t]r7cA u6p5:oJj, W'V@ 近年来在手机•平板
电脑等小型移动设备中搭载NFC功能的产品越来越多。NFC是近距离无线通信(Near Field Communication)的略称。利用频率13.56MHz的磁场,通过靠近专门的读/写以及搭载设备,能够简单通信的功能。(图1)
7y;u} 1 株式会社村田制作所提供NFC用
电感器LQW18C系列(绕线型)和LQM18J系列(多层型)。LQM18J系列是适合NFC搭载设备的实现电气特性的新产品。
e^Aa!
图1 NFC使用事例
Db,= 2e 一、NFC电路中电感器的使用
]DU61Z"v?b 近距离无线通信广义上是指Bluetooth、Zigbee等到达距离短的无线通信。在此是指Near Field Communication的略称NFC通信。近年来,随着
智能手机、平板电脑等小型移动设备中NFC对应功能的增加,预计今后这样的需求将不断增加。
j,4,zA1j| NFC天线和控制IC间的代表性
电路的概略图如图2所示。LC滤波器由作为天线和控制IC间的低带通滤波器组成。这个LC滤波器通过截断高频插入,只使NFC的工作频率13.56MHz的信号有效传播。
b^%?S8]h NFC电路
设计时如图2电路所示使用电感器进行阻抗匹配,上述LC滤波器对阻抗匹配有影响,所以要求电感器的电感值狭窄偏差值范围在(+/-5%以内)。
T|!D>l'
图2 NFC电路概略图
[='p!7z 二、NFC用电感器的选择要点
/_HwifRQ NFC用电感器中有13.56MHz的大振幅电流流入。因此,和普通匹配用电感器的选择要点有所不同。在此说明NFC电路的特征和电感器选择要点。
&:q[-K@! 以往的NFC控制IC以通信时输出比较小的IC为主流。但是要安装在移动设备上,NFC用天线要进一步小型化,若电流振幅仍然很小的话,NFC通信功能会降低。因此,为了实现高NFC通信功能,要不断增加通信时输出大的IC。NFC用电感器的选择方面,即使高电流振幅,电感值也不会发生变化是非常重要的。
N
tO? LQW18CNR16J00(绕线型)、LQM18JNR16J00(多层型:新)和LQB18NNR22J10(多层型:旧)的电感器的电流振幅依存性如图3所示。NFC通信时,具有约100~700mApp电流振幅的交流电流流入电感器。LQB18N在400mApp时约变成2倍的电感值,而LQW18C和LQM18J实现了即使是超过1App,电感值也不会发生变化的特性。
D-~G|8g LQM18J不仅在通电时电感值不发生变化,而且显示出良好的NFC通信性能。如图4所示,通过NFC论坛(制定NFC标准规格•
常用规格的业界团体)的通信功能试验的
测量点中的红色点检测通信功能。LQW18C和LQM18J的通信功能检测结果如图5所示。在此试验中4.1V线是合格
标准,可以说
电压越高,NFC通信功能越好。LQM18J能够确保与LQW18C具有同等NFC通信功能。
e"PMvQ
图3_LQW18C、LQM18J、LQB18N相对于电流振幅的电感值的变化率比较
,b:n1
图4 NFC论坛标准的通信功能测量系统中的测量点
n+X1AOE[L
图5 LQW18C和LQM18J的通信功能测量结果
R|$[U 三、NFC用电感器贴装时的要点
XL&hs+Y 伴随着智能手机等移动设备的高机能化,
电子元件的贴装密度不断上升。因为LQW18C是开磁路构造,所以磁通量会向元件周围泄漏,高密度贴装时,磁通量干扰电感器,特性有可能发生变化。因此有必要使安装在T字型的电感器之间不受电磁干扰。(图6)
}}s8D>;G~ 新研发的LQM18J是电磁屏蔽构造,电磁不会泄漏在元件周围。因此,高密度贴装时可进行并列贴装,能够减少贴装空间。(图6)
XN4oL[pO 事实上电感器间距离为200um时,LQW18C并列贴装、T字贴装,LQM18J并列贴装时的耦合系数的差异如图7所示。LQW18C并列贴装时,电感器间紧密结合,能够实现LQW18C的T字型贴装时和LQM18J并列贴装时,电感器间不耦合的状态。
X:R%1+&*
图6 电感器贴装时的要点
[4ee <J
图7 并列•T字贴装时的电感器间的耦合
G{/; AK 四、结语
H/pcXj NFC电路中电感器作为匹配用,电感值的狭窄偏差规格、大振幅电流通电时的电感值的稳定性、高密度贴装要求具有与外部的电磁耦合对策的特性。多层型电感器LQM18J系列是具备这些条件的小型电感器,是能够推荐用于NFC 的电感器。