CN113452123A - 供电电路、超宽带模块及标签 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种供电电路、超宽带模块及标签。供电电路包括电源模块、具有升压功能的稳压模块以及电容模块，电源模块与稳压模块的输入端连接，稳压模块的输出端通过电容模块与待供电元件连接，其中，供电电路在供电状态下，电容模块存储的电量大于或等于，待供电元件工作时的瞬时电流与设定时长的乘积。该供电电路中，电容模块可以为待供电元件提供达到其工作时的瞬时电流的电流，并且能够保证所提供的电流持续时长大于或等于设定时长，如此，便可使用输出电流较低的电源模块，为工作时瞬时电流较高的待供电元件提供电源，以确保待供电元件的正常工作。
Description
技术领域
本公开涉及标签技术领域，尤其涉及一种供电电路、超宽带模块及标签。
背景技术
超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。
UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。
目前，基于UWB技术的UWB模块工作时发射器的瞬时电流一般为45mA，接收器的瞬时电流一般为75mA，往往需要大量的电源，导致UWB模块的体积较大，成本较高，限制了其适用场景。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种供电电路、超宽带模块及标签。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种供电电路，所述供电电路包括电源模块、具有升压功能的稳压模块以及电容模块，所述电源模块与所述稳压模块的输入端连接，所述稳压模块的输出端通过所述电容模块与待供电元件连接，其中，
所述供电电路在供电状态下，所述电容模块存储的电量大于或等于，所述待供电元件工作时的瞬时电流与设定时长的乘积。
可选地，所述电容模块包括并联的多个电容器，所述电容器接地。
可选地，多个所述电容器的电容值相同。
可选地，所述稳压模块与所述电容模块之间设置限流模块。
可选地，所述限流模块包括限流电阻。
可选地，所述电源模块包括纽扣电池。
可选地，所述稳压模块包括升降压稳压器或带有旁路模式的升压稳压器。
可选地，所述设定时长大于或等于3ms。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种超宽带模块，所述超宽带模块包括超宽带芯片以及如第一方面所述的供电电路，所述超宽带芯片与所述供电电路连接，所述供电电路用于为所述超宽带芯片提供电源；
所述供电电路在供电状态下，所述供电电路的电容模块存储的电量大于或等于所述超宽带芯片的接收器工作时的瞬时电流与设定时长的乘积。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种标签，所述标签包括如第二方面所述的超宽带模块。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在电源模块与待供电元件之间设置了具有升压功能的稳压器以及电容模块，并且，供电电路在供电状态下，电容模块存储的电量大于或等于待供电元件工作时的瞬时电流与设定时长的乘积，电容模块可以为待供电元件提供达到其工作时的瞬时电流的电流，并且能够保证所提供的电流持续时长大于或等于设定时长，如此，便可通过输出电流较低的电源模块，为工作时瞬时电流较高的待供电元件提供电源，确保待供电元件的正常工作。
例如，当待供电元件为UWB芯片时，该供电电路可通过稳压器和电容模块代替超级电容，如此，便可使用纽扣电池作为电源模块，为UWB芯片供电，即可降低成本，还可可降低供电电路的整体体积，可扩大UWB技术的应用场景。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的供电电路的局部电路图。
图2是根据一示例性实施例示出的超宽带模块的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
相关技术中，纽扣电池的瞬时放电电流一般为10mA，最大持续放电电流一般为4mA，故无法作为UWB芯片的供电电源。因此，纽扣电池与UWB芯片之间往往还设置超级电容，通过超级电容来实现纽扣电池为UWB芯片供电，确保UWB芯片正常工作。但是，超级电容的体积一般较大，导致纽扣电池、超级电容以及UWB芯片组成的UWB模块的体积也较大，而且超级电容的成本较高，仍然限制了UWB技术的应用场景。
