运用了NFC(近场通信)、RFID(射频识别)或无线充电传输的器件都使用了线圈,当线圈彼此紧靠时,会产生磁力耦合,并使数据和/或电力在两个线圈之间传输。
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通常,这些线圈需要安装在小型便携式组件中,这些组件将电路板、金属材料和电池紧密地结合在一起。当将线圈放置在这些环境中时,其产生的磁场不仅会在线圈之间实现耦合,还会耦合到周围的材料,从而导致电磁干扰、引起不必要的涡流并缩小使用范围。
一种解决方案是在线圈的背面放置一片高导磁材料。将这种材料放置在线圈和其他组件之间,可以改变产生的磁通场,从而缓解前述的不利影响,并实际改善了耦合场的范围。
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3M
Digi-Key提供许多此类产品,包含在如下类别中:
适用于NFC、RFID和无线充电应用的Digi-Key高导磁铁氧体片
NFC天线做小有哪些方式呢?如果是pcb天线,有办法缩小面积吗?
缩小面积的话,电感量就会下降,为了维持 NFC 芯片所需的电感值,最直接的方法是增加线圈圈数。
- 天线基本结构(单螺旋线圈、匝数、线宽/间距范围)
- 环境影响与保护壳/金属件对天线吞吐的影响
- 设计不是固定尺寸,而需要根据 PCB 尺寸/材料和目标读距调参
下面是NXP天线设计应用笔记希望有帮助。
也可以选择尺寸较小的天线产品
| 天线类型 |
典型尺寸 |
应用场景 |
优势 |
劣势 |
| 柔性印刷电路(FPC)环形天线 |
10–30 毫米 |
智能手表、健身手环、手机 |
纤薄可弯折,适配曲面外壳 |
成本略高,易损坏 |
| 微型 PCB 环形天线 |
15–40 毫米 |
物联网设备、支付终端 |
成本低,易于集成 |
介质损耗,效率受限 |
| 微型金属线环形天线 |
10–25 毫米 |
NFC 标签、实验样机 |
品质因数(Q 值)高,几何存在形态可调试 |
体积偏大,需机械装配 |
| 陶瓷 / 低温共烧陶瓷(LTCC)天线 |
5–15 毫米 |
高端模组、空间受限型电子设备 |
尺寸极紧凑,性能稳定 |
价格昂贵 |
DigiKey 网站也可以根据天线类型选天线
射频天线 | 电子元器件分销商 DigiKey
ZhiSZ
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现在的产品大部分是nfc无线通讯和无线充电都要兼顾的,那么在同时需要nfc和无线充电的产品里,大家更倾向于用一片“折中型材料”兼顾两者,还是做“分区/分层设计”(NFC 区域与充电线圈区域用不同材料/结构)?还有发热问题如何有效解决呢?个人觉得需要考虑的因素还有很多。
主流设计,一般倾向于分层/复合设计。
单一材料很难同时在两个相差百倍的频率下都达到最优性能。如果强行“折中”,往往会导致:
- 无线充电效率极低(发热巨大)。
- NFC 读写距离缩短(无法穿透金属或厚背板)。
总结对比:
| 设计目标 |
更倾向策略 |
| 极低功率 + 最小尺寸(可穿戴设备) |
共用 NFC 天线 / 折中设计(NFC WLC) |
| 中等/高功率无线充电(Qi/Qi2) |
分区/分层设计(独立线圈 & PCB 屏蔽) |
| 发热约束严格 |
优化线圈、材料 & 散热布局 |