CN105550735A - 一种电池组 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电池组，提供电能，包括：串联连接的输入电感器和第一功率开关，输出电容器，第二功率开关，稳压电路，分压电路，输出第一频率信号、第二频率信号和第三频率信号，输入电压采样电路，电压比较器，第一逻辑开关，第二逻辑开关，第三逻辑开关，第四逻辑开关，频率比较器，锯齿波产生器，控制及驱动电路，产生两路互补的开关驱动信号，以控制第一功率开关和第二功率开关的通断。本发明的电池组在待机状态时，耗电量低；正常工作状态时，在电池组电量不足时对供电功率进行补偿，保证电路的正常工作。

Description

一种电池组

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种电池组。

背景技术

RFID射频电路是一种非接触式的自动识别技术，将RFID贴在每个货物的包装、托盘或者货架上，在RFID中写入货物的具体资料、货架位置、库位等信息，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。

RFID的使用环境往往比较恶劣，而且贴在每个货物的包装、托盘或者货架上，机械碰撞强烈，射频信号的输出受到影响。内置电池供电的RFID也称有源RFID，其输出射频信号的功率更强，距离和穿透力更有优越性，使用更加广泛。但有源RFID由于电池要一直给射频发生电路提供电能，以使接收器接收到RFID的射频信号，因此电池的耗电量很大，电池的电量随着时间衰减，输出信号会逐渐降低，当剩余电量不足以支持射频信号的远距离传输时，货物信息无法自动更新，导致不必要的损失。

发明内容

本发明提出一种电池组，解决了现有技术中有源RFID耗电量大、由于电池的电量随着时间衰减输出射频信号无法实现远距离传输的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电池组，包括：

串联连接的输入电感器和第一功率开关，耦接在所述电池组的输入端口和参考地之间；

输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间，所述输出端口连接到射频发生电路；

第二功率开关，耦接在第一功率开关和输入电感器的公共点和输出端口之间；

稳压电路，耦接在所述电池组的输入端口和参考地之间，输出稳定的基准电压；

分压电路，连接到所述稳压电路的输出端，将所述基准电压进行分压，输出第一频率信号、第二频率信号和第三频率信号，电压值依次为：第一频率信号＜第二频率信号＜第三频率信号；

输入电压采样电路，采样所述电池组输入端口的电压，输出电池组采样电压；

电压比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端接收门限电压，其同相输入端耦接至所述电池组采样电压，其输出端子产生电压比较信号；

第一逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一频率信号，其控制端子耦接至电压比较器的输出端子接收电压比较信号；所述第一逻辑开关为低电平导通；

第二逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第二频率信号，其控制端子耦接至电压比较器的输出端子接收电压比较信号，其中所述第一逻辑开关的第二端子和第二逻辑开关的第二端子耦接在一起；所述第二逻辑开关为高电平导通；

第三逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第三频率信号，其控制端子耦接至振动传感器接收振动感应信号；所述第三逻辑开关为低电平导通；

第四逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一逻辑开关的第二端子和第二逻辑开关的第二端子，其第二端子耦接第三逻辑开关的第二端子，其控制端子耦接至振动传感器接收振动感应信号；所述第四逻辑开关为高电平导通；

频率比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端耦接至第三逻辑开关的第二端子和第四逻辑开关的第二端子接收频率参考信号，其输出端子提供时钟信号；

锯齿波产生器，耦接至频率比较器的输出端子接收时钟信号，并基于时钟信号提供锯齿波信号至频率比较器的同相输入端；

控制及驱动电路，耦接至频率比较器的输出端子接收时钟信号，并基于时钟信号，产生两路互补的开关驱动信号，以控制第一功率开关和第二功率开关的通断。

本发明的有益效果是：

(1)RFID处于待机状态，耗电量低；

(2)RFID处于正常工作状态，并在电池组电量不足时对射频发生电路的供电功率进行补偿，保证射频发生电路的正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种电池组的控制框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的有源RFID工作状态电池要一直给射频发生电路提供电能，以使接收器接收到电子开关的射频信号，因此电池的耗电量很大，电池的电量随着时间衰减，输出信号会逐渐降低，当剩余电量不足以支持射频信号的远距离传输时，货物信息无法自动更新，导致不必要的损失。

