基于NFC電路使用的主要零部件

NFC是Near Field Communication（近場通信）的簡稱，是1種近距離無線通信。

將兩個支持NFC的設(shè)備互相靠近，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、認(rèn)證，這項功能近年來正在急速搭載到智能手機上。
另外，在智能手表等可穿戴終端等周邊設(shè)備上的搭載也在擴大。
除了多用于無現(xiàn)金結(jié)算、與周邊設(shè)備的連接認(rèn)證等場合外，還期待其能為實現(xiàn)無接觸式社會提供更多的用途。
本報導(dǎo)將介紹NFC電路使用的主要零部件(NFC天線、磁性薄膜、LC濾波器用電感器、單端電路用巴倫、雙電層電容器(EDLC/超級電容器))。

NFC電路使用的主要零部件

圖1(a)差分模式

圖1(a)是NFC電路中使用的電路。

NFC的通信通過電磁感應(yīng)動作，所以一般使用環(huán)形天線。
天線和NFC的控制器IC之間插入由天線匹配電路、電感器和電容器構(gòu)成的LC濾波器。

另一方面，如圖1(b)所示，有時也連接到單端天線上。在這種方式下，為了將單端的信號轉(zhuǎn)換成差分模式，需要使用巴倫來進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換。

圖1(b)單端模式

關(guān)于NFC天線和磁性薄膜

NFC的通信采用電磁感應(yīng)方式，用天線接收來自讀寫器的載波后，通過IC芯片進(jìn)行信息處理（圖2a）。
這個天線搭載在智能手機等電子設(shè)備上時，天線附近可能有金屬。
在這種情況下，由于在金屬內(nèi)會流過感應(yīng)電流，產(chǎn)生與讀寫器產(chǎn)生的磁場相反的磁場，所以與來自載波的磁場相互抵消，通信距離變短，或不能通信(圖2b)。
另一方面，如圖2c所示，線圈和金屬之間存在磁體時，因其高導(dǎo)磁率，具有屏蔽讀寫器產(chǎn)生的磁場的效果。這樣就可以抑制金屬內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而保持良好的通信狀態(tài)。
TDK提供在天線和金屬之間粘貼的磁性薄膜，以及將磁性薄膜和天線作為一體的天線單元。

表1 NFC天線和磁性薄膜

特點	通過天線設(shè)計技術(shù)和磁性薄膜成型技術(shù)實現(xiàn)了比以往的產(chǎn)品更薄、更高的特性	與電磁感應(yīng)式非接觸供電線圈一體化，最適合搭載到移動設(shè)備上	在13.56MHz高導(dǎo)磁率、低磁力損失

圖2NFC天線旁邊的金屬和通信狀態(tài)

關(guān)于NFC LC濾波器用電感器

關(guān)于LC濾波器用電感器，為了減小與天線的阻抗失配造成的損失，需要窄公差。
如表2所示，對于TDK 的MLF/MLJ系列，每一個都以J公差（±5%）備齊了產(chǎn)品系列。

另外，為了防止天線輸出降低，抑制通信頻率13.56MHz的電感器損失非常重要。
因此，交流電阻（Rac）被抑制得很低，并且，在流過電流時也要求保持低Rac。
TDK在MLJ-W系列中實現(xiàn)了低Rac，并且在新產(chǎn)品MLJ-H系列中實現(xiàn)了施加大電流時的低Rac。
如圖3所示，在大電流領(lǐng)域中，MLJ1005H的Rac 被抑制得很低。
另一方面，在低電流領(lǐng)域中MLJ1005W 的Rac較低，因此可以根據(jù)實際使用的電流值來選擇產(chǎn)品。

表2NFC LC濾波器用電感器

圖3交流電阻vs.正弦電流 @13.56MHz

關(guān)于NFC單端電路用巴倫

巴倫（Balun）是指用于轉(zhuǎn)換平衡電路（Balance）和非平衡電路（Unbalance）的元件，可以通過改變兩個線圈的圈數(shù)比來轉(zhuǎn)換阻抗。
面向NFC電路時，多按1:1的圈數(shù)比使用，減少13.56MHz頻帶的插入損失。
另外，通過TDK獨有的技術(shù)，實現(xiàn)了產(chǎn)品的低背、小型化。

表3NFC單端電路用巴倫

系列	ATB1610HD-20011-T06正在開發(fā)
產(chǎn)品外觀圖
尺寸 [mm]	1610
高 [mm]	0.65 max
UB/B [ohm]	20 : 20
額定電流 [mA]	400mA
特點	最適合NFC用小型低背型

關(guān)于智能卡用雙電層電容器（EDLC/超級電容器）

利用NFC的非接觸型IC卡，最適合薄型雙電層電容器(EDLC/超級電容器)。
除了能快速儲存改寫電子紙顯示屏所需的能量，與鋰離子電池等相比，其優(yōu)點在于它是安全性很高的蓄電設(shè)備。

圖4無電池的下一代智能卡的構(gòu)成示例

審核編輯：彭菁