適合NFC應用的電感，怎么選型？如何貼裝？

近年來，在手機、平板電腦等小型移動設備中搭載NFC功能的產品越來越多。NFC是近距離無線通信(Near Field Communication)的略稱。利用頻率13.56MHz的磁場，通過靠近專門的讀/寫以及搭載設備，能夠簡單通信的功能。NFC的通信距離10cm左右。

什么是近距離無線通信(NFC)?

NFC天線和控制IC間的代表性電路的概略圖如下圖所示：

NFC電路概略圖

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LC濾波器通過截斷高頻插入，只使NFC的工作頻率13.56MHz的信號有效傳播。

NFC電路設計時電路中使用電感器進行阻抗匹配，上述LC濾波器對阻抗匹配有影響，所以要求電感器的電感值狹窄偏差值范圍在(+/-5%以內)。

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NFC用電感器的選擇要點

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有所不同。 在此說明NFC電路的特征和電感器選擇要點。

以往的NFC控制IC以通信時輸出比較小的IC為主流。但是要安裝在移動設備上，NFC用天線要進一步小型化，若電流振幅仍然很小的話，NFC通信功能會降低。因此，為了實現高NFC通信功能，要不斷增加通信時輸出大的IC。NFC用電感器的選擇方面，即使高電流振幅，電感值也不會發生變化是非常重要的。

我們對比了村田的三款電感器。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下圖所示。NFC通信時，具有約100~700mApp電流振幅的交流電流流入電感器。LQB18N在400mApp時約變成2倍的電感值，而LQW18C和LQM18J實現了即使是超過1App，電感值也不會發生變化的特性。

LQW18C、LQM18J、LQB18N相對于電流振幅的電感值的變化率比較

LQM18J不僅在通電時電感值不發生變化，而且顯示出良好的NFC通信性能。如下圖所示，通過NFC論壇（制定NFC標準規格?常用規格的業界團體）的通信功能試驗的測量點中的紅色點檢測通信功能。

NFC論壇標準的通信功能測量系統中的測量點

LQW18C和LQM18J的通信功能檢測結果如下圖所示。在此試驗中4.1V線是合格標準，可以說電壓越高，NFC通信功能越好。LQM18J能夠確保與LQW18C具有同等NFC通信功能。

LQW18C和LQM18J的通信功能測量結果

NFC用電感器貼裝時的要點

NFC用電感器貼裝時的注意事項是電感器間的耦合。

伴隨著智能手機等移動設備的高機能化，電子元件的貼裝密度不斷上升。NFC用電感器必須在2個組件上使用，一旦使用沒有套芯的繞線型電感器等無電磁屏蔽構造的電感器時，各個線圈產生的電磁互相干擾，電感器性能可能發生變化，信號可能不穩定。因此，使用沒有電磁屏蔽的電感器時，必須有足夠的間隔進行貼裝使彼此沒有干擾。

因為LQW18C是開磁路構造，所以磁通量會向元件周圍泄漏，高密度貼裝時，磁通量干擾電感器，特性有可能發生變化。因此有必要使安裝在T字型的電感器之間不受電磁干擾。（下圖）

電感器貼裝時的要點

一方面，使用具有電磁屏蔽的多層鐵氧體型電感器時，大部分磁通量被屏蔽在元件內部，所以很難干擾外部，即使是更小的間隔進行貼裝也不會發生干擾問題。因此，需要高密度貼裝時，使用像LQM18JN系列的電磁屏蔽型的電感器是非常合適的。新研發的LQM18J是電磁屏蔽構造，電磁不會泄漏在元件周圍。因此，高密度貼裝時可進行并列貼裝，能夠減少貼裝空間。

事實上電感器間距離為200um時，LQW18C并列貼裝、T字貼裝，LQM18J并列貼裝時的耦合系數的差異如下圖所示。LQW18C并列貼裝時，電感器間緊密結合，能夠實現LQW18C的T字型貼裝時和LQM18J并列貼裝時，電感器間不耦合的狀態。

并列?T字貼裝時的電感器間的耦合

結 論

NFC電路中電感器作為匹配用，電感值的狹窄偏差規格、大振幅電流通電時的電感值的穩定性、高密度貼裝要求具有與外部的電磁耦合對策的特性。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。