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Na revisão de seleção dos separadores magnéticos anti-metal úrgicos da NFC, os engenheiros geralmente apresentam uma folha de especificação material para comparar μ ', μ' e tan δ. Este conjunto de parâmetros determina quanto fluxo magnético o material pode guiar e quanto energia consume a 13,56 MHz. Mas quando aplicando esses dados diretamente a modelos específicos, uma confusão comum é que o mesmo separador magnético tem boa recuperação de distância de leitura no quadro de alumínio do Projeto A, mas é quase ineficaz diante do compartimento de bateria de a ço inoxidável do Projeto B.
O problema não é com o separador magnético em si, mas com a diferença material da placa de trás metal. A condutividade e profundidade da pele de diferentes metais a 13,56 MHz diferem por ordem de magnitude, levando a mudanças na intensidade e distribuição de correntes de eddy. Como resultado, a magnitude do "campo magnético inverso" que o separador magnético precisa contraatar também varia.
Condutividade e profundidade da pele: duas variáveis determinantes da intensidade corrente de eddy
A NFC opera na região de acoplamento de campo magnético próximo a 13,56 MHz. A placa de atrás de metal induz correntes de eddy em um campo magnético alternado, e o campo magnético inverso gerado pelas correntes de eddy cancela o fluxo magnético emitido pelo leitor/escritor. A força das correntes de eddy depende de duas propriedades materiais: condutividade e profundidade da pele.
A condutividade do cobre é de aproximadamente 58 MS/m, e a profundidade da pele a 13,56 MHz é apenas de aproximadamente 17 μm; A condutividade do alumínio é de cerca de 37,7 MS/m, e a profundidade da pele é de cerca de 22 μm. Ambos pertencem a bons condutores, com correntes de eddy altamente concentrados na superfície metal e fortes campos magnéticos inversos. Seu "nível de impacto" na NFC é classificado como Severo. A condutividade do aço inoxidável (304) é de aproximadamente 1,4 MS/m, a profundidade da pele é de aproximadamente 113 μm, a densidade de corrente de eddy é baixa, e o nível de impacto é alto em vez de grave.
Isso significa que diante da placa de cobre ou alumínio, a placa de isolamento magnético enfrenta uma "fonte de corrente de eddy forte" que requer um μ suficientemente alto para afastar as linhas de campo magnético da superfície metal, ao mesmo tempo que requer um μ extremamente baixo "para evitar consumir a energia limitada da antena NFC durante o processo de orientação. Na frente da praça de aço inoxidável, a própria intensidade de corrente de eddy é relativamente baixa, e o valor absoluto de μ 'requerido para a folha de isolamento magnético pode ser adequadamente reduzido, mas os requisitos de controle para perdas não foram relaxados - porque o orçamento energético de campo magnético das antenas NFC ainda é limitado, qualquer μ adicional 'irá erodir diretamente a distância de leitura. O nível de impacto do aço de carbono e do titânio também é alto, com profundidades cutâneas de aproximadamente 42 μm e 88 μm, respectivamente. Este conjunto de dados indica que o "nível de ameaça NFC" das placas vertebrais de metal não é determinado apenas por se elas são metalas ou não. A condutividade é uma ordem de magnitude menor, a profundidade da pele é várias vezes maior, e a magnitude das correntes de eddy e a janela de projeto dos separadores magnéticos também irão mudar em consequência.
Por que o mesmo separador magnético mostra diferenciação diante de diferentes metais
O estado de trabalho do separador magnético na frente da placa de trás de cobre/alumínio pode ser entendido como um modo "adversário forte": correntes de eddy fortes e campos magnéticos inversos fortes requerem que o separador magnético forneça um μ suficientemente alto para manter o caminho do fluxo magnético, ao mesmo tempo que utiliza um μ extremamente baixo "para manter o valor Q. Se o μ 'do separador magnético está em um nível moderado (como μ' 50-80), pode ser o suficiente na frente da placa de alumínio, mas pode haver um resíduo de "design excessivo" na frente da placa de a ço inoxidável - a corrente de eddy não é forte, mas a espessura e cobertura do separador magnético ocupam o espaço de montagem.
