CN102738907B - 产生直流电压的电路及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种产生直流电压的电路，包括3轴天线组、第一电容、限制直流电压产生器、第二电容及低压降稳压器。该3轴天线组是用以接收读取器发射的信号；该第一电容是用以根据该信号的X轴分量、Y轴分量及Z轴分量，产生第一直流电压；该限制直流电压产生器是用以限制并转换该X轴分量、该Y轴分量及该Z轴分量，以产生X轴直流电压、Y轴直流电压及Z轴直流电压；该第二电容是用以根据该X轴直流电压、该Y轴直流电压及该Z轴直流电压，产生第二直流电压；该低压降稳压器是用以根据该第二直流电压，产生直流输出电压。因此，本发明可避免耦接于该3轴天线组的其它电路，以及耦接于该低压降稳压器的下一级电路受到损害。

Description

产生直流电压的电路及其方法
技术领域
本发明是有关于一种产生直流电压的电路及产生直流电压的方法，尤指一种利用限制直流电压产生器，以限制所产生的直流电压的电路及方法。
背景技术
请参照图1，图1是为现有技术说明电磁耦合充电电路100的示意图。电磁耦合充电电路100包括电感102、天线电容104、二极管106及充电电容108，其中天线电容104是用以调整和电感102之间的共振频率，以匹配读取器110发射的电波RW的频率，以及电感102是用以耦合读取器110的发射的电波RW。当电感102耦合进来的电波造成二极管106顺向偏压时，通过电感102耦合进来的电波会对充电电容108充电。
然而由于二极管106的跨压的影响，因此，上述电磁耦合充电电路100的充电方式的效率较差。另外，因为电感102耦合进来的电波的振幅会随着电磁耦合充电电路100与读取器110之间的距离而改变，所以A节点的电压有可能造成其它电路112的损坏。
发明内容
本发明的一实施例提供一种产生直流电压的电路。该电路包括3轴天线组、第一电容、限制直流电压产生器、第二电容及低压降稳压器。该3轴天线组具有第一耦合端，用以接收读取器发射的信号的X轴分量，第二耦合端，用以接收该信号的Y轴分量，第三耦合端，用以接收该信号的Z轴分量，及输出端；该第一电容是耦接于该3轴天线组的输出端，用以根据该X轴分量，该Y轴分量及该Z轴分量，产生第一直流电压；该限制直流电压产生器具有第一输入端，耦接于该3轴天线组的第一耦合端，用以接收该X轴分量，第二输入端，耦接于该3轴天线组的第二耦合端，用以接收该Y轴分量，第三输入端，耦接于该3轴天线组的第三耦合端，用以接收该Z轴分量，第四端，耦接于地端，及输出端，用以输出X轴直流电压、Y轴直流电压及Z轴直流电压，其中该限制直流电压产生器是用以转换该X轴分量、该Y轴分量及该Z轴分量，以产生该X轴直流电压、该Y轴直流电压及该Z轴直流电压；该第二电容是耦接于该限制直流电压产生器的输出端，用以根据该X轴直流电压、该Y轴直流电压及该Z轴直流电压，产生第二直流电压；该低压降稳压器(low dropout regulator)是耦接于该第二电容，用以根据该第二直流电压，产生直流输出电压。
本发明的还一实施例提供一种产生直流电压的方法。该方法包括3轴天线组接收读取器发射的信号的X轴分量、Y轴分量及Z轴分量；第一电容根据该X轴分量，该Y轴分量及该Z轴分量，产生第一直流电压；限制直流电压产生器限制并转换该X轴分量、该Y轴分量及该Z轴分量，以产生X轴直流电压、Y轴直流电压及Z轴直流电压；第二电容根据该X轴直流电压、该Y轴直流电压及该Z轴直流电压，产生第二直流电压；低压降稳压器根据该第二直流电压，产生直流输出电压。
本发明提供一种产生直流电压的电路及其方法。该电路及其方法是利用限制直流电压产生器限制3轴天线组的第一耦合端、第二耦合端及第三耦合端的电压，以克服该第一耦合端、该第二耦合端及该第三耦合端的电压会随着读取器发射的信号变化剧烈的问题。如此，本发明可避免耦接于该3轴天线组的第一耦合端、第二耦合端及第三耦合端的其它电路，以及耦接于低压降稳压器的下一级电路受到损害。
附图说明
图1是为现有技术说明电磁耦合充电电路的示意图。
图2是为本发明的一实施例说明一种产生直流电压的电路的示意图。
图3是为本发明的还一实施例说明一种产生直流电压的方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
100            电磁耦合充电电路
