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2024年，磁集成技術(shù)在磁性元件領(lǐng)域大放異彩，成為推動新能源行業(yè)發(fā)展的核心力量。隨著電子設(shè)備日益小型化、高頻化，磁集成技術(shù)以其卓越的通用性和適應(yīng)性，成為提升電源效率、穩(wěn)定性和可靠性的關(guān)鍵所在。

01. 磁集成技術(shù)對磁性材料的新要求

磁性材料，作為磁集成技術(shù)的核心基石，其性能直接關(guān)乎電源的效率、穩(wěn)定性與可靠性。隨著現(xiàn)代電子設(shè)備頻率的飛速提升，傳統(tǒng)磁性材料已難以滿足其嚴(yán)苛需求，磁性材料行業(yè)企業(yè)革新勢在必行。

山東凱通電子有限公司技術(shù)總工黃定友

面對磁集成產(chǎn)品帶來的全新考驗，磁性材料行業(yè)企業(yè)——山東凱通電子技術(shù)總工黃定友在2024磁集成技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研討會上，深度剖析了磁性材料在磁集成技術(shù)下面臨的新要求：

1.高頻寬頻，低損耗。在當(dāng)前半導(dǎo)體器件效率的提升難度日益加大的背景下，磁性元件效率的提升對于整個電源系統(tǒng)效率的優(yōu)化顯得尤為關(guān)鍵。與此同時，新一代高頻半導(dǎo)體器件的普及應(yīng)用，磁性材料面臨著在更寬頻率范圍內(nèi)保持超低損耗的新挑戰(zhàn)。

鑒于磁集成器件內(nèi)部磁路復(fù)雜且相互耦合，導(dǎo)致工作能耗較大，因此，進一步降低鐵損、提升磁性元件效率已成為磁性材料技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域亟待攻克的關(guān)鍵問題。

2.高飽和度，功率攀升。高飽和特性在磁集成產(chǎn)品中同樣不可或缺。高Bs磁性材料能有效防止集成后的器件飽和，進一步提升功率密度，小體積釋放大磁通，能更好的滿足小型化、高功率密度的迫切需求。

如充電樁模塊電源功率從早期的15kW逐步提升至現(xiàn)今的30kW、45kW乃至更高水平，磁集成技術(shù)在當(dāng)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

3.寬溫穩(wěn)定，適應(yīng)性強。磁集成器件集成度高，發(fā)熱量大，因此，提高磁性材料的工作溫度范圍，增強其環(huán)境適應(yīng)性，成為磁集成應(yīng)用中的關(guān)鍵一環(huán)。

4.高可靠性，質(zhì)量為王。集成后的磁心結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對磁性元件的質(zhì)量穩(wěn)定性、一致性以及抗冷熱沖擊的性能提出了更高要求。

這些苛刻的要求不僅考驗著磁性材料行業(yè)企業(yè)的研發(fā)實力，而且對磁性材料的應(yīng)用范圍、生產(chǎn)工藝水平等方面提出了更高的要求，為磁性材料行業(yè)企業(yè)帶來了全新的挑戰(zhàn)。

02.凱通電子的創(chuàng)新之作：KH97材料

針對磁集成技術(shù)帶來的新挑戰(zhàn)，磁性材料行業(yè)企業(yè)凱通電子憑借其深厚的磁性材料研發(fā)實力和豐富的應(yīng)用經(jīng)驗，成功推出了寬溫寬頻低損耗錳鋅鐵氧體KH97材料。

該材料在幾十kHz到500kHz的寬廣頻率范圍內(nèi)均有出色的表現(xiàn)，損耗極低，在100kHz，200mT，100℃的體積功耗只有270kW/m3，在500kHz，50mT，100℃的體積功耗也只有150kW/m3，同時能在-40℃至160℃的寬溫范圍內(nèi)保持較穩(wěn)定的性能，成為磁集成產(chǎn)品中的理想選擇。

