TDKの新MPのご紹介

TDK には、銅めっきプロセスを利用してパワー インダクタ内で使用される金属コイル構造を構築してきた長い歴史があり、今回、この実証済みの成熟した技術を活用してワイヤレス パワー コイルに適用しました。 TDKのTFMパワーインダクタシリーズは、同様の高アスペクトメッキ(HAP)銅技術を使用してコイルパターンの断面積を増やし、直流抵抗(DCR)を低減しました。 この膨大な経験から、パターニングとメッキのプロセスは、従来はリッツ線を使用する必要があったワイヤレス電力送信 (Tx) コイルに使用できるところまで改善されました。

Qi 認定 MP-A28 コイルは、3 つの主要な革新的領域で構成されています。

柔軟なコイルのパターニング機能により、磁場 (H) の制御と整形が可能になり、磁束 (ɸ) が集中し、Rx デバイスとの磁気結合と効率が最適化されます。 このパターン化により、複数のコイル構造に特有の充電効率の「ピーク」と「谷」を減らすことができます。 また、パターニングにより、完全なコイルのエッジ周囲の低効率 (「デッド」) 領域が減少/除去されます。

コイルめっきプロセスは、指定された場所に銅をめっきする追加プロセスとして行われます。 これは、固体銅シートがエッチングされ、サブトラクティブ プロセスとして目的の銅パターンのみが残るプリント回路基板 (PCB) やフレックス プリント基板 (FPC) とは異なります。

シールドの「湿式プロセス」では、Mn-Zn フェライト材料が使用され、湿式「スラリー」としてキャリア フィルムに 0.3 mm の厚さで塗布されます (0.1 mm の薄さになる場合もあります)。 フィルムに適用された後、フェライトは焼結され、事前に亀裂が入れられます。

ワイヤレス パワー コンソーシアムによる主要な低電力ワイヤレス充電規格では、承認された標準送信 (Tx) コイルのほとんどは、歴史的に巻線ベースでした。 具体的には、リッツ線が使用されている。 このマルチストランドワイヤタイプは銅の表面積が大きく、動作周波数での交流抵抗（ACR）が高くなる表皮効果損失を低減するために使用されます。 この現象のため、MP-A28 のパターン コイルも特許取得済みの多層積層構造を利用して、AC 銅損を軽減します。

TDK の新しいパターン コイル テクノロジーは、さまざまな新しい材料プロセスと構築技術を実装して、幅広い機能とエンドユーザーへのメリットを実現します。 主な利点は次のとおりです。

薄い - 厳密に制御された銅メッキの厚さは 5 um ～ 150 um で利用可能で、湿式プロセスの 0.3 mm Mn-Zn フェライト シールドにより、MP-A28 15W Qi 準拠の送信コイルのコイル アセンブリの総厚は 0.76 mm になります。 これにより、MP-A28 コイル アセンブリを利用するすべての充電器設計に比べて、より薄く、より軽くなります。

銅コイルパターンを薄くすることで、システムパフォーマンスにも利点があります。 磁気結合 (K) は、送信 (Tx) 磁気シールドと受信 (Rx) 磁気シールド間の物理的距離の影響を受けます。 極薄のコイル パターンにより、MP-A28 コイル シールドが充電面、Rx デバイスに近くなり、磁気結合と効率が向上します。

重量の削減 – 特に現在、電気自動車メーカーがバッテリー充電量と車両の航続距離を延長しようとしているため、重量の削減が引き続き大きな話題となっています。 TDK の MP-A28 コイルでは、湿式プロセス/高透磁率 (μ') 材料の薄さ機能により、必要な充電性能を維持しながら、Tx コイルの重量を軽減できます。

電気パラメータの一貫性 – MP-A28 コイルはフォトマスク/電気メッキプロセスを使用しており、電気的変動が 0.5% 未満のエアコイルが得られます。 MP-A28 コイルは、銅コイルのパターニングとフェライト シールドの両方に共面構造を使用しています。 これらすべてにより、コイル全体のインダクタンス (Ls) と抵抗 (Rs) の値が、巻線コイルの場合のように変化しないことが保証されます。 巻線コイルには、絶縁体の厚さのばらつき、共平面性の観点からのターンごとの巻線のばらつき、および巻線中のワイヤのワイヤの緊張制御の問題があり、これにより磁気の長さとそれぞれの Ls 値が変化します。