102            电感
104            天线电容
106            二极管
108            充电电容
110、212       读取器
200            电路
202            3轴天线组
204            第一电容
206            限制直流电压产生器
208            第二电容
210            低压降稳压器
214            下一级电路
2022           X轴天线
2024           Y轴天线
2026           Z轴天线
2062           X轴直流电压产生单元
2064           Y轴直流电压产生单元
2066           Z轴直流电压产生单元
20222          X轴电感
20224          X轴电容
20242          Y轴电感
20244          Y轴电容
20262          Z轴电感
20264          Z轴电容
20622          第一限制器
20624          第一二极管
20642          第二限制器
20644          第二二极管
20662          第三限制器
20664          第三二极管
A              节点
FCT            第一耦合端
FDCV           第一直流电压
GND            地端
RW             电波
RS             信号
RX             X轴分量
RY             Y轴分量
RZ             Z轴分量
SCT            第二耦合端
SDCV           第二直流电压
TCT            第三耦合端
T1             第一输入端
T2             第二输入端
T3             第三输入端
VO             直流输出电压
XDCV           X轴直流电压
YDCV           Y轴直流电压
ZDCV           Z轴直流电压
300-312        步骤
具体实施方式
请参照图2，图2是为本发明的一实施例说明一种产生直流电压的电路200的示意图。电路200包括3轴天线组202、第一电容204、限制直流电压产生器206、第二电容208及低压降稳压器(low dropout regulator)210。3轴天线组202具有第一耦合端FCT，用以接收读取器212发射的信号RS的X轴分量RX，第二耦合端SCT，用以接收信号RS的Y轴分量RY，第三耦合端TCT，用以接收信号RS的Z轴分量RZ，及输出端；第一电容204是耦接于3轴天线组202的输出端，用以根据X轴分量RX，Y轴分量RY及Z轴分量RZ，产生第一直流电压FDCV；限制直流电压产生器206具有第一输入端T1，耦接于3轴天线组202的第一耦合端FCT，用以接收X轴分量RX，第二输入端T2，耦接于3轴天线组202的第二耦合端SCT，用以接收Y轴分量RY，第三输入端T3，耦接于3轴天线组202的第三耦合端TCT，用以接收Z轴分量RZ，第四端，耦接于地端GND，及输出端，用以输出X轴直流电压XDCV、Y轴直流电压YDCV及Z轴直流电压ZDCV，其中限制直流电压产生器206是用以转换X轴分量RX、Y轴分量RY及Z轴分量RZ，以产生X轴直流电压XDCV、Y轴直流电压YDCV及Z轴直流电压ZDCV；第二电容208是耦接于限制直流电压产生器206的输出端，用以根据X轴直流电压XDCV、Y轴直流电压YDCV及Z轴直流电压ZDCV，产生第二直流电压SDCV；低压降稳压器210是耦接于第二电容208，用以根据第二直流电压SDCV，产生直流输出电压VO。
