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Na discussão de seleção dos receptores de carga sem fio, os chips magnéticos são geralmente selecionados de acordo com "uma banda de frequência": baseados em suas μ 'e perda a 100-205 kHz, ou seus μ' e Q valores a 13,56 MHz. No entanto, na estrutura real dos telefones móveis, a bobina de carga sem fio e a antena NFC frequentemente compartilham a mesma área de trás do corpo, e a placa magnética precisa enfrentar duas bandas de frequência simultaneamente no mesmo espaço físico.
A diferença entre as duas faixas de frequência é de cerca de duas ordem de magnitude, e os requisitos para placas magnéticas não são consistentes. No intervalo de baixa frequência, placas magnéticas são necessárias para proporcionar capacidade suficiente de orientação do fluxo magnético para limitar as linhas de campo magnético dentro da região de acoplamento da bobina; A banda de alta frequência requer que o próprio chip magnético seja suficientemente "silencioso", sem introduzir perdas e incumprimentos adicionais no caminho do sinal NFC. Se o mesmo material cair dentro da janela disponível em ambas as bandas de frequência, a seleção se torna um problema de compromisso de duas bandas.
Duas faixas de frequência, dois conjuntos de indicadores de avaliação
No intervalo de frequência de carga sem fio de 100-205 kHz, a tarefa central do imã é a orientação do fluxo magnético. Os critérios de avaliação são se o μ 'é alto o suficiente, se a indução magnética de saturação cobre o poder alvo, e se a perda nesta banda de frequência é controlável. A energia de campo magnético das bobinas de carga sem fio é relativamente abundante, e o μ "da folha magnética geralmente não é a contradição primária nessa banda de frequências - desde que não gerar calor significativo, uma certa quantidade de perda é aceitável.
Lógica de avaliação da banda de frequência NFC de 13,56 MHz
A energia de campo magnético da própria antena NFC é muito limitada, e a microgrelha consume diretamente o orçamento de sinais. Se os indicadores de avaliação se tornam suficientemente baixos, se o tanque δ é controlado dentro de 0,05, e se o valor Q cai dentro da gama disponível. Neste ponto, a altura de μ 'toma um banco de trás, e o material com μ'55-80 pode ser mais adequado para cenários de NFC do que o material com μ'300, pois este tem muitas vezes uma μ maior ".
O mesmo parâmetro material tem pesos completamente diferentes em duas faixas de frequência. Esta é a raíz da dificuldade em selecionar materiais em cenários de coexistência de duas frequências: materiais otimizados para uma banda de frequências podem cruzar limites em outra banda de frequências.
Ferrite: Ambas as bandas de frequência têm janelas disponíveis, mas o limite superior de μ 'é uma restrição comum
A vantagem do ferrito em cenários de duas frequências é que tem características relativamente "limpas" de perda em ambas as bandas de frequência. A resistência do ferrito NiZn é extremamente alta, e perdas correntes de eddy podem ser ignoradas a 13,56 MHz. As principais fontes de μ "são perdas de histerese e perdas residuais, que podem ser reduzidas a níveis mais baixos através de processos de formulação e sinterização. Na faixa frequência de 100-205 kHz, a perda de histerese de ferrito também é controlável, e μ 'pode alcançar a ordem de centenas.
Mas o limite superior do μ de ferrito é limitado pelas propriedades intrínsecas do material. A 13,56 MHz, o μ 'de ferrito normalmente não excede 250-300; A 100-205 kHz, embora μ 'possa ser maior, a indução magnética de saturação Bs ainda está no intervalo de 0,4-0,5 T, e a margem de saturação sob carga inalámbrica de alta potência é limitada. Quando duas frequências coexistem, ferrito não é a escolha "mais forte" em ambas as faixas de frequência, mas não terá grandes problemas em nenhuma das faixas de frequência - essa característica "duas faixas suficientes" torna ferrito um ponto de partida de baixo risco em cenários de duas frequências.
Outra vantagem de engenharia do ferrito é sua duração, fraqueza e estabilidade dimensional. Na área compartilhada de NFC e carga sem fio, o tamanho planar e a posição da folha magnética precisam ser adequadamente acompanhados com a projeção da antena e bobina, e a tolerância dimensional e a planeza da folha de ferrito são relativamente fáceis de controlar. O custo é a limitação da montagem de superfície, o que requer design estrutural adicional em modelos que requerem montagem de superfície.
Nanocristais: Abundante em faixa de frequência, exigindo 'compensação de processos' em faixa de frequência alta
A vantagem dos nanocristais na faixa frequência é óbvia: Bs é de cerca de 1,2-1,25 T, o que é mais do dobro do que do ferrito, e a margem de saturação é mais abundante sob carga sem fio de 25W; Sob a mesma eficiência, a espessura pode alcançar 0,11 mm, deixando espaço para montagem.
Mas a 13,56 MHz, os nanocristais enfrentam um obstáculo estrutural: resistência extremamente baixa, perdas significativas de corrente de eddy em linhas contínuas não tratadas, alta μ ", e uso direto em NFC podem levar ao colapso de valor Q. O pré-requisito para que os nanocristais entram na cena de duas frequências é que o processo de demagnetização comprime a perda de corrente de eddy a 13,56 MHz para um nível onde o valor Q está disponível. O μ efetivo do produto acabado após a fragmentação magnética normalmente cai dentro do intervalo de 150-800, e o nível de controle de μ" depende do tamanho do fragmento, método de preenchimento das lacunas e design da camada. Isso significa que o desempenho de nanocristais em cenários de duas frequências é altamente dependente da capacidade de processo de fragmentação magnética do fornecedor. Uma folha magnética de nanocristalina mal projetada com parâmetros magnéticos quebrados pode funcionar bem na faixa frequência, mas a 13,56 MHz, dificulta a NFC devido à supressão insuficiente de μ ". Se somente a faixa de frequência de μ 'e Bs for considerada durante a seleção, sem confirmar os valores μ "e Q a 13,56 MHz, a compatibilidade da banda dual não é verificada.
