近年來(lái)在手機(jī)•平板電腦等小型移動(dòng)設(shè)備中搭載NFC功能的產(chǎn)品越來(lái)越多。NFC是近距離無(wú)線通信（Near Field Communication）的略稱。利用頻率13.56MHz的磁場(chǎng)，通過(guò)靠近專門(mén)的讀/寫(xiě)以及搭載設(shè)備，能夠簡(jiǎn)單通信的功能。（圖1）

 

株式會(huì)社村田制作所提供NFC用電感器LQW18C系列（繞線型）和LQM18J系列（多層型）。LQM18J系列是適合NFC搭載設(shè)備的實(shí)現(xiàn)電氣特性的新產(chǎn)品。

 

圖1 NFC使用事例

 

一、NFC電路中電感器的使用

近距離無(wú)線通信廣義上是指Bluetooth、Zigbee等到達(dá)距離短的無(wú)線通信。在此是指Near Field Communication的略稱NFC通信。近年來(lái)，隨著智能手機(jī)、平板電腦等小型移動(dòng)設(shè)備中NFC對(duì)應(yīng)功能的增加，預(yù)計(jì)今后這樣的需求將不斷增加。

 

NFC天線和控制IC間的代表性電路的概略圖如圖2所示。LC濾波器由作為天線和控制IC間的低帶通濾波器組成。這個(gè)LC濾波器通過(guò)截?cái)喔哳l插入，只使NFC的工作頻率13.56MHz的信號(hào)有效傳播。

 

NFC電路設(shè)計(jì)時(shí)如圖2電路所示使用電感器進(jìn)行阻抗匹配，上述LC濾波器對(duì)阻抗匹配有影響，所以要求電感器的電感值狹窄偏差值范圍在(+/-5%以內(nèi))。

 

圖2 NFC電路概略圖

 

二、NFC用電感器的選擇要點(diǎn)

NFC用電感器中有13.56MHz的大振幅電流流入。因此，和普通匹配用電感器的選擇要點(diǎn)有所不同。在此說(shuō)明NFC電路的特征和電感器選擇要點(diǎn)。

 

以往的NFC控制IC以通信時(shí)輸出比較小的IC為主流。但是要安裝在移動(dòng)設(shè)備上，NFC用天線要進(jìn)一步小型化，若電流振幅仍然很小的話，NFC通信功能會(huì)降低。因此，為了實(shí)現(xiàn)高NFC通信功能，要不斷增加通信時(shí)輸出大的IC。NFC用電感器的選擇方面，即使高電流振幅，電感值也不會(huì)發(fā)生變化是非常重要的。

 

LQW18CNR16J00（繞線型）、LQM18JNR16J00（多層型：新）和LQB18NNR22J10（多層型：舊）的電感器的電流振幅依存性如圖3所示。NFC通信時(shí)，具有約100~700mApp電流振幅的交流電流流入電感器。LQB18N在400mApp時(shí)約變成2倍的電感值，而LQW18C和LQM18J實(shí)現(xiàn)了即使是超過(guò)1App，電感值也不會(huì)發(fā)生變化的特性。

 

LQM18J不僅在通電時(shí)電感值不發(fā)生變化，而且顯示出良好的NFC通信性能。如圖4所示，通過(guò)NFC論壇（制定NFC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格•常用規(guī)格的業(yè)界團(tuán)體）的通信功能試驗(yàn)的測(cè)量點(diǎn)中的紅色點(diǎn)檢測(cè)通信功能。LQW18C和LQM18J的通信功能檢測(cè)結(jié)果如圖5所示。在此試驗(yàn)中4.1V線是合格標(biāo)準(zhǔn)，可以說(shuō)電壓越高，NFC通信功能越好。LQM18J能夠確保與LQW18C具有同等NFC通信功能。

 

圖3_LQW18C、LQM18J、LQB18N相對(duì)于電流振幅的電感值的變化率比較

 

圖4 NFC論壇標(biāo)準(zhǔn)的通信功能測(cè)量系統(tǒng)中的測(cè)量點(diǎn)

 

圖5 LQW18C和LQM18J的通信功能測(cè)量結(jié)果

 

三、NFC用電感器貼裝時(shí)的要點(diǎn)

伴隨著智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的高機(jī)能化，電子元件的貼裝密度不斷上升。因?yàn)長(zhǎng)QW18C是開(kāi)磁路構(gòu)造，所以磁通量會(huì)向元件周圍泄漏，高密度貼裝時(shí)，磁通量干擾電感器，特性有可能發(fā)生變化。因此有必要使安裝在T字型的電感器之間不受電磁干擾。（圖6）

 

新研發(fā)的LQM18J是電磁屏蔽構(gòu)造，電磁不會(huì)泄漏在元件周圍。因此，高密度貼裝時(shí)可進(jìn)行并列貼裝，能夠減少貼裝空間。（圖6）

 

事實(shí)上電感器間距離為200um時(shí)，LQW18C并列貼裝、T字貼裝，LQM18J并列貼裝時(shí)的耦合系數(shù)的差異如圖7所示。LQW18C并列貼裝時(shí)，電感器間緊密結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)LQW18C的T字型貼裝時(shí)和LQM18J并列貼裝時(shí)，電感器間不耦合的狀態(tài)。

 

圖6 電感器貼裝時(shí)的要點(diǎn)

 

圖7 并列•T字貼裝時(shí)的電感器間的耦合

 

四、結(jié)語(yǔ)

NFC電路中電感器作為匹配用，電感值的狹窄偏差規(guī)格、大振幅電流通電時(shí)的電感值的穩(wěn)定性、高密度貼裝要求具有與外部的電磁耦合對(duì)策的特性。多層型電感器LQM18J系列是具備這些條件的小型電感器，是能夠推薦用于NFC 的電感器。