【導讀】Semtech是最早支持NFC防護的TVS二極管制造商之一。2014年，國內某旗艦機品牌第一次搭載NFC功能，Semtech的RClamp1851Y便憑借優(yōu)異的靜電防護特性和超小的0201封裝，成為該NFC保護方案的獨家選擇。
今天，我們來(lái)介紹一下Semtech在NFC天線(xiàn)保護方案上的獨到之處，以便大家了解我們?yōu)楹文艹蔀榭蛻?hù)進(jìn)行系統設計時(shí)的首選。
NFC簡(jiǎn)介
NFC（Near Field Communication），即“近場(chǎng)通信”，也叫“近距離無(wú)線(xiàn)通信”。這是一種短距離的高頻無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，允許電子設備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數據傳輸。
NFC采用電磁耦合感應技術(shù)，電磁場(chǎng)頻率是13.56MHz，該載波頻段是全球無(wú)需許可證的波段。發(fā)起設備用13.56MHz信號激勵天線(xiàn)，產(chǎn)生磁場(chǎng)。通過(guò)近場(chǎng)耦合，將能量傳遞給目標。目標對磁場(chǎng)進(jìn)行調制，將數據返回給發(fā)起設備完成通信。
NFC天線(xiàn)的ESD防護要素
NFC技術(shù)主要應用于輕薄小巧的攜帶式產(chǎn)品上，如手機、平板、手環(huán)等。其天線(xiàn)通常置于電池中，通過(guò)很小的觸點(diǎn)連接到NFC芯片。由于頻繁地與人體接觸，產(chǎn)品本身很容易受到靜電放電(ESD)的沖擊，一方面能量會(huì )經(jīng)由NFC天線(xiàn)對整個(gè)NFC系統造成誤動(dòng)作影響，另一方面較為敏感的NFC IC可能會(huì )出現一些物理性損傷而導致產(chǎn)品損壞，不可恢復。因此，在NFC系統上必須要考慮必要的ESD防護。
通常我們考慮以下幾點(diǎn)：
1. ESD防護器件的尺寸——由于應用NFC技術(shù)的這類(lèi)電子產(chǎn)品多為輕巧，易攜帶，所以ESD器件應該盡可能小，最好采用0201封裝，以最大程度地節省PCB空間。
2. ESD防護器件的電容值——由于應用在高頻天線(xiàn)上，為保證信號的完整性，寄生電容不要超過(guò)1pF。
3. ESD防護器件的電壓的選擇——NFC天線(xiàn)防護常用的電壓有18V/24V。
4. ESD器件的抗靜電能力——要滿(mǎn)足IEC61000-4-2 8KV的接觸及15KV空氣測試要求，并且有足夠低的靜電鉗位電壓，為后級電路提供最佳保護。
NFC天線(xiàn)的ESD防護方案
針對NFC天線(xiàn)，Semtech有兩款明星解決方案——RClamp1851ZA和RClamp2451ZA，能為NFC天線(xiàn)提供最佳ESD防護。
Semtech針對NFC天線(xiàn)的ESD防護方案示例
RClamp1851ZA與RClamp2451ZA的參數對比
首先，我們來(lái)看看RClamp1851ZA，其前身正是本文開(kāi)頭提及的RClamp1851Y。它的特性詳見(jiàn)下圖。
1) RClamp1851ZA - 18V 0.35pF 0201
我們的另一款產(chǎn)品RClamp2451ZA同樣不可小覷，其特性如下圖所示。
2) RClamp2451ZA - 24V 0.35pF 0201
根據NFC芯片在天線(xiàn)端的電壓擺幅不同，系統設計師可以靈活選擇使用RClamp1851ZA或RClamp2451ZA。
NFC保護案例
以下是我們客戶(hù)利用RClamp2451ZA實(shí)現NFC天線(xiàn)ESD防護的實(shí)際案例，供大家參考。
某手機客戶(hù)在評估NFC天線(xiàn)的抗靜電能力時(shí)，發(fā)現其無(wú)法通過(guò)8KV的接觸放電測試，通過(guò)TLP工具分析該天線(xiàn)的抗靜電能力，評估損壞點(diǎn)并且提供相應的ESD靜電防護方案。
由TLP測試結果可知，在NFC天線(xiàn)電路上增加RClamp2451ZA，該系統的靜電能力由3KV提高到15KV，完全符合8KV的防護需求，并且留有充足的裕量。
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