如图1所示，本发明提供了一种电池组，包括：输入端口101，接收电池组的输入电压；输出端口102，为射频发生电路116提供供电电压；串联连接的输入电感器103和第一功率开关104，串联耦接在输入端口101和参考地之间；输出电容器106，耦接在输出端口102和参考地之间，所述输出端口102连接到射频发生电路116；第二功率开关105，耦接在第一功率开关104和输入电感器103的公共电和输出端口102之间；稳压电路118，耦接在所述电池组117的输入端口和参考地之间，输出稳定的基准电压；分压电路119，连接到所述稳压电路118的输出端，将所述基准电压进行分压，输出第一频率信号Vf1、第二频率信号Vf2和第三频率信号Vf3，电压值依次为：第一频率信号Vf1＜第二频率信号Vf2＜第三频率信号Vf3；输入电压采样电路120，采样所述电池组117输入端口的电压，输出电池组采样电压Vfb；电压比较器108，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端接收门限电压Vth，其同相输入端耦接至输入电压采样电路120接收电池组采样电压Vfb，其输出端子产生电压比较信号；第一逻辑开关109-1，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一频率信号Vf1，其控制端子耦接至电压比较器108的输出端子接收电压比较信号；第二逻辑开关109-2具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第二频率信号Vf2，其控制端子耦接至电压比较器108的输出端子接收电压比较信号；其中所述第一逻辑开关109-1的第二端子和第二逻辑开关109-2的第二端子耦接在一起；第三逻辑开关109-3具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第三频率信号Vf3，其控制端子耦接至振动传感器121接收振动感应信号，振动感应器121检测货物的包装、托盘或者货架的振动状态，当检测到货物振动时，输出脉冲信号；第四逻辑开关109-4具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一逻辑开关109-1的第二端子和第二逻辑开关109-2的第二端子，其第二端子耦接第三逻辑开关109-3的第二端子，其控制端子耦接至振动传感器121接收振动感应信号；频率比较器110，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端耦接至第三逻辑开关109-3的第二端子和第四逻辑开关109-4的第二端子接收频率参考信号Vfr，其输出端子提供时钟信号CLK；锯齿波产生器111，耦接至频率比较器110的输出端子接收时钟信号CLK，并基于时钟信号CLK提供锯齿波信号Vsw至频率比较器110的同相输入端；控制及驱动电路112，耦接至频率比较器110的输出端子接收时钟信号CLK，并基于时钟信号CLK，产生两路互补的开关驱动信号，以控制第一功率开关104和第二功率开关105的通断。

优选地，所述第一逻辑开关109-1为低电平导通，第二逻辑开关109-2为高电平导通，所述第三逻辑开关为低电平导通，所述第四逻辑开关为高电平导通。

也就是说，当振动感应器121没有检测到货物的振动状态，输出低电平，第三逻辑开关109-3导通，第四逻辑开关109-4关断，频率参考信号Vfr为第三频率信号Vf3，频率参考信号Vfr越大，频率比较器110输出的时钟信号CLK的高电平信号的宽度越小，控制及驱动电路112输出到第一功率开关104的开关驱动信号的脉冲宽度的占空比越小，输出到射频发生电路116的供电功率也越小，第三频率信号Vf3的电压值最大，射频发生电路116处于待机状态，发射的射频信号很小。

当振动感应器121检测到货物的振动状态，输出高电平，第三逻辑开关109-3关断，第四逻辑开关109-4开通，此时射频发生电路116处于工作状态。当电池组117的电量充足时，电池组采样电压Vfb大于门限电压Vth时，第一逻辑开关109-1被断开、第二逻辑开关109-2被导通，频率参考信号Vfr为第二频率信号Vf2，射频发生电路116处于正常工作状态；当电池组117的电量不足时，采样电压Vfb小于门限电压Vth时，第一逻辑开关109-1被导通、第二逻辑开关109-2被断开，频率参考信号Vfr为第一频率信号Vf1，第一频率信号Vf1的电压值最小，频率比较器110输出的时钟信号CLK的高电平信号的宽度最大，控制及驱动电路112输出到第一功率开关104的开关驱动信号的脉冲宽度的占空比最大，因此输出到射频发生电路116的供电功率得到补偿，射频发生电路116维持在正常工作状态。