磁性材料 來源凱通電子

黃總工透露：“為了滿足磁集成產(chǎn)品的嚴(yán)苛需求，凱通電子在磁性材料研發(fā)的過程中，高度重視材料配方與摻雜技術(shù)的創(chuàng)新，致力于解決寬溫、寬頻條件下的應(yīng)用難題。同時，公司在燒結(jié)工藝中采用了低溫?zé)Y(jié)等特殊處理手段，確保了磁性材料滿足各項性能要求。

此外，凱通電子還深入關(guān)注磁性材料的微觀結(jié)構(gòu)，力求實現(xiàn)晶粒結(jié)構(gòu)均勻、細(xì)化和低空隙率。在原材料的選擇上，公司依托母公司春光集團的強大支持，選用量大、可靠、質(zhì)量優(yōu)異的原料來確保KH97材料的產(chǎn)業(yè)化。”

KH97材料的成功推出，不僅展現(xiàn)了凱通電子在磁性材料行業(yè)的深厚底蘊，更彰顯了其在面對挑戰(zhàn)時的創(chuàng)新精神和應(yīng)對能力。

如今，KH97材料已經(jīng)能夠滿足當(dāng)前磁集成器件的市場需求，從量產(chǎn)化的角度來看，它表現(xiàn)出色的，是能夠滿足幾十kHz到幾百kHz頻率段的要求。

此外，凱通電子還研發(fā)出了適用于更高頻率的H50、H52等高頻、超高頻錳鋅鐵氧體材料，進一步豐富了磁性材料產(chǎn)品線，能夠為磁集成技術(shù)的發(fā)展提供強有力的支持。

03. 以客戶需求為導(dǎo)向  深耕磁集成應(yīng)用解決方案

凱通電子在磁集成應(yīng)用解決方案領(lǐng)域涉足已久，從汽車電子、光伏儲能到家庭領(lǐng)域，凱通電子的解決方案無處不在。

在與磁性元件與電源廠商的合作中，凱通電子深入了解客戶的具體需求，并根據(jù)應(yīng)用場景選擇合適的材料。

黃定友強調(diào)，“我們會與客戶進行深入溝通，了解他們具體的頻率要求、使用的溫度環(huán)境等，根據(jù)應(yīng)用場景選擇合適的磁性材料來滿足客戶需要，為客戶降低成本，實現(xiàn)雙贏。

有時，客戶的設(shè)計方案雖然能很好提高元器件的性能，但是對于磁性材料來說生產(chǎn)難度很大。比如形狀過于復(fù)雜，給磁心生產(chǎn)的成型或燒結(jié)會帶來很大的困難，磁心也有可能無法滿足冷熱沖擊的性能要求。

這時，我們就會提出修改建議，通過調(diào)整磁心的結(jié)構(gòu)、底板厚度、倒角或?qū)D(zhuǎn)角處的應(yīng)力分布進行處理來解決相關(guān)問題。這樣既能降低我們的生產(chǎn)難度，又能提升客戶的使用體驗。”

正是這種以客戶需求為拉動，不斷創(chuàng)新的服務(wù)理念，讓凱通電子在磁集成領(lǐng)域贏得了廣泛的贊譽和認(rèn)可。

04. 未來與愿景

展望未來，黃總工認(rèn)為，錳鋅鐵氧體材料升級換代將日益困難，如果通過磁集成技術(shù)改變磁心形狀和結(jié)構(gòu)，就有望更好地提高電源的性價比。

因此，凱通電子希望與磁性元件、電源的設(shè)計工程師多溝通、多配合，共同發(fā)揮出錳鋅鐵氧體材料的優(yōu)異性能。

凱通電子也將繼續(xù)秉承創(chuàng)新、務(wù)實、合作的精神，不斷推動磁性材料的研發(fā)和應(yīng)用，為磁集成技術(shù)的發(fā)展貢獻更多的智慧和力量。面對未來更多的挑戰(zhàn)與機遇，凱通電子將勇往直前，不斷突破自我，為磁性材料行業(yè)的發(fā)展書寫新的篇章。