Por outro lado, se uma folha de isolamento magnético for otimizada para a placa de trás de a ço inoxidável (com média μ 'e espessura fina) e colocada na frente de uma placa de trás de cobre ou alumínio, sua capacidade de orientação do fluxo magnético pode não ser suficiente para suprimir correntes fortes de eddy, e o efeito de recuperação da distância de leitura pode ser comprometido. Isto não é uma questão de se o material é bom ou ruim, mas mais uma incumprimento entre a capacidade de fluxo magnético do material e a intensidade de corrente de eddy da placa de trás do metal.
Os dados da indústria fornecem indicações claras para isso. Na janela típica de design dos separadores magnéticos da NFC, μ′ 80–150、tanδ≤0.05、 Um ponto de partida comum é uma espessura de 0,05-0,20 mm. No entanto, o "ponto de partida" desta janela é estabelecido em condições específicas de plano traseiro de metal. Se a placa de trás é feita de materiais de alta condutividade como cobre ou alumínio, pode precisar ser vixiada em direção à borda superior da janela em termos de μ 'e espessura; Se o painel de trás é feito de aço inoxidável ou titânio, a borda inferior da janela pode já ser suficiente. Ao selecionar, não confirmar o material da placa de trás do metal, apenas comparar o valor μ do separador magnético, que é equivalente à escolha de uma arma sem saber a força do oponente.
NFC e compartilhamento de carga sem fio: o plano de trás de metal é apenas a primeira restrição, a separação da banda de frequência é a segunda
Dentro do telefone, a antena NFC frequentemente compartilha o mesmo espaço na frente do painel de trás do metal que a bobina de carga sem fio. O padrão Qi de carga sem fio opera a 100-300 kHz, enquanto a NFC opera a 13,56 MHz, com uma diferença de cerca de duas ordem de magnitude entre as duas faixas de frequência. O separador magnético precisa proporcionar orientação de fluxo magnético para carga sem fio na faixa frequência, mantendo baixa perda a 13,56 MHz para proteger os sinais NFC.
O design de folhas magnéticas revelado na literatura de patente fornece uma referência para equilibrar bandas de frequência múltiplas: aproximadamente 100-300 μ 'a 3 MHz, aproximadamente 80-270 a 6,78 MHz, e aproximadamente 60-250 a 13,56 MHz. Esse conjunto de dados indica que o μ 'do mesmo material magnético diminui passo a passo em frequências diferentes, e o μ' a 13,56 MHz é naturalmente menor do que o intervalo de baixa frequência. Se o separador magnético for excessivamente projetado para os requisitos de alta frequência μ 'de carga inalámbrica de baixa frequência (camada magnética espessa, preenchimento alto), a 13,56 MHz, seu μ' pode aumentar sincronicamente, criando um fardo adicional sobre o valor Q da NFC.
Quando a NFC e a carga sem fio compartilham um separador magnético, a influência do material de placa de trás metal será amplificada. As placas vertebrais de cobre/alumínio são mais sensíveis a correntes de corrente de baixa frequência e alta frequência, e separadores magnéticos precisam gerir correntes e perdas de corrente vertebral em ambas as faixas de frequência simultaneamente; A pressão corrente de eddy da placa de trás de aço inoxidável é relativamente baixa, mas o requisito de baixa perda da banda de frequência NFC não foi reduzido. Ao selecionar "material de placa de trás metal" e "se ele é compartilhado com carga sem fio" devem ser confirmados como duas restrições independentes, em vez de supor que "um único separador magnético pode acessar todos os metais e todas as faixas de frequência".
Espessura e área de cobertura: 0,3 mm e limite de engenharia superior à antena em 5 mm
O material da placa de trás do metal determina a força das correntes de eddy, enquanto a espessura e área de cobertura determinam quanto "resistência" o separador magnético pode proporcionar.