优选地，所述锯齿波产生器111包括：充电电流源11、充电电容器12和复位开关13，三者并联耦接在频率比较器110的同相输入端和参考地之间，其中所述复位开关13进一步包括控制端子，所述控制端子耦接至频率比较器110的输出端子接收时钟信号CLK。当时钟信号CLK为低电平时，复位开关13被断开，则充电电流源11给充电电容器12充电，充电电容器12两端的电压线性增大，当其增大至频率比较器110反相输入端的频率参考信号Vfr的电压值时，频率比较器110输出的时钟信号CLK变为高电平。相应地，复位开关13被闭合。于是充电电容器12被拉至地，其两端的电压被迅速复位为零，即频率比较器110同相输入端的电压被复位为零。随后，时钟信号CLK变为低电平，复位开关13被断开，充电电流源11重新开始给充电电容器12充电，直至充电电容器12两端电压再次达到频率比较器110反相输入端的频率参考信号Vfr的电压值而触发时钟信号CLK变为高电平。锯齿波产生器111和频率比较器110如前所述周而复始地工作，从而产生周期性变化的锯齿波信号Vsw和时钟信号CLK。

优选地，输入电压采样电路120包括串联耦接在输出端口和参考地之间的第一电阻和第二电阻，其中电池组采样电压Vfb在第一电阻和第二电阻的串联耦接节点处产生。

本发明的电池组，货物存放时处于待机状态，耗电量低；货物移动时，处于正常工作状态，并在电池组电量不足时对射频发生电路的供电功率进行补偿，保证射频发生电路的正常工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种电池组，其特征在于，包括：

串联连接的输入电感器和第一功率开关，耦接在所述电池组的输入端口和参考地之间；

输出电容器，耦接在输出端口和参考地之间，所述输出端口连接到射频发生电路；

第二功率开关，耦接在第一功率开关和输入电感器的公共点和输出端口之间；

稳压电路，耦接在所述电池组的输入端口和参考地之间，输出稳定的基准电压；

分压电路，连接到所述稳压电路的输出端，将所述基准电压进行分压，输出第一频率信号、第二频率信号和第三频率信号，电压值依次为：第一频率信号＜第二频率信号＜第三频率信号；

输入电压采样电路，采样所述电池组输入端口的电压，输出电池组采样电压；

电压比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端接收门限电压，其同相输入端耦接至所述电池组采样电压，其输出端子产生电压比较信号；

第一逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一频率信号，其控制端子耦接至电压比较器的输出端子接收电压比较信号；所述第一逻辑开关为低电平导通；

第二逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第二频率信号，其控制端子耦接至电压比较器的输出端子接收电压比较信号，其中所述第一逻辑开关的第二端子和第二逻辑开关的第二端子耦接在一起；所述第二逻辑开关为高电平导通；

第三逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第三频率信号，其控制端子耦接至振动传感器接收振动感应信号；所述第三逻辑开关为低电平导通；

第四逻辑开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子耦接第一逻辑开关的第二端子和第二逻辑开关的第二端子，其第二端子耦接第三逻辑开关的第二端子，其控制端子耦接至振动传感器接收振动感应信号；所述第四逻辑开关为高电平导通；

频率比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端子，其反相输入端耦接至第三逻辑开关的第二端子和第四逻辑开关的第二端子接收频率参考信号，其输出端子提供时钟信号；

锯齿波产生器，耦接至频率比较器的输出端子接收时钟信号，并基于时钟信号提供锯齿波信号至频率比较器的同相输入端；

控制及驱动电路，耦接至频率比较器的输出端子接收时钟信号，并基于时钟信号，产生两路互补的开关驱动信号，以控制第一功率开关和第二功率开关的通断。