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NFC讀寫器電路中電感的特征和作用

2019-05-31 11:33:00
諾塔斯智能科技
原創
7734
摘要:電感的分類: 按照電感形式 分類:固定電感、可以變電感。 按導磁體性質分類:空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。 按照工作性質 分類:天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉線圈。 按照繞線結構 分類:單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。 按照工作頻率 分類:高頻線圈、低頻線圈。 按照結構特點 分類:磁芯線圈、可以變電感線圈、色碼電感線圈、無磁芯線圈等。

首先,我們要了解什么是NFC,他的應用場景主要有哪些?

NFC(Near Field Communication)即近距離無線通信,靠近同樣安裝NFC功能的設備,在幾厘米左右的短距離內能夠進行通信的功能。與Bluetooth和WiFi等其他無線通信相比,NFC的數據傳輸速度較慢,用于小數據傳輸。事實上,NFC還用于智能手機、可穿戴設備終端上的支付服務、WiFi設定、Bluetooth配對設定。


在設計NFC讀寫器電路中過程中,電感是非常重要的一個元器件。下面介紹NFC電路所使用電感器的必要特性和產品。

NFC用電感器的必要特性

NFC電路由NFC的IC、LC濾波器、匹配電路、天線構成。

NFC電路設構成

圖1:NFC電路設構成


LC濾波器具有低通濾波器的作用,從IC發出的信號中,除去通信不需要的高頻成分。但是由于后段的匹配電路和電路上距離較近,所以LC濾波器的常數會對匹配有影響。因此,用于LC濾波器上的電感器的電感值要求具有窄公差。同理也希望用于LC濾波器的電感器的電感值不依賴于電流值。

此外,由于電路中的元件產生損耗,為了不產生無謂的電量損耗,要求電感器具有低損耗。具體來說,由于13.56MHz的AC電流NFC電路中流通,所以該頻率的ACR*1低是很重要的。

*1 ACR(交流電阻)

介紹NFC用電感器:LQW、LQM系列

下面介紹可用于NFC電路的電感器:LQW18CN系列、LQW15CN系列、LQM18JN系列。

由于電感器的電流值發生變化,電感值也會發生變化。如圖2所示,LQW18CN系列對于AC電流的電感值依存性非常小。因此,即使NFC電路流通的AC電流變大,特性也不會發生很大變化。此外,如圖3 所示,即使是大電流也能保持低ACR。

電感值-AC電流(Irms)特性

圖2.電感值-AC電流(Irms)特性

AC阻抗-AC電流特性

圖3.AC阻抗-AC電流特性


不平衡電路的NFC電路設計


談到NFC電路,一般來說是圖1的平衡電路,也有如圖4所示連接不平衡電路使用的情況。此時,需要在匹配電路和天線間使用巴倫器進行平衡-不平衡的轉換。在此可使用的巴倫器有DXW21BN系列。DXW21BN系列可用于浮動型、變壓器型,但是事實上NFC電路中多用變壓器型。

不平衡電路的NFC電路設計

圖4.連接不平衡電路時的電路構成

NFC電路設計中,無論是平衡電路設計還是不平衡電路設計,都離不開電感的設計。電感是閉合回路的一種屬性,是一個物理量。當線圈通過電流后,在線圈中形成磁場感應,感應磁場又會產生感應電流來抵制通過線圈中的電流。這種電流與線圈的相互作用關系稱為電的感抗,也就是電感。

電感的分類:

按照電感形式 分類:固定電感、可以變電感。

按導磁體性質分類:空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。

按照工作性質 分類:天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉線圈。

按照繞線結構 分類:單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。

按照工作頻率 分類:高頻線圈、低頻線圈。

按照結構特點 分類:磁芯線圈、可以變電感線圈、色碼電感線圈、無磁芯線圈等。
因此,在做NFC電路設計過程中,根據項目實際需求和PCB尺寸,靈活選用合適的電感,保證NFC天線效果的一致性。





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