本公开提供了一种供电电路。该供电电路中，在电源模块与待供电元件之间设置了具有升压功能的稳压器以及电容模块，并且，供电电路在供电状态下，电容模块存储的电量大于或等于待供电元件工作时的瞬时电流与设定时长的乘积，电容模块可以为待供电元件提供达到其工作时的瞬时电流的电流，并且能够保证所提供的电流持续时长大于或等于设定时长，如此，便可通过输出电流较低的电源模块，为工作时瞬时电流较高的待供电元件提供电源，确保待供电元件的正常工作。
示例地，当待供电元件为UWB芯片时，该供电电路可通过稳压器和电容模块代替超级电容，如此，便可使用纽扣电池作为电源模块，为UWB芯片供电，即可降低成本，还可以降低供电电路的整体体积，可扩大UWB技术的应用场景。
在一个示例性实施例中，提供了一种供电电路。参考图1和2所示，该供电电路可包括电源模块1、具有升压功能的稳压模块2以及电容模块3(需要说明的是，图1中虚线框仅仅是为了示出电容模块，实际电路中并不存在虚线框)。
其中，电源模块1与稳压模块2的输入端连接，稳压模块2的输出端通过电容模块3与待供电元件4连接，也就是，电源模块1通过稳压模块2和电容模块3，为待供电元件4提供电源。
电源模块1可包括纽扣电池，或者其它成本较低，且体积较小的电池。
稳压模块2可包括升降压稳压器或带有旁路模式的升压稳压器，或者其它成本较低、体积较小，且能够实现升压功能的元件。
电容模块3可以是能够等效为电容器31的模块，也可以是电容器31。并且，电容模块3可包括一个电容器31，也可包括并联的两个或多个电容器31。当电容模块3包括并联的多个电容器31时，每个电容器31均接地。另外，多个电容器31的电容值可以全部相同，也可以部分相同，还可以均不相同。
需要说明的是，供电电路在供电状态下，电容模块3存储的电量需要大于或等于待供电元件4工作时的瞬时电流与设定时长的乘积。如此，电容模块3便可持续释放大于或等于上述瞬时电流的电流，且持续时长大于或等于设定时长，以确保待供电元件4的正常启动以及工作。
其中，设定时长可根据启动待供电元件4所需的时长确定，例如可对待供电元件4进行测试，以得到启动待供电元件4所需的时长，进而确定设定时长大于或等于上述实验确定的时长。例如，设定时长可以大于或等于3ms(毫秒)。
待供电元件4可包括UWB芯片或其他工作时的瞬时电流大于电源模块1的瞬时放电电流的元件。
其中，稳压模块2与电容模块3之间也可设置限流模块5，以对电容模块3提供更好地保护。限流模块5可包括限流电阻，限流电阻的阻值可根据实际需求设置。限流电阻可以是电阻元件，也可以是能够等效为电阻元件的模块。
示例，
参考图1和2所示，供电电路中，电源模块1为纽扣电池，稳压模块2为升降压开关稳压器(DCDC-Booster)，电容模块3为八个并联的电容器31，电容器31的电容值均为47uF，待供电元件4为UWB芯片，设定时长为3ms。
该供电电路中，升降压稳压器可提高纽扣电池的输出电压，增加电容器31的存储的电量，当纽扣电池为UWB芯片供电，以使得UWB芯片工作时，八个并联电容器31同时放电，以满足UWB芯片工作时瞬时高电流的需求，也就是，八个并联电容器31同时放电，使得经过UWB芯片的电流达到75mA，并且能够持续至少3ms，以确保UWB芯片的正常启动和工作。
需要说明的是，根据纽扣电池、稳压器、电容器31以及UWB芯片的实际情况，供电电路中还可设置多个电阻器，例如，稳压器的输出端(例如稳压后电压输出端(VOUT))与电容器31之间设置用于限流的电阻元件，以更好地保护电容器31。再例如，纽扣电池与稳压器的输入端(包括多个输入引脚，例如双向数据线引脚(SDA)、时钟线引脚(SCL)、稳压前电压输入引脚(VIN))之间设置用于限流的电阻元件，以保证纽扣电池与稳压器更好地配合。
该供电电路通过纽扣电池供电，可以节约成本，容易更换，并且通过升降压稳压器与多个电容器31配合，可减小整个电路的体积，为UWB技术的应用提供了方便，提高UWB技术应用的灵活性，扩大UWB技术的应用场景。
在一个示例性实施例中，提供了一种超宽带模块(UWB模块)。该超宽带模块包括超宽带芯片以及上述的供电电路。
参考图1和2所示，该超宽带模块中，超宽带芯片作为上述的待供电元件4，与供电电路连接。即，供电电路用于为超宽带芯片提供电源。
