Setzen Sie eine Empfängerspule für kabelloses Laden in ein Gerät mit Metallgehäuse — gegen Akku, Abschirmblech oder Gehäusewand — und zwei Dinge gehen gleichzeitig schief: Das Metall frisst Ihren Wirkungsgrad, und der gefressene Wirkungsgrad wird zu Wärme. Die dünne Ferritfolie zwischen Spule und Metall entscheidet, ob ein Design lädt oder kocht. Dieser Leitfaden beantwortet die vier Fragen, die uns Ingenieure am häufigsten stellen: Worauf achten, wie vergleichen, woran man eine Fehlwahl erkennt — und was tun, wenn kein Platz ist.
Warum eine Ladespule im Metallgehäuse eine Abschirmfolie braucht
Qi überträgt Energie über magnetische Wechselfelder — bei 87–205 kHz für klassisches Qi und bei festen 360 kHz für Qi2 MPP. Trifft dieses Wechselfeld auf eine leitfähige Fläche, induziert es Wirbelströme im Metall. Diese Ströme richten dreifachen Schaden an:
- Verlorener Wirkungsgrad — Energie, die dem Akku galt, verheizt sich im Gehäuse; die Kopplung sinkt, die Ladezeit steigt
- Wärme am falschen Ort — Wirbelströme heizen Akku und Gehäuse; ein warmer Akku altert schneller und löst Thermaldrosselung aus
- Verstimmte Spule — das Metall verändert die effektive Induktivität der Spule und zieht den Resonanzkreis vom Auslegungspunkt weg
Eine Ferrit-Abschirmfolie bietet dem magnetischen Fluss einen Weg geringen Widerstands parallel zur Metallfläche: Die Feldlinien laufen durch die Folie statt durchs Metall — die Kopplung kehrt zurück, der Akku bleibt kühl, die Spule behält ihre Soll-Induktivität.
Ferritfolie oder Absorberfolie? Verschiedene Aufgaben, verschiedene Frequenzen
Beide sehen aus wie dünne schwarze Folien. Sie tun das Gegenteil:
- Ferrit-Abschirmfolie — hohe reelle Permeabilität (μ′), geringe magnetische Verluste bei Ihrer Betriebsfrequenz. Sie lenkt Fluss um. Genau das braucht eine Ladespule.
- EMI-Absorberfolie — bewusst verlustbehaftet, wandelt Störenergie in Wärme um, typisch von einigen hundert MHz bis in den GHz-Bereich. Sie vernichtet Energie. Hinter einer Ladespule absorbiert sie genau das Feld, das Sie übertragen wollen.
Die Ein-Satz-Regel: Soll ein Magnetfeld arbeiten (NFC bei 13,56 MHz, Wireless Power bei 87–360 kHz), brauchen Sie verlustarmes Ferrit. Soll hochfrequente Störung vernichtet werden, brauchen Sie einen Absorber. Die vollständige Frequenzlandkarte finden Sie auf unserer Seite Elektronik & EMI.
Worauf bei der Auswahl für ein neues Projekt achten
Fünf Parameter — in der Reihenfolge, die die Entscheidung wirklich trifft:
- 1. Zuerst die Betriebsfrequenz. Qi 1.x arbeitet bei 87–205 kHz, Qi2 MPP fixiert den Arbeitspunkt bei 360 kHz. Permeabilität und Verluste verschieben sich mit der Frequenz — ein Datenblattwert μ′ bei 1 kHz sagt über 360 kHz fast nichts aus. Vergleichen Sie Werte immer bei Ihrer Frequenz.
- 2. Reelle Permeabilität μ′ bei dieser Frequenz. Höheres μ′ lenkt mehr Fluss um und erhöht die Spuleninduktivität — meist gut für die Kopplung, aber es verschiebt die Resonanz; die Abstimmwerte müssen mit eingelegter Folie neu geprüft werden.
- 3. Magnetische Verluste (μ″ bzw. Kernverluste) bei dieser Frequenz. Der Wirkungsgrad-Killer. Eine Folie kann ein glänzendes μ′ haben und trotzdem 10 % Ihrer Leistung selbst in Wärme umsetzen. Geringe Verluste bei 87–360 kHz sind nicht verhandelbar.
- 4. Dicke vs. Sättigung. Dünnere Folien sparen Bauhöhe, sättigen aber bei hoher Leistung früher. Für 5-W-Empfänger funktioniert fast jede dünne Folie; ab 15 W wird die Sättigungsreserve zum echten Auswahlkriterium.
- 5. Abdeckung und Montage. Die Folie sollte den Spulenumriss allseitig um 2–3 mm überragen, plan und ohne Luftspalte aufliegen und nie quer zur Ebene geknickt werden. Kleberückseite und Stanzkonturen sind Standard — schicken Sie uns die Kontur, nicht nur „ein Quadrat".
