NFC简介
NFC天线的ESD防护要素
NFC技术主要应用于轻薄小巧的携带式产品上,如手机、平板、手环等。其天线通常置于电池中,通过很小的触点连接到NFC芯片。由于频繁地与人体接触,产品本身很容易受到静电放电(ESD)的冲击,一方面能量会经由NFC天线对整个NFC系统造成误动作影响,另一方面较为敏感的NFC IC可能会出现一些物理性损伤而导致产品损坏,不可恢复。因此,在NFC系统上必须要考虑必要的ESD防护。
通常我们考虑以下几点:
1
ESD防护器件的尺寸——由于应用NFC技术的这类电子产品多为轻巧,易携带,所以ESD器件应该尽可能小,最好采用0201封装,以最大程度地节省PCB空间。
2
ESD防护器件的电容值——由于应用在高频天线上,为保证信号的完整性,寄生电容不要超过1pF。
3
ESD防护器件的电压的选择——NFC天线防护常用的电压有18V/24V。
4
ESD器件的抗静电能力——要满足IEC61000-4-2 8KV的接触及15KV空气测试要求,并且有足够低的静电钳位电压,为后级电路提供最佳保护。
NFC天线的ESD防护方案
针对NFC天线,Semtech有两款明星解决方案——RClamp1851ZA和RClamp2451ZA,能为NFC天线提供最佳ESD防护。
Semtech针对NFC天线的ESD防护方案示例
RClamp1851ZA与RClamp2451ZA的参数对比
首先,我们来看看RClamp1851ZA,其前身正是本文开头提及的RClamp1851Y。它的特性详见下图。
1) RClamp1851ZA - 18V 0.35pF 0201
我们的另一款产品RClamp2451ZA同样不可小觑,其特性如下图所示。
2) RClamp2451ZA - 24V 0.35pF 0201
NFC保护案例
以下是我们客户利用RClamp2451ZA实现NFC天线ESD防护的实际案例,供大家参考。
某手机客户在评估NFC天线的抗静电能力时,发现其无法通过8KV的接触放电测试,通过TLP工具分析该天线的抗静电能力,评估损坏点并且提供相应的ESD静电防护方案。
由TLP测试结果可知,在NFC天线电路上增加RClamp2451ZA,该系统的静电能力由3KV提高到15KV,完全符合8KV的防护需求,并且留有充足的裕量。
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