O limite de referência dada pela prática da indústria é que uma espessura de 0,1-0,3 mm para o separador magnético é suficiente na maioria dos cenários anti-metal úrgicos da NFC, e uma estrutura multicamada de 0,5-1 mm pode ser usada em ambientes de metal duro; A área de cobertura deve ser pelo menos tão grande quanto a antena NFC, e superior a 5 mm de cada lado pode ajudar a melhorar o efeito de escudo. Esses dois limites não são uma relação monotónica de "maior é melhor". Um aumento da espessura ocupará o espaço de montagem, e um aumento da área de cobertura mudará a distribuição do meio ao redor da antena, o que pode tirar a frequência de ressonância. Na frente da placa de cobre/alumínio, um desvio de 0,2-0,3 mm e uma expansão moderada para fora são pontos de partida razoáveis; Antes da praça de a ço inoxidável, 0,1-0,15 mm pode já ser suficiente, e mais espessamento pode não necessariamente resultar em uma melhoria proporcional na distância de leitura.
O julgamento de seleção de tipo baseado na condição da placa de trás de metal
Primeiro, confirmar o material e a condutividade da placa de trás do metal, e depois discutir o μ 'e a espessura do separador magnético
A profundidade da pele de cobre, alumínio, aço inoxidável, aço de carbono e titânio a 13,56 MHz varia de 17 μm a 113 μm, e seu impacto na NFC varia de Severe a High. Ao selecionar, o material real da placa de trás (incluindo grau, diferença significativa na condutividade entre 304 aço inoxidável e aço de carbono) deve ser confirmado com a equipe estrutural, e isso deve ser usado como ponto de partida para a capacidade de fluxo magnético do separador magnético, em vez de usar a palavra "metal" para generalizar.
Em segundo lugar, diante da placa de fundo de alta condutividade (cobre/alumínio), deve ser dada prioridade para assegurar que o μ ″ seja suficientemente baixo antes de perseguir o μ ′
Em um ambiente de corrente forte, o separador magnético requer μ suficiente para guiar o fluxo magnético, mas se μ é alto demais, a energia guiada será consumida dentro do material, e o valor Q não pode ser restaurado. Tan δ ≤ 0,05 é um limite de referência de engenharia, e baseado nisso, seleccione μ 'e espessura.
Em terceiro lugar, no cenário em que NFC e carga sem fio compartilham um separador magnético, confirmam os dados de perda a 13,56 MHz, em vez de apenas olhar para o desempenho de baixa frequência
O separador magnético otimizado para carga sem fio pode funcionar bem a 100-300 kHz, mas o μ "a 13,56 MHz pode não ser suprimido ao nível adequado para NFC. Ao selecionar, o fornecedor deveria ser obrigado a fornecer dados de baixa frequência e de 13,56 MHz microsegundos, e confirmar o efeito superimposto do material de placa de trás de metal nas condições de corrente de eddy em ambas as faixas de frequência.
Quarto, usar espessura e área de cobertura como variáveis para "combinar for ça da placa de trás de metal" em vez de valores fixos
Um ponto de partida razoável para a placa vertebral de cobre/alumínio é de 0,2-0,3 mm e uma expansão externa de 5 mm em cada lado; Uma solução mais fina pode já ser suficiente para a placa de trás de aço inoxidável. A determinação final da espessura e área de cobertura deve basear-se nos dados medidos da distância de leitura da NFC e do valor Q da máquina inteira, em vez de apenas a perda de reflexão máxima na folha de especificação material.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produto da folha de isolamento magnético anti-metal úrgico da NFC abrange folhas compostas de ferrito e folhas compostas de nanocristalina. O sistema material pode ser combinado de acordo com o material (cobre, alumínio, aço inoxidável, etc.) e condições de condutividade da placa de trás do metal, fornecendo dados de microsegundos e microsegundos de frequência em 13,56 MHz, bem como dados de recuperação de distância leitura e mudança de valor Q sob diferentes esquemas de espessura e área de cobertu
O produto suporta um intervalo de espessura de 0,03-0,5 mm e corte de precisão, apropriado para avaliação de perda multi band a em cenários de carga sem fio e NFC. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.