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Ferritfolien für kabelloses Laden: Die richtige Abschirmung hinter der Spule wählen

Qi bei 87–205 kHz, Qi2 MPP bei 360 kHz — wie Sie die Ferrit-Abschirmfolie zwischen Ladespule und Metall dahinter auswählen, vergleichen und verifizieren.

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.

Explosionsdarstellung des Empfänger-Stacks beim kabellosen Laden: oben Kupfer-Ladespule, in der Mitte flexible Ferrit-Abschirmfolie etwas größer als die Spule, unten Akkupack
Der empfängerseitige Stack in einem schlanken Gerät: Ladespule → Ferritfolie → Akku/Metall. Die Folie ragt über den Spulenumriss hinaus — eine zu kleine Folie lässt Fluss an den Rändern entweichen.

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:

MessungVorgehenAussage
SystemwirkungsgradEingangsleistung am Sender vs. Empfangsleistung, Spule am realen Metall-Stack, für jede KandidatenfolieDie eine Zahl, die alles bezahlt — erfasst Flussumlenkung und Eigenerwärmung der Folie in einem Wert
TemperaturanstiegThermoelement oder IR-Kamera auf Akku-/Gehäuseoberfläche nach 15–30 min bei VolllastOb Wirbelströme noch ins Metall gelangen — die Sicherheitsmetrik
Ladedistanz (z-Abstand)Maximaler Spule-zu-Spule-Abstand, bei dem das Laden noch startet und hältKopplungsgüte — eine bessere Folie kauft mechanische Toleranz
InduktivitätsverschiebungLCR-Messung an der Spule, mit und ohne Folie und MetallWie 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.

Häufige Fragen

Braucht Qi2 eine andere Folie als klassisches Qi?
Qi2 MPP fixiert den Arbeitspunkt bei 360 kHz — oberhalb des Großteils des Qi-1.x-Bereichs (87–205 kHz). Permeabilität fällt und Verluste steigen mit der Frequenz; ein für 127 kHz gewählter Werkstoff kann bei 360 kHz mittelmäßig sein. Für Qi2-Designs einen bei 360 kHz charakterisierten Typ wählen — unsere XAK-WPT-Serie ist für beide Bereiche spezifiziert.
Kann eine Folie Wireless Charging und NFC gleichzeitig abdecken?
Teilweise. Beide wollen verlustarme Flussumlenkung, aber die optimale Permeabilität bei 100–360 kHz unterscheidet sich von der bei 13,56 MHz. Teilen sich beide Antennen eine Folie, ist das ein Kompromiss — besser: beide Funktionen nennen und Werkstoff oder Zwei-Folien-Aufbau von uns vorschlagen lassen.
Verträgt eine dickere Folie mehr Leistung?
Dicke kauft vor allem Sättigungsreserve, nicht Wirkungsgrad. Eine dünne verlustarme Folie schlägt eine dicke verlustreiche bei jeder Leistung. Bei 15-W-Empfängern beides prüfen: Verluste bei Ihrer Frequenz und Sättigungsverhalten.
Geht es bei der Folie nur um Wirkungsgrad?
Nein — sie ist ebenso ein Sicherheitsbauteil. Sie hält Wirbelstromwärme aus dem Akku, hält die Fremdobjekterkennung ehrlich und reduziert Streufeld zur Nutzerseite des Geräts.
Wie verifiziert man eine Folie ohne Qi-Zertifizierungslabor?
Der Tabellenvergleich in diesem Leitfaden — Systemwirkungsgrad, Temperaturanstieg der Metallfläche, z-Abstand und Induktivitätsverschiebung — entlarvt die große Mehrheit der Fehlwahlen. Die Zertifizierung bestätigt dann, was der Labortisch bereits gezeigt hat.
Was sollen wir Ihnen für eine Materialempfehlung schicken?
Spulenabmessungen, Zielleistung (5/10/15 W), Qi oder Qi2, verfügbares Dickenbudget, welches Metall hinter der Spule liegt und ob NFC die Fläche mitnutzt. Wir antworten innerhalb von 24 Stunden mit einem Werkstoffvorschlag und stanzen Muster auf Ihre Kontur.

Sie wählen eine Abschirmfolie für ein Ladedesign?

Schicken Sie uns Spulengröße, Leistungsklasse und verfügbare Dicke — wir antworten innerhalb von 24 Stunden mit Materialempfehlung und Mustern. Produktseite: NFC- & Wireless-Charging-Ferritfolien →  ·  Werkstoffüberblick: Weichmagnetische & EMI-Werkstoffe →

Technische Bewertung anfragen → info@xakmag.com