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Lors de l'examen des options des séparateurs magnétiques NFC, les ingénieurs produisent généralement un cahier des charges comparant μ ', μ "et tanδ. Cet ensemble de paramètres détermine la quantité de flux magnétique qu'un matériau peut diriger et la quantité d'énergie qu'il consomme à 13,56 MHz. Mais une confusion commune lors de l'application de ces données directement à des modèles spécifiques est que la même pièce d'isolant magnétique, avec une bonne récupération de la distance de lecture sur le cadre central en aluminium du projet a, est presque inefficace devant le compartiment de batterie en acier inoxydable du projet B.
Le problème n'est pas dans l'entretoise elle - même, mais dans la différence de matériau de la plaque arrière en métal. La conductivité électrique et la profondeur de la peau des différents métaux à 13,56 MHz diffèrent d'un ordre de grandeur, l'intensité et la distribution des courants de Foucault changent en conséquence, de même que l'ordre de grandeur du « champ magnétique inverse » que les lames d'isolation doivent combattre.
Conductivité électrique et profondeur de la peau: deux variables déterminantes de l'intensité du vortex
NFC fonctionne dans une zone de couplage de champ magnétique proche de 13,56 MHz. La plaque arrière métallique induit des courants de Foucault dans un champ magnétique alternatif, et le champ magnétique inverse généré par les courants de Foucault annule le flux magnétique émis par le lecteur et l'écrivain. La force du vortex dépend de deux propriétés matérielles: la conductivité électrique et la profondeur de la chimiotaxie.
La conductivité du cuivre est d'environ 58 MS / M et la profondeur de la chimiotaxie à 13,56 MHz n'est que d'environ 17 µm; La conductivité de l'aluminium est d'environ 37,7 MS / M et la profondeur de la chimiotaxie est d'environ 22 µm. Les deux appartiennent à de bons conducteurs, les courants de Foucault sont fortement concentrés dans la couche superficielle du métal, le champ magnétique inverse est intense et la « classe d'impact» sur NFC est classée severe (sévère). L'acier inoxydable (304) a une conductivité d'environ 1,4 MS / M, une profondeur de chimiotaxie d'environ 113 µm, une faible densité de vortex et une classe d'impact élevée (élevée) plutôt que severe.
Cela signifie qu'en face du fond en cuivre ou en aluminium, l'isolant est confronté à une "source de courants de Foucault intenses" nécessitant un μ 'suffisamment élevé pour retirer les lignes de champ magnétique de la surface métallique, tout en nécessitant un μ "extrêmement faible pour éviter de consommer l'énergie déjà limitée de l'antenne NFC lors du guidage. Alors que devant le fond de panier en acier inoxydable, l'intensité des courants de Foucault est elle - même faible, la valeur absolue de μ 'requise pour les lames d'espacement peut être réduite de manière appropriée, mais les exigences de contrôle des pertes ne sont pas assouplies - puisque le budget énergétique du champ magnétique de l'antenne NFC reste limité, tout μ "supplémentaire érode directement la distance de lecture. L'acier au carbone et le titane ont également une note d'impact élevée, avec une profondeur de chimiotaxie d'environ 42 µm et 88 µm, respectivement. Cet ensemble de données montre que le « niveau de menace nfc» de la plaque arrière métallique n'est pas déterminé uniquement par « oui ou non métallique», la conductivité électrique est inférieure d'un ordre de grandeur, la profondeur de la peau est plusieurs fois plus grande, l'ordre du vortex et la fenêtre de conception de l'isolant se déplacent avec elle.
Pourquoi la même pièce d'isolant se différencie devant différents métaux
L'état de fonctionnement de la lame d'isolation devant le fond en cuivre / aluminium, qui peut être compris comme un mode de "forte opposition": fort tourbillon, fort champ magnétique inverse, nécessite que la lame d'isolation fournisse un µ 'suffisamment élevé pour maintenir le trajet du flux tout en conservant la valeur Q avec un µ "extrêmement faible. Si le μ 'de l'isolant est à un niveau modéré (par exemple μ' 50 - 80), il peut être juste suffisant devant la plaque d'aluminium, et il peut y avoir un gaspillage de « sur - conception» devant la plaque d'acier inoxydable - les courants de Foucault eux - mêmes ne sont pas forts, Mais l'épaisseur et la surface de couverture de l'isolant prennent de la place pour l'empilement.