3轴天线组202包括X轴天线2022、Y轴天线2024及Z轴天线2026。X轴天线2022包括X轴电感20222及X轴电容20224。X轴电感20222具有第一端，耦接于3轴天线组202的第一耦合端FCT，及第二端，耦接于3轴天线组202的输出端，其中X轴电感20222是用以耦合X轴分量RX；X轴电容20224具有第一端，耦接于3轴天线组202的第一耦合端FCT，及第二端，耦接于3轴天线组202的输出端，其中X轴电容20224是用以调整X轴天线2022的共振频率。Y轴天线2024包括Y轴电感20242及Y轴电容20244。Y轴电感20242具有第一端，耦接于3轴天线组202的第二耦合端SCT，及第二端，耦接于3轴天线组202的输出端，其中Y轴电感20242是用以耦合Y轴分量RY；Y轴电容20244具有第一端，耦接于3轴天线组202的第二耦合端SCT，及第二端，耦接于3轴天线组202的输出端，其中Y轴电容20244是用以调整Y轴天线2024的共振频率。Z轴天线2026包括Z轴电感20262及Z轴电容20264。Z轴电感20262具有第一端，耦接于3轴天线组202的第三耦合端TCT，及第二端，耦接于3轴天线组202的输出端，其中Z轴电感20262是用以耦合Z轴分量RZ；Z轴电容20264具有第一端，耦接于3轴天线组202的第三耦合端TCT，及第二端，耦接于3轴天线组202的输出端，其中Z轴电容20264是用以调整Z轴天线2026的共振频率。另外，X轴天线2022、Y轴天线2024及Z轴天线2026是共享3轴天线组202的输出端，以减少产生直流电压的电路200的接脚数目。
限制直流电压产生器206包括X轴直流电压产生单元2062、Y轴直流电压产生单元2064及Z轴直流电压产生单元2066。X轴直流电压产生单元2062包括第一限制器20622及第一二极管20624。第一限制器20622具有第一端，耦接于限制直流电压产生器206的第一输入端T1，及第二端，耦接于限制直流电压产生器206的第四端，其中第一限制器20622是用以限制限制直流电压产生器206的第一输入端T1的电压；第一二极管20624具有第一端，耦接于限制直流电压产生器206的第一输入端T1，及第二端，耦接于限制直流电压产生器206的输出端，其中第一二极管20624是用以转换X轴分量RX，以产生X轴直流电压XDCV。Y轴直流电压产生单元2064包括第二限制器20642及第二二极管20644。第二限制器20642具有第一端，耦接于限制直流电压产生器206的第二输入端T2，及第二端，耦接于限制直流电压产生器206的第四端，其中第二限制器20642是用以限制限制直流电压产生器206的第二输入端T2的电压；第二二极管20644具有第一端，耦接于限制直流电压产生器206的第二输入端T2，及第二端，耦接于限制直流电压产生器206的输出端，其中第二二极管20644是用以转换Y轴分量RY，以产生Y轴直流电压YDCV。Z轴直流电压产生单元2066包括第三限制器20662及第三二极管20664。第三限制器20662具有第一端，耦接于限制直流电压产生器206的第三输入端T3，及第二端，耦接于限制直流电压产生器206的第四端，其中第三限制器20662是用以限制限制直流电压产生器206的第三输入端T3的电压；第三二极管20664具有第一端，耦接于限制直流电压产生器206的第三输入端T3，及第二端，耦接于限制直流电压产生器206的输出端，其中第三二极管20664是用以转换Z轴分量RZ，以产生Z轴直流电压ZDCV。
如图2所示，3轴天线组202是利用X轴天线2022、Y轴天线2024及Z轴天线2026分别耦合读取器212发射的信号RS的X轴分量RX、Y轴分量RY及Z轴分量RZ，以提高第二电容208的充电效率。另外，如图2所示，第一电容204产生的第一直流电压FDCV可提高3轴天线组202的第一耦合端FCT的电压、第二耦合端SCT的电压及第三耦合端TCT的电压，所以第一直流电压FDCV可用以加速限制直流电压产生器206对第二电容208的充电速度。
另外，由于第一耦合端FCT的电压、第二耦合端SCT的电压及第三耦合端TCT的电压会随着读取器212发射的信号RS变化剧烈，可能导致耦接于第一耦合端FCT、第二耦合端SCT及第三耦合端TCT的其它电路受到损害。因此，限制直流电压产生器206利用第一限制器20622、第二限制器20642及第三限制器20662限制限制直流电压产生器206的第一输入端T1、第二输入端T2及第三输入端T3的电压至第一特定电压(例如6.2V)。但本发明并不受限于第一特定电压为6.2V。因此，第二电容208产生的第二直流电压SDCV是等于第一特定电压减去第一二极管20624(第二二极管20644或第三二极管20664)的压降，亦即第二直流电压SDCV是等于5.5V。低压降稳压器210根据第二直流电压SDCV，产生直流输出电压VO(例如3.3V)，以供应下一级电路214。但本发明并不受限于直流输出电压VO为3.3V。