在超宽带模块中，超宽带芯片(UWB芯片)的接收器工作时的瞬时电流(记为第一瞬时电流，一般为75mA)大于超宽带芯片的发射器工作时的瞬时电流(记为第二瞬时电流，一般为45mA)。因此，供电电路在供电状态下，电容模块3存储的电量大于或等于第一瞬时电流与设定时长的乘积，即可确保超宽带芯片的正常启动和工作，从而保证超宽带模块的正常工作。
该超宽带模块中，通过稳压器和电容模块3代替超级电容，即可通过较低输出电流的电源模块1(例如纽扣电池)为超宽带芯片供电，确保超宽带模块正常工作，可降低超宽带模块的整体体积以及成本，可扩大超宽带技术(UWB技术)的应用场景。
示例，
参考图1和2所示，超宽带模块包括供电电路和超宽带芯片。供电电路中，电源模块1为CR2032型号的纽扣电池，稳压模块2为ISL9122A型号的升降压稳压器(DCDC-Booster)，电容模块3为并联设置的八个电容值相同的电容器31，电容器31分别接地，电容器31的电容值均为47uF，设定时长为3ms。
该超宽带模块中，升降压稳压器可提高纽扣电池的输出电压，增加电容器31的存储的电量，当纽扣电池为超宽带芯片供电时，八个并联电容器31同时放电，以满足超宽带芯片工作时瞬时高电流的需求，也就是，八个并联电容器31同时放电，使得经过超宽带芯片的电流达到75mA，并且能够持续至少3ms，以确保超宽带模块的正常工作。
需要说明的是，该超宽带模块中，升降压稳压器可以作为一个开关，来控制超宽带模块的工作状态，达到省电的目的。例如，当不需要超宽带模块工作时，可通过升降压稳压器关闭供电电路的供电，进而关闭超宽带模块。纽扣电池工作一段时间后，纽扣电池的电压会下降到超宽带芯片最低工作电压以下，升降压稳压器对纽扣电池的电压起到升压作用，让纽扣电池充分放电，延长工作时长。
在一个示例性实施例中，提供了一种标签。该标签可包括上述的超宽带模块，该标签可贴在人和物体上面，用带有UWB功能的终端(例如手机)进行识别、定位、测距以及跟踪等等。例如，用于有定位需求的可穿戴设备，以辅助定位，提升定位精度。再例如，可以与UWB基站配合，基于TDOA(一种利用时间差进行定位的方法)原理实现室内高精度定位。
另外，该标签中还可设置BLE(Bluetooth Low Energy，即低能耗蓝牙)功能，可以通过蓝牙接入网关，实现远程监视和测距等。例如，该标签可以作为终端应用于既需要数据传输又需要定位的场景，其数据最高传输速率可以达到27Mbps。
由于上述超宽带模块的体积较小，成本较低，因此可减小标签的整体体积，便于将标签设置于更加狭小的空间，扩大标签的适用场景，还可降低标签的成本。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路包括电源模块、具有升压功能的稳压模块以及电容模块，所述电源模块与所述稳压模块的输入端连接，所述稳压模块的输出端通过所述电容模块与待供电元件连接，其中，
所述供电电路在供电状态下，所述电容模块存储的电量大于或等于，所述待供电元件工作时的瞬时电流与设定时长的乘积。
2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电容模块包括并联的多个电容器，所述电容器接地。
3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，多个所述电容器的电容值相同。
4.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述稳压模块与所述电容模块之间设置限流模块。
5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述限流模块包括限流电阻。
6.根据权利要求1-5任一项所述的供电电路，其特征在于，所述电源模块包括纽扣电池。
7.根据权利要求1-5任一项所述的供电电路，其特征在于，所述稳压模块包括升降压稳压器或带有旁路模式的升压稳压器。
8.根据权利要求1-5任一项所述的供电电路，其特征在于，所述设定时长大于或等于3ms。
9.一种超宽带模块，其特征在于，所述超宽带模块包括超宽带芯片以及如权利要求1-8任一项所述的供电电路，所述超宽带芯片与所述供电电路连接，所述供电电路用于为所述超宽带芯片提供电源；
所述供电电路在供电状态下，所述供电电路的电容模块存储的电量大于或等于所述超宽带芯片的接收器工作时的瞬时电流与设定时长的乘积。
10.一种标签，其特征在于，所述标签包括如权利要求9所述的超宽带模块。
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