NFC天線防護應用先鋒
發布時間:2023-04-18 來源:Semtech 責任編輯:wenwei
【導讀】Semtech是最早支持NFC防護的TVS二極管製造商之一。2014年,國內某旗艦機品牌第一次搭載NFC功能,Semtech的RClamp1851Y便憑借優異的靜電防護特性和超小的0201封裝,成為該NFC保護方案的獨家選擇。
今天,我們來介紹一下Semtech在NFC天線保護方案上的獨到之處,以便大家了解我們為何能成為客戶進行係統設計時的首選。
NFC簡介
NFC(Near Field Communication),即“近場通信”,也叫“近距離無線通信”。這是一種短距離的高頻無線通信技術,允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸。
NFC采用電磁耦合感應技術,電磁場頻率是13.56MHz,該載波頻段是全球無需許可證的波段。發起設備用13.56MHz信號激勵天線,產生磁場。通過近場耦合,將能量傳遞給目標。目標對磁場進行調製,將數據返回給發起設備完成通信。
NFC天線的ESD防護要素
NFC技術主要應用於輕薄小巧的攜帶式產品上,如手機、平板、手環等。其天線通常置於電池中,通過很小的觸點連接到NFC芯片。由於頻繁地與人體接觸,產品本身很容易受到靜電放電(ESD)的衝擊,一方麵能量會經由NFC天線對整個NFC係統造成誤動作影響,另一方麵較為敏感的NFC IC可能會出現一些物理性損傷而導致產品損壞,不可恢複。因此,在NFC係統上必須要考慮必要的ESD防護。
通常我們考慮以下幾點:
1. ESD防護器件的尺寸——由於應用NFC技術的這類電子產品多為輕巧,易攜帶,所以ESD器件應該盡可能小,最好采用0201封裝,以最大程度地節省PCB空間。
2. ESD防護器件的電容值——由於應用在高頻天線上,為保證信號的完整性,寄生電容不要超過1pF。
3. ESD防護器件的電壓的選擇——NFC天線防護常用的電壓有18V/24V。
4. ESD器件的抗靜電能力——要滿足IEC61000-4-2 8KV的接觸及15KV空氣測試要求,並且有足夠低的靜電鉗位電壓,為後級電路提供最佳保護。
NFC天線的ESD防護方案
針對NFC天線,Semtech有兩款明星解決方案——RClamp1851ZA和RClamp2451ZA,能為NFC天線提供最佳ESD防護。
Semtech針對NFC天線的ESD防護方案示例
RClamp1851ZA與RClamp2451ZA的參數對比
首先,我們來看看RClamp1851ZA,其前身正是本文開頭提及的RClamp1851Y。它的特性詳見下圖。
1) RClamp1851ZA - 18V 0.35pF 0201
我們的另一款產品RClamp2451ZA同樣不可小覷,其特性如下圖所示。
2) RClamp2451ZA - 24V 0.35pF 0201
根據NFC芯片在天線端的電壓擺幅不同,係統設計師可以靈活選擇使用RClamp1851ZA或RClamp2451ZA。
NFC保護案例
以下是我們客戶利用RClamp2451ZA實現NFC天線ESD防護的實際案例,供大家參考。
某手機客戶在評估NFC天線的抗靜電能力時,發現其無法通過8KV的接觸放電測試,通過TLP工具分析該天線的抗靜電能力,評估損壞點並且提供相應的ESD靜電防護方案。
由TLP測試結果可知,在NFC天線電路上增加RClamp2451ZA,該係統的靜電能力由3KV提高到15KV,完全符合8KV的防護需求,並且留有充足的裕量。
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