À son tour, si une feuille d'isolant est optimisée pour la plaque arrière en acier inoxydable (μ 'moyenne, épaisseur plus mince), placez - la devant la plaque arrière en cuivre ou en aluminium, la capacité de guidage du flux peut ne pas être suffisante pour presser les courants de Foucault forts et l'effet de récupération de la distance de lecture est réduit. Il ne s'agit pas d'un matériau "bon ou mauvais", mais plutôt d'un matériau dont la capacité de flux ne correspond pas à l'intensité des courants de Foucault du fond métallique.
Les données de l'industrie ont des indications claires à ce sujet. Dans une fenêtre de conception typique d'une feuille d'espacement NFC, μ′ 80–150、tanδ≤0.05、 Une épaisseur de 0,05 à 0,20 mm est un point de départ commun. Mais le « point de départ» de cette fenêtre est établi dans des conditions spécifiques de plaque arrière métallique. Si la plaque de fond est un matériau à haute conductivité électrique tel que le cuivre ou l'aluminium, il peut être nécessaire de favoriser le μ 'et l'épaisseur le long de la fenêtre; Si le panneau arrière est en acier inoxydable ou en titane, le bord inférieur de la fenêtre peut être suffisant. Le choix du type ne confirme pas le matériau de la plaque arrière métallique, comparez seulement la valeur μ 'de l'entretoise, ce qui équivaut à choisir une arme sans connaître la force de l'adversaire.
NFC partagé avec la charge sans fil: le fond de panier métallique n'est que la première contrainte, la séparation des bandes est la deuxième
À l'intérieur du téléphone, l'antenne NFC partage souvent l'espace devant la même plaque arrière métallique que la bobine de charge sans fil. La norme Qi pour la recharge sans fil fonctionne à 100 - 300 kHz et la norme NFC à 13,56 MHz, les deux bandes étant différentes d'environ deux ordres de grandeur. Les lames séparatrices doivent fournir un guidage de flux pour la charge sans fil dans les bandes de fréquences basses tout en conservant de faibles pertes à 13,56 MHz pour protéger les signaux NFC.
La conception de la feuille magnétique divulguée dans la littérature de brevet donne une référence à la prise en compte multibande: environ 100 - 300 à 3 MHz pour μ ', environ 80 - 270 à 6,78 MHz et environ 60 - 250 à 13,56 MHz. Cet ensemble de données illustre que le μ 'd'une même feuille de matériau magnétique à différentes fréquences décroît progressivement, le μ' à 13,56 MHz étant naturellement inférieur à la bande basse. Si le séparateur est surdimensionné (couche magnétique épaisse, remplissage élevé) pour les besoins élevés en μ 'basse fréquence de la charge sans fil, à 13,56 MHz, son μ "peut augmenter de manière synchrone, créant une charge supplémentaire sur la valeur Q du NFC.
Lorsque la technologie NFC partage un séparateur magnétique avec la charge sans fil, l'impact du matériau du fond de panier métallique est amplifié. Le fond en cuivre / aluminium est plus sensible aux courants de Foucault basse fréquence et aux courants de Foucault haute fréquence, les lamelles d'isolation magnétique devant gérer simultanément les courants de Foucault et les pertes dans les deux bandes; La pression de vortex de la plaque arrière en acier inoxydable est faible, mais les exigences de faible perte de la bande NFC ne sont pas réduites. Au lieu de supposer qu '« un morceau d'isolant peut manger tous les métaux et toutes les bandes de fréquences », les options devraient être confirmées par « matériau du panneau arrière métallique » et « partagé ou non avec la charge sans fil » comme deux contraintes distinctes.
Épaisseur par rapport à la zone de couverture: 0,3 mm et limites techniques "au - delà de l'antenne 5 mm"
Le matériau de la plaque arrière métallique détermine la Force des courants de Foucault, l'épaisseur et la zone de couverture déterminent la quantité de « capacité de lutte» qu'une plaque d'isolation magnétique peut fournir.
