Ученые разрабатывают новые аморфные гибкие мини-индукторы

Дизайн аморфного гибкого мини-индуктора с использованием фемтосекундного лазера.Кредит: Nimte

Исследовательская группа разработала мини-индукторов на основе аморфных сплавов, которые могут достичь превосходной гибкости и высокой индуктивности.Исследование опубликовано в расширенных функциональных материалах.

В качестве ключевого компонента преобразования мощности и обработки сигналов гибкие мини-индукторы с высокой плотностью энергии играют важную роль в повышении производительности устройства, снижении потребления энергии и реализации миниатюризации устройств.Обычные катушки изготовлены в основном из немагнитных материалов, которые неизбежно вызывает магнитную утечку.Эта утечка магнитного потока уменьшает плотность индуктивности, что делает эти индукторы непригодными для низкочастотных применений.

Чтобы преодолеть эту проблему, команда профессора Ван Джункяна из Института материалов и инженерных технологий Ningbo (NIMTE) китайской академии наук, используемых мягкими магнитными аморфными сплавами на основе FE в качестве материалов катушки для изготовления аморфного гибкого мини-индуктора, из-заИх превосходные мягкие магнитные свойства.

Высокая технология фемтосекундной лазерной абляции использовалась для точности ремесленных аморфных сплавных лент, не вызывая кристаллизации аморфных сплавов, сохраняя при этом их внутреннее механическое превосходство.

По сравнению с обычными индукторами, основанными на немагнитных материалах, такими как медь, развитый новый мини-индуктор значительно снижает магнитную утечку до менее чем 10-4 т, что значительно минимизирует помехи между электронными компонентами.

Благодаря высокой проницаемости аморфных сплавов плотность индуктивности устройства увеличивается примерно до 280–390 NH/MM2, что примерно в 10 раз выше, чем у обычных плоских индукторов.

Кроме того, аморфная структура дает этому гибкому мини-индуктору отличную механическую гибкость, которая может быть растянута на 300% от его первоначального размера.После 2500 циклов изгиба в радиусе изгиба 16 мм разработанное устройство может оставаться его производительностью с небольшим распадом (менее 10%) в значении индуктивности и коэффициенте качества, что указывает на ее превосходную стабильность.

Аморфный гибкий мини-индуктор может адаптироваться к различным средам изгиба и складывания приложений из-за его гибкой конструкции.Он может достичь высокой плотности индуктивности в очень небольшом объеме, чтобы удовлетворить требования миниатюризации тонких и легких электронных продуктов.

Это исследование не только обеспечивает новый сценарий применения для аморфных мягких магнитных сплавов, но и проливает свет на выбор материала и конструкцию устройства гибкой технологии электроники.

Больше информации: Янан Чен и др., Гибкие мини -индукторы с ультра -высокой плотностью индуктивности непосредственно отрезаны из мягких магнитных аморфных сплавов фемтосекундным лазером, расширенными функциональными материалами (2024).Doi: 10.1002/adfm.202313355