5W无线充电器用柔性隔磁片的制备及软件仿真研究

摘要

无线充电技术是一种非接触式磁感应或磁谐振技术。它由特斯拉磁感应原理技术整合演变而来，不需要电路连接线，在一定距离范围内实现无线电能的传输。随着智能电子产品的迅猛发展，无线充电技术目前的发展态势相当迅速，全球相继有三大技术联盟及组织成立，且越来越多的厂商开始加入这些无线充电的技术阵营，特别是无线充电联盟（Wireless Power Consortium，简称WPC）利用磁感应原理推出具体的5w范围内的无线充电技术标准 Qi。该标准对系统的安全性和稳定性提出了更明确的要求。软磁隔磁材料能够屏蔽近场磁干扰，并可提高无线充电效率被广泛的应用在无线充电系统中，本论文就是对这种软磁屏蔽材料进行研究。
　　1．研究了磁粉心粉末粒度对柔性隔磁材料性能的影响。分析了粒径尺寸的分布影响材料有效磁导率、功率损耗、品质因数 Q及材料的频响特性的原因及变化规律。颗粒粉末越细，磁粉心材料的磁导率越低、功率损耗降低、品质因数增大及频响特性更优，反之亦然。
　　2．研究了颗粒粉末的磷化方式与绝缘包覆工艺对柔性隔磁材料的影响。提出了采用预热配合热开水工艺替代丙酮作为磷化稀释剂，节约了成本，且改善了生产环境；研究了绝缘包覆剂的添加量对磁粉心材料的有效磁导率、功率损耗、品质因数Q的影响。
　　3．研究了流延工艺参数及添加剂对磁粉心薄膜材料的影响。通过添加合理的辅助溶剂来提供薄膜的质量，并分析了影响流延薄膜厚度的主要因素。
　　4．研究了热处理工艺对材料制备工艺的影响。分析了热处理温度、保温时间等工艺参数对磁粉心薄膜性能的影响。
　　5．利用CST仿真软件协同ADS软件对无线充电的磁场环境进行仿真模拟，分析柔性隔磁材料及其特性对手机无线充电磁场的影响规律。

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第一章 绪 论

1.1非接触式手机充电技术的研究现状

1.2 本文主要工作

1.3 本论文的结构安排

第二章FeSiCr金属磁粉心材料的基础理论

2.1软磁材料的分类

2.2软磁材料的电磁参数

2.3本章小结

第三章 FeSiCr金属磁粉心材料研制过程及性能分析

3.1磁粉心柔性薄膜材料的研制过程

3.2磁粉心柔性薄膜材料的性能分析

3.3本章小结

第四章5W无线充电器的性能设计及仿真应用

4.1无线充电磁场环境的仿真模拟

4.2手机无线充电的结构及磁场分布情况

4.3柔性隔磁材料磁场效果仿真与分析

4.4柔性隔磁片的效果测试

4.5本章小结

第五章 结 论

5.1 本文的主要贡献

5.2 下一步工作的展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果