Les limites de référence données par la pratique de l'industrie sont: l'épaisseur de l'isolant magnétique de 0,1 à 0,3 mm est déjà suffisante dans la plupart des scénarios de résistance aux métaux NFC, les environnements métalliques difficiles peuvent être construits en plusieurs couches de 0,5 à 1 mm; La zone de couverture doit être au moins aussi grande que l'antenne NFC, etc., et un dépassement de 5 mm de chaque côté contribue à améliorer l'effet de blindage. Ni l’une ni l’autre de ces frontières n’est une relation monotone de « plus c’est grand, mieux c’est ». L'augmentation de l'épaisseur écrase l'espace d'empilement et l'augmentation de la surface de couverture modifie la distribution du milieu autour de l'antenne, entraînant éventuellement la fréquence de résonance. Un biais de 0,2 à 0,3 mm et un élargissement extérieur modéré sont des points de départ raisonnables devant le panneau arrière en cuivre / aluminium; Devant la plaque arrière en acier inoxydable, 0,1 à 0,15 MM peut être suffisant et continuer à épaissir n'apporte pas nécessairement une amélioration proportionnelle de la distance de lecture.
Jugement de sélection à partir des conditions du panneau arrière métallique
Tout d'abord, confirmez le matériau et la conductivité de la plaque arrière métallique, puis discutez du μ 'et de l'épaisseur de la feuille d'espacement
Le cuivre, l'aluminium, l'acier inoxydable, l'acier au carbone, le titane ont des profondeurs cutanées allant de 17 µm à 113 µm à 13,56 MHz et des classes d'effet sur la NFC allant de severe à High. Lors du choix du modèle, l'équipe de structure doit confirmer le matériau réel du panneau arrière (y compris la marque, la différence de conductivité de l'acier inoxydable 304 par rapport à l'acier au carbone est significative) et l'utiliser comme point de départ pour la capacité de flux magnétique de la lame de séparation, plutôt que de généraliser avec le mot « métal».
Deuxièmement, avant la plaque de fond à haute conductivité (cuivre / aluminium), il est préférable de garantir que le μ "est suffisamment faible pour poursuivre le μ '.
Dans un environnement de courants de Foucault forts, les plaques d'isolation magnétique ont besoin de suffisamment de μ 'pour diriger le flux magnétique, mais si μ "est élevé, l'énergie dirigée est consommée à l'intérieur du matériau et la valeur Q ne peut toujours pas être récupérée. Tan δ ≤ 0,05 est une limite d'ingénierie référençable sur laquelle µ 'et l'épaisseur sont à nouveau sélectionnés.
Troisièmement, dans le scénario où NFC partage des disques d'isolation magnétique avec la charge sans fil, les données de perte à 13,56 MHz sont confirmées au lieu de regarder uniquement les performances à basse fréquence.
Les séparateurs magnétiques optimisés pour la charge sans fil peuvent exceller à 100 - 300 kHz, mais μ ″ à 13,56 MHz n’est pas nécessairement pressé à un niveau utilisable par NFC. Lors de l'option, les fournisseurs devraient être tenus de fournir simultanément des données μ ', μ "à basse fréquence et à 13,56 MHz et de confirmer l'effet superposé du matériau de fond métallique sur les conditions de courants de Foucault dans les deux bandes.
Quatrièmement, utilisez l'épaisseur et la zone de couverture comme variables pour "correspondre à la force du panneau arrière métallique", plutôt que des valeurs fixes.
Devant le panneau arrière en cuivre / aluminium, 0,2 à 0,3 mm et 5 mm d'extension extérieure de chaque côté sont un point de départ raisonnable; Devant la plaque arrière en acier inoxydable, un schéma plus mince peut suffire. La détermination finale de l'épaisseur et de la zone de couverture doit être basée sur les données de mesure de la distance de lecture NFC de la machine entière et de la valeur Q, et non uniquement sur les pics de perte par réflexion sur la spécification des matériaux.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdLa ligne de produits de séparateur anti - métal NFC couvre des feuilles composites de ferrite avec des feuilles composites nanocristallines, peut adapter le système de matériaux en fonction du matériau du fond de panier métallique (cuivre, aluminium, acier inoxydable, etc.) et des conditions de conductivité, fournissant des données de division de bande μ ', μ "à 13,56 MHz, ainsi que des données de récupération de distance de lecture et de variation de valeur Q sous différents schémas d'épaisseur et de zone de couverture.
Le produit prend en charge l'intervalle d'épaisseur de 0,03 à 0,5 mm et le découpage de précision pour l'évaluation des pertes multibandes dans les scénarios de partage NFC avec la charge sans fil. Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.