另外，产生直流电压的电路200是用以供应短时间的小电流，因此，使用者可根据供应小电流的时间T、小电流的值CV及式(1)，计算出第二电容208的电容值C。
C＝CV*T/(SDCV-VO)              (1)
请参照图3，图3是为本发明的还一实施例说明一种产生直流电压的方法的流程图。图3的方法是利用图2的电路200说明，详细步骤如下：
步骤300：开始；
步骤302：3轴天线组202接收读取器212发射的信号RS的X轴分量RX、Y轴分量RY及Z轴分量RZ，进行步骤304和步骤306；
步骤304：第一电容204根据X轴分量RX、Y轴分量RY及Z轴分量RZ，产生第一直流电压FDCV；
步骤306：限制直流电压产生器206根据第一直流电压FDCV、X轴分量RX、Y轴分量RY及Z轴分量RZ产生X轴直流电压XDCV、Y轴直流电压YDCV及Z轴直流电压ZDCV；
步骤308：第二电容208根据X轴直流电压XDCV、Y轴直流电压YDCV及Z轴直流电压ZDCV，产生第二直流电压SDCV；
步骤310：低压降稳压器210根据第二直流电压SDCV，产生直流输出电压VO；
步骤312：结束。
在步骤302中，3轴天线组202接收读取器212发射的信号RS的X轴分量RX、Y轴分量RY及Z轴分量RZ包括X轴天线2022接收信号RS的X轴分量RX、Y轴天线2024接收信号RS的Y轴分量RY及Z轴天线2026接收信号RS的Z轴分量RZ，以提高第二电容208的充电效率。在步骤304中，第一电容204产生的第一直流电压FDCV可提高3轴天线组202的第一耦合端FCT的电压、第二耦合端SCT的电压及第三耦合端TCT的电压，所以第一直流电压FDCV可用以加速限制直流电压产生器206对第二电容208的充电速度。在步骤306中，X轴直流电压产生单元2062通过第一二极管20624及第一限制器20622限制并转换X轴分量RX，以产生X轴直流电压XDCV；Y轴直流电压产生单元2064通过第二二极管20644及第二限制器20642限制并转换Y轴分量RY，以产生Y轴直流电压YDCV；Z轴直流电压产生单元2066通过第三二极管20664及第三限制器20662限制并转换Z轴分量RZ，以产生Z轴直流电压ZDCV。在步骤308中，第二电容208根据X轴直流电压XDCV、Y轴直流电压YDCV及Z轴直流电压ZDCV充电，以产生第二直流电压SDCV。在步骤310中，低压降稳压器210第二直流电压SDCV，产生直流输出电压VO给下一级电路214使用。
综上所述，本发明所提供的产生直流电压的电路及其方法，是利用限制直流电压产生器限制3轴天线组的第一耦合端、第二耦合端及第三耦合端的电压，以克服第一耦合端、第二耦合端及第三耦合端的电压会随着读取器发射的信号变化剧烈的问题。如此，本发明可避免耦接于3轴天线组的第一耦合端、第二耦合端及第三耦合端的其它电路，以及耦接于低压降稳压器的下一级电路受到损害。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种产生直流电压的电路，包括：
3轴天线组，具有第一耦合端，用以接收读取器发射的信号的X轴分量，第二耦合端，用以接收该信号的Y轴分量，第三耦合端，用以接收该信号的Z轴分量，及输出端；
第一电容，耦接于该3轴天线组的输出端，用以根据该X轴分量，该Y轴分量及该Z轴分量，产生第一直流电压；
该电路的特征在于还包括：
限制直流电压产生器，具有第一输入端，耦接于该3轴天线组的第一耦合端，用以接收该X轴分量，第二输入端，耦接于该3轴天线组的第二耦合端，用以接收该Y轴分量，第三输入端，耦接于该3轴天线组的第三耦合端，用以接收该Z轴分量，第四端，耦接于地端，及输出端，用以输出X轴直流电压、Y轴直流电压及Z轴直流电压，其中该限制直流电压产生器是用以转换该X轴分量、该Y轴分量及该Z轴分量，以产生该X轴直流电压、该Y轴直流电压及该Z轴直流电压；
第二电容，耦接于该限制直流电压产生器的输出端，用以根据该X轴直流电压、该Y轴直流电压及该Z轴直流电压，产生第二直流电压；及