Wie Sie verschiedene Optionen vor der Entscheidung vergleichen
Datenblätter engen auf zwei, drei Kandidaten ein; der Labortisch entscheidet. Der Vergleich, der das Feldverhalten wirklich vorhersagt — nach Informationswert sortiert:
| Messung | Vorgehen | Aussage |
|---|---|---|
| Systemwirkungsgrad | Eingangsleistung am Sender vs. Empfangsleistung, Spule am realen Metall-Stack, für jede Kandidatenfolie | Die eine Zahl, die alles bezahlt — erfasst Flussumlenkung und Eigenerwärmung der Folie in einem Wert |
| Temperaturanstieg | Thermoelement oder IR-Kamera auf Akku-/Gehäuseoberfläche nach 15–30 min bei Volllast | Ob Wirbelströme noch ins Metall gelangen — die Sicherheitsmetrik |
| Ladedistanz (z-Abstand) | Maximaler Spule-zu-Spule-Abstand, bei dem das Laden noch startet und hält | Kopplungsgüte — eine bessere Folie kauft mechanische Toleranz |
| Induktivitätsverschiebung | LCR-Messung an der Spule, mit und ohne Folie und Metall | Wie stark Ihr Resonanzkreis nachgestimmt werden muss |
Typische Werte zur Auswahlhilfe — verifizieren Sie die Wahl an Ihrem realen Gerät und Ihrer Spule, bevor das Design eingefroren wird.
Steht es bei zwei Kandidaten im Wirkungsgrad unentschieden, nehmen Sie die dünnere Folie. Jedes 0,05 mm, das Sie nicht brauchen, ist Bauhöhe und Kosten — für die gesamte Produktlebensdauer.
Woran erkennt man eine Fehlwahl?
Die falsche Folie fällt selten laut aus — sie fällt als vages „das Laden ist irgendwie langsam und warm" auf. Die Symptome, die wir in gescheiterten Designs am häufigsten sehen:
- Wirkungsgrad deutlich unter dem Freiluft-Referenzwert — die Folie lenkt zu wenig Fluss um oder ist bei Ihrer Frequenz zu verlustbehaftet
- Geräterückseite oder Akku erwärmen sich beim Laden — Wirbelströme erreichen weiterhin Metall; Abdeckung oder Permeabilität reichen nicht
- Laden startet und bricht intermittierend ab — Thermoschutz oder Fremdobjekterkennung lösen wegen der Wärme aus, die die Folie hätte verhindern sollen
- Fehlalarme der Fremdobjekterkennung (FOD) — durch Wirbelströme verzerrte Felder verwirren die FOD; wird oft fälschlich als Firmware-Problem diagnostiziert
- Bestand den Blanko-Platinen-Test, versagt im finalen Gehäuse — der Klassiker: Akku-Abschirmungen, Metall-Midframes und leitfähige Beschichtungen zählen allesamt als „Metall"
Jedes dieser Symptome → erst den obigen Tabellenvergleich mit dem nächsten Kandidaten wiederholen, bevor Sie Firmware oder Spulengeometrie anfassen.
Kompakte Designs: Dünn werden, ohne dafür zu zahlen
Wearables, Earbud-Cases, schlanke Smartphones: Die Frage ist immer „wie dünn darf die Folie sein, bevor ich es bereue". Die ehrliche Antwort hat zwei Teile:
- Dünn ist in Ordnung — wenn μ′ hoch genug und die Verluste niedrig sind. Modernes flexibles Ferrit im Bereich 0,05–0,15 mm beherrscht die meisten 5–15-W-Empfänger. Dünne bezahlen Sie mit Materialgüte (Geld), nicht zwingend mit Leistung.
- Dünn scheitert an Sättigung, nicht an Abschirmung. Bei höherer Leistung steigt die Flussdichte in der dünnen Folie, bis das Material sättigt und lokal aufhört zu wirken — der Wirkungsgrad knickt ein, und genau über der Sättigungsstelle entsteht ein Hotspot. Ab 15 W: Fragen Sie nach dem Sättigungsverhalten, nicht nur nach der μ′-Zahl.
Und zwei Ecken, an denen niemand sparen sollte: Abdeckung (den 2–3-mm-Überstand auch bei Platzmangel behalten — verkleinern Sie die Spule, nicht die Folie) und Luftspalte (0,1 mm Luft kostet mehr Leistung, als 0,1 mm zusätzliche Folie bringt).
Geräte mit Doppelfunktion: Viele Produkte tragen über demselben Akku sowohl eine Ladespule (kHz) als auch eine NFC-Antenne (13,56 MHz). Die optimale Permeabilität ist frequenzabhängig — eine einzige Folie ist immer ein Kompromiss. Nennen Sie uns beide Funktionen, wir schlagen den Aufbau vor. Die NFC-Seite behandelt unser Leitfaden zu NFC-Ferritfolien.