、性能变化率等方面纳米晶全面优于其他材料，因此，纳米晶是z佳的软磁材料。

纳米晶的发展趋势

随着电子产品正在向高频、节能、小型、集成化方向发展，应用频率也在不断提高，带材一代代更新。从最初的传统制带工艺（国内现有生产水平）厚度22-30μm，到现在带材发展到三代、四代，用先进制带工艺（国际先进生产水平）可做到14-22μm。而且掌握了更薄的制带技术。纳米晶带材的发展趋势就是超薄带。超薄纳米晶带特性：带材越薄损耗越低。导磁片批量化生产工艺变革，从2015年导磁片批量化生产以来，工艺不断变革，由片材逐渐过渡到卷材，大幅提高生产效率，满足不断增长的需求。

无线充电在手机已经有普及的趋势，在穿戴领域也有很多产品，未来在家里、办公室、公共场所、出行工具、交通都会有无线充电的普及，未来还会有电动汽车的普及。

无线能量传输（WPT）：智能手机、智能穿戴（小功率）无线充电的结构类似于变压器，由发射端和接收端构成，发射端和接收端都是由线圈和磁性材料构成，磁性材料有不同的选择，有铁氧体、非晶、纳米晶等。

软磁屏蔽材料在无线充电中的作用

隔磁屏蔽：为磁通量提供一条低阻抗通路，降低向外散发的磁力线，减少对周围金属物体的影响，防止产生涡流和信号干扰。

导磁降阻：提高耦合系数，提升磁电转换效率，使用更少的匝数来实现更高电感的线圈，降低线圈电阻，减少发热带来的效率降低（匝数越多，电阻越高）。

应用案例

纳米晶在无线充电的应用是从S7开始，一种材料实现所有功能，取代了非晶和铁氧体的组合。一般认为，用于NFC的软磁材料，铁氧体是最j的，而认为纳米晶不适合，因为在高频，纳米晶的损耗远大于铁氧体，但是三星恰恰做了突破，S7的成功应用证明了纳米晶是可以用于NFC的，随后的S8/N8/A7/J5/J7等众多型号产品，将纳米晶的应用从WPC扩展到NFC和MST。国内纳米晶生产代表企业安泰科技在发射端也做了一些尝试，用纳米晶导磁片做了几款无线充电器产品，有多工位、多功能等特色产品，性能没有任何问题，现在唯y的问题就是导磁片的成本比铁氧体高。

导磁片发展趋势：

接收端：吸波材料→铁氧体→非晶+铁氧体→纳米晶

纳米晶导磁片：

薄——超薄:0.14→0.12→0.11→0.10

高磁导、低损耗——高Q

应用与普及：

小功率：手机、智能穿戴等

中功率：电脑、厨房家电等

大功率：电动汽车、道路等基础设施

未来，将是无线的世界，改变生活，改变世界。