村田电感器在NFC中的应用方案

发布时间:2019-01-25| 发布者: 普利达电子| 所属栏目: 叠层电感

近年来,在智能手机和平板电脑等微型移动设备领域,配备NFC功能的产品数量不断增加。“NFC”是近场通信的缩写,它是一种使用频率为13.56 MHz的磁场的功能,使专用读写器和其他配备的设备能够在它们彼此靠近时进行无线通信(图1) 。

 

村田制作所提供LQW18C系列(绕组型)和LQM18J系列(多层型)NFC电感器。特别是,新型LQM18J系列产品可为配备NFC的设备实现最佳电气性能。

 

NFC电路中使用电感器

短距离无线通信广泛地指近距离无线通信协议,例如蓝牙和Zigbee,但这里我们指的是NFC,它是“近场通信”的缩写。近年来,智能手机,平板电脑的数量和其他支持NFC的微型移动设备产品一直在增加,预计未来需求将继续增长。

2示出了NFC天线和控制IC之间的典型电路的示意图。LC滤波器作为天线和控制IC之间的低通滤波器。插入该LC滤波器以通过切割高次谐波有效地仅传输作为NFC工作频率的13.56MHz信号。

 

在设计NFC电路时,使用电感器来执行阻抗匹配,如图2的电路所示。但是,由于上述LC滤波器会影响阻抗匹配,因此电感器需要具有小偏差的电感(在+内) / - 5%)。用于选择与NFC一起使用的电感器的要点

 

13.56 MHz的大幅度电流流过NFC电感器。因此,与典型的匹配电感器相比,在选择NFC电感器时必须考虑不同的点。本节介绍NFC电路的特性以及选择电感的关键点。

 

以前,通常在传输期间使用具有低输出的IC作为NFC控制IC。然而,随着NFC天线继续变小以便安装在移动设备中,NFC通信性能随着较小的电流幅度而降低。因此,为了实现高NFC通信性能,在传输期间具有高输出的IC的数量正在增加。选择NFC电感时,即使存在高电流幅度,电感也不会发生变化。

 

3显示了LQW18CNR16J00(绕组型),LQM18JNR16J00(多层型:新型)和LQB18NNR22J10(多层型:旧型)的电感对电流幅度的依赖关系。在NFC通信期间,具有大约100700mA(峰值到峰值)的电流幅度的交流电流流过电感器。LQB18N的电感在400 mA(峰峰值)的电流幅度下大致加倍,但LQW18CLQM18J实现的电感即使在电流幅度超过1 mA(峰峰值)时也不会改变。

 


LQM18J不仅在传导电流时保持恒定的电感,而且还表现出良好的NFC通信性能。如图4所示,NFC论坛(制定NFC标准和通用规范的行业组织)测量了在其性能测试期间由红点指示的测量点处的通信性能。LQW18CLQM18J通信性能测量的结果如图5所示.4.1 V线是该测试的通过标准,更高的电压表明有利的NFC通信性能。LQM18JLQW18C能够实现相同的通信性能。

 

3 LQW18CLQM18JLQB18N的电感变化率与电流幅度的比较

 

4符合NFC论坛的通信性能测量的测量点

 

安装用于NFC的电感器的关键点

随着智能手机和其他移动设备增加更多功能,电子元件的安装密度也在增加。LQW18C采用开放式磁性结构,导致元件周围漏磁。在高密度安装的情况下,磁通量可能会引起电感器之间的干扰并改变它们的特性。因此,有必要将电感器布置成T形以防止由磁通引起的干扰。

新开发的LQM18J采用磁屏蔽结构,因此组件周围没有漏磁通。即使在高密度安装条件下也可以并行安装,以减少安装空间(图6)。

7显示了当电感器之间的距离设置为200微米时,以及当LQW18C并联安装,安装为T形,并且LQM18J并联安装时的不同耦合系数。当LQW18C并联安装时,电感器强耦合。但是,当LQW18C安装成T形并且LQM18J并联安装时,它们能够产生不发生电感耦合的状态。

 

6安装电感器的关键点

 


 

7并联和T形安装时电感器之间的耦合

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