低压降稳压器，耦接于该第二电容，用以根据该第二直流电压，产生直流输出电压。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，该3轴天线组包括：
X轴天线，包括：
X轴电感，具有第一端，耦接于该3轴天线组的第一耦合端，及第二端，耦接于该3轴天线组的输出端；
X轴电容，具有第一端，耦接于该3轴天线组的第一耦合端，及第二端，耦接于该3轴天线组的输出端，其中该X轴电容是用以调整该X轴天线的共振频率；
Y轴天线，包括：
Y轴电感，具有第一端，耦接于该3轴天线组的第二耦合端，及第二端，耦接于该3轴天线组的输出端；
Y轴电容，具有第一端，耦接于该3轴天线组的第二耦合端，及第二端，耦接于该3轴天线组的输出端，其中该Y轴电容是用以调整该Y轴天线的共振频率；及
Z轴天线，包括：
Z轴电感，具有第一端，耦接于该3轴天线组的第三耦合端，及第二端，耦接于该3轴天线组的输出端；
Z轴电容，具有第一端，耦接于该3轴天线组的第三耦合端，及第二端，耦接于该3轴天线组的输出端，其中该Z轴电容是用以调整该Z轴天线的共振频率。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，该限制直流电压产生器包括：
X轴直流电压产生单元，包括：
第一限制器，具有第一端，耦接于该限制直流电压产生器的第一输入端，及第二端，耦接于该限制直流电压产生器的第四端，其中该第一限制器是用以限制该限制直流电压产生器的第一输入端的电压；及
第一二极管，具有第一端，耦接于该限制直流电压产生器的第一输入端，及第二端，耦接于该限制直流电压产生器的输出端，其中该第一二极管是用以转换该X轴分量，以产生该X轴直流电压；
Y轴直流电压产生单元，包括：
第二限制器，具有第一端，耦接于该限制直流电压产生器的第二输入端，及第二端，耦接于该限制直流电压产生器的第四端，其中该第二限制器是用以限制该限制直流电压产生器的第二输入端的电压；及
第二二极管，具有第一端，耦接于该限制直流电压产生器的第二输入端，及第二端，耦接于该限制直流电压产生器的输出端，其中该第二二极管是用以转换该Y轴分量，以产生该Y轴直流电压；及
Z轴直流电压产生单元，包括：
第三限制器，具有第一端，耦接于该限制直流电压产生器的第三输入端，及第二端，耦接于该限制直流电压产生器的第四端，其中该第三限制器是用以限制该限制直流电压产生器的第三输入端的电压；及
第三二极管，具有第一端，耦接于该限制直流电压产生器的第三输入端，及第二端，耦接于该限制直流电压产生器的輸出端，其中该第三二极管是用以转换该Z轴分量，以产生该Z轴直流电压。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，该第一直流电压是用以加速该限制直流电压产生器对该第二电容的充电速度。
5.一种产生直流电压的方法，包括：
步骤302:3轴天线组接收读取器发射的信号的X轴分量、Y轴分量及Z轴分量；
步骤304:第一电容根据该X轴分量，该Y轴分量及该Z轴分量，产生第一直流电压；
该方法的特征在于还包括：
步骤306:限制直流电压产生器根据该第一直流电压、该X轴分量、该Y轴分量及该Z轴分量产生X轴直流电压、Y轴直流电压及Z轴直流电压；
步骤308:第二电容根据该X轴直流电压、该Y轴直流电压及该Z轴直流电压，产生第二直流电压，其中该第一直流电压是用以加速该限制直流电压产生器对该第二电容的充电速度；及
步骤310:低压降稳压器根据该第二直流电压，产生直流输出电压。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该3轴天线组接收该读取器发射的信号的该X轴分量、该Y轴分量及该Z轴分量包括：
X轴天线接收该信号的X轴分量；
Y轴天线接收该信号的Y轴分量；及
Z轴天线接收该信号的Z轴分量。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该限制直流电压产生器限制并转换该X轴分量、该Y轴分量及该Z轴分量，以产生该X轴直流电压、该Y轴直流电压及该Z轴直流电压包括：
X轴直流电压产生单元限制并转换该X轴分量，以产生该X轴直流电压；
Y轴直流电压产生单元限制并转换该Y轴分量，以产生该Y轴直流电压；
及
Z轴直流电压产生单元限制并转换该Z轴分量，以产生该Z轴直流电压。
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