Três caminhos de engenharia para coexistência de duas frequências
Existem três métodos organizacionais comuns na engenharia para satisfazer os diferentes requisitos de duas faixas de frequência.
O primeiro tipo é uma folha magnética de banda larga de uma camada
Usando o mesmo material para servir duas faixas de frequência simultaneamente, equilibrar as características de perda do próprio material em ambas as faixas de frequência. Ferrite é uma escolha típica para esta via porque tem janelas de perda disponíveis em ambas as bandas de frequência. O custo é que nenhuma band a de frequência é ótima, e é necessário um compromisso entre a capacidade de fluxo magnético na banda de baixa frequência e a baixa perda na banda de alta frequência.
O segundo tipo é a estrutura hierárquica
Colocar duas camadas de folhas magnéticas com características diferentes na direção da espessura: a camada que enfrenta a bobina foca na orientação do fluxo magnético de baixa frequência, e a camada que enfrenta a antena da NFC foca na perda de baixa frequência. Uma estrutura camada pode alocar os requisitos de duas bandas de frequência a diferentes camadas físicas, reduzindo compromissos dentro de uma única camada de material. O custo é um aumento da espessura total, bem como resistência magnética adicional e complexidade de processo introduzida por interfaces de camadas.
O terceiro tipo é a distribuição de partições
Dividir a folha magnética em diferentes áreas do plano: a área de projeção da bobina de carga sem fio utiliza materiais de alta capacidade de fluxo magnético, e a área de projeção da antena NFC utiliza materiais de baixa perda, que estão estacionados ou conectados através de uma área de transição no plano. O desafio da distribuição de partições está no limite: a mudança súbita da resistência magnética na zona de transição pode causar saturação local ou detonação, requerendo simulação adicional e verificação experimental. A escolha entre os três caminhos depende do orçamento espacial interno da aeronave, da prioridade das duas faixas de frequência e das capacidades tecnológicas do fornecedor. Não há um caminho que domina em todos os cenários.
Seleção e julgamento de chips magnéticos no final de recepção baseado em "prioridade da banda de frequência x disposição espacial"
Primeiro, confirmar a relação espacial entre as duas faixas de frequência dentro da aeronave antes de discutir os materiais
Se a bobina de carga sem fio e a antena NFC se sobreporem completamente no plano, uma folha magnética de banda larga de uma camada ou uma estrutura camada é uma escolha mais realista; Se os dois são parcialmente compensados no plano, a distribuição da partição pode usar separação espacial para reduzir a interferência mútua entre bandas de frequência. A relação espacial determina quais caminhos de engenharia são viables, e a seleção de material é realizada dentro dessa restrição.
Em segundo lugar, em cenários de duas band as, considerem o μ "a 13,56 MHz como um critério de filtragem independente, em vez de um acessório para desempenho de baixa frequência
Os μ e Bs na banda de frequência de carga sem fio não podem prever o desempenho da banda de frequência NFC. Ao selecionar, o fornecedor deve ser obrigado a fornecer dados μ 'e μ' nas faixas de frequência de 100-205 kHz e 13,56 MHz, e confirmar se o tanque δ a 13,56 MHz fica dentro da faixa disponível de 0,05. Se o fornecedor só pode fornecer dados de baixa frequência, a compatibilidade de duas bandas não pode ser determinada.
Em terceiro lugar, distinguir entre "características intrínsecas de duas frequências de materiais" e "desempenho de duas frequências de produtos acabados após ligação"
As características da banda de frequência dos ferritos e nanocristais são dados no nível material, mas o desempenho real das duas bandas de frequência após a folha magnética acabada é montado entre a bobina e a antena NFC ainda depende da área de cobertura, interface intercamada e estrutura metal ao redor. Ao selecionar, os fornecedores deveriam ser obrigados a fornecer dados de avaliação de duas frequências que correspondam à estrutura real da antena, em vez de apenas fornecer espectro magnético de amostras de material.
Quarto, em esquemas camadas ou particionados, considerem "interface" como um item de validação independente
As interfaces de camadas de estruturas camadas e os limites planares das estruturas de partição são ambos pontos de risco para mutações de resistência magnética e saturação local. Ao selecionar, deve ser confirmado se o fornecedor pode fornecer dados de distribuição de fluxo magnético ou perda local na interface, bem como a estabilidade da zona de transição em diferentes condições de compensação.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produto do chip magnético do receptor de carga sem fio cobre chips compostos de ferrito e chips compostos de nanocristalina, e pode fornecer dados em duas faixas de frequência de 100-205 kHz e 13,56 MHz para as faixas de frequência μ' e μ".
Os requisitos de montagem plana de folhas compostas de ferrito para cenários de coexistência de duas frequências; A folha composta de nanocristalina controla a perda de corrente de eddy a 13,56 MHz através de fragmentação magnética e tratamento de isolamento, e o μ efetivo do produto acabado pode ser ajustado dentro do intervalo de 150-800, suportando corte personalizado de disposições em camadas e partições. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.