NFC用电感器的选择及使用方法要点
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）
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。
图1 nfc使用事例
nfc电路中电感器的使用
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。
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。
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)。
图2 nfc电路概略图
nfc用电感器的选择要点
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。
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。
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。
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。
图3_lqw18c、lqm18j、lqb18n相对于电流振幅的电感值的变化率比较
图4 nfc论坛标准的通信功能测量系统中的测量点
图5 lqw18c和lqm18j的通信功能测量结果
nfc用电感器贴装时的要点
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）
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）
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。
图6 电感器贴装时的要点
图7 并列•t字贴装时的电感器间的耦合
结语
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。
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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。
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)。
图2 nfc电路概略图
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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。
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。
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。
图3_lqw18c、lqm18j、lqb18n相对于电流振幅的电感值的变化率比较
图4 nfc论坛标准的通信功能测量系统中的测量点
图5 lqw18c和lqm18j的通信功能测量结果
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图6 电感器贴装时的要点
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