CN211209387U

CN211209387U - 一种nfc的大功率无线供电电路

Info

Publication number: CN211209387U
Application number: CN201922499813.0U
Authority: CN
Inventors: 黄新吉; 韦挺
Original assignee: Shenzhen Derk Iot Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Derk Iot Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2029-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种NFC的大功率无线供电电路，包括顺次连接的NFC读卡器、整流滤波稳压电路、超级电容充电电路、供电输出控制电路和应用设备，整流滤波稳压电路包括稳压芯片，稳压芯片的输入端连接NFC读卡器及第一电容、第二电容的一端，第一电容、第二电容的另一端均接地，稳压芯片的输出端连接超级电容充电电路，超级电容充电电路为超级电容，超级电容的一端连接供电输出空置电路，超级电容的另一端接地；有益效果是：整流滤波稳压电路将从NFC读卡器输入过来的交流电经过整流滤波稳压输出一个小电流的电源，然后给超级电容充电，当超级电容的电压达到目标电压后，供电输出控制电路再开启开关给应用设备进行供电，能为应用设备提供足够的电压。

Description

一种NFC的大功率无线供电电路

技术领域

本实用新型涉及无线通信设备技术领域，具体涉及一种NFC的大功率无线供电电路。

背景技术

NFC-近场通信(Near Field Communication)又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输，交换数据。这个技术由免接触式射频识别(RFID)演变而来，由飞利浦和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互连技术。近场通信是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。目前NFC无线供电使用较多的是利用NFC读卡设备发射出来的13.56MHz的磁场，在设备端(需要取电的设备)加入一个耦合线圈(类似变压器线圈耦合的工作原理)，将读卡设备发射出来的磁场转换为电压给设备供电。然而，由于NFC读卡设备发射出来的磁场能量低，导致供电电流小(一般不能超过10mA)，不能供应功率较大的设备工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种NFC的大功率无线供电电路，以解决上述背景技术中出现的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种NFC的大功率无线供电电路，包括顺次连接的NFC读卡器、整流滤波稳压电路、超级电容充电电路、供电输出控制电路和应用设备，所述整流滤波稳压电路包括稳压芯片(Q1)，所述稳压芯片的输入端连接NFC读卡器及第一电容(C1)、第二电容(C2)的一端，第一电容(C1)、第二电容(C2)的另一端均接地，稳压芯片(Q1)的输出端连接超级电容充电电路，所述超级电容充电电路为超级电容(C3)，所述超级电容(C3)的一端连接供电输出空置电路，超级电容(C3)的另一端接地。

作为本实用新型的优选方案，所述供电输出控制电路包括电压比较器(U1-A)，所述电压比较器(U1-A)的正输入端通过第三电阻(R3)连接超级电容(C3)及通过第二电阻(R2)接地，电压比较器(U1-A)的负输入端通过第一电阻(R1)连接超级电容及通过稳压二极管(D3)接地，电压比较器(U1-A)的输出端通过第五电阻(R5)连接第一三极管(Q3)的基级及通过第五电阻(R5)、第六电阻(R6)接地，所述第一三极管(Q3)的发射极接地，第一三极管(Q3)的集电极通过第四电阻(R4)连接超级电容(C3)及连接MOS管(Q2)、第二三极管(Q4)的集电极，所述MOS管(Q2)的源极连接超级电容(C3)，MOS管(Q2)的栅极连接第二三极管(Q4)的集电极，MOS管(Q2)的漏极通过第八电阻(R8)连接第二三极管(Q4)的基极及通过第八电阻(R8)、第七电阻(R7)接地；所述MOS管(Q2)的漏极连接第四电容(C4)、第五电容(C5)与电压输出(J1)的一端，所述第四电容(C4)、第五电容(C5)与电压输出(J1)的另一端接地。

作为本实用新型的优选方案，所述稳压芯片为3.3V。

采用上述技术方案的有益效果是：本实用新型的整流滤波稳压电路将从NFC读卡器输入过来的交流电经过整流滤波稳压输出一个小电流(小于10mA)的电源，然后给超级电容(C3)充电，当超级电容(C3)的电压达到目标电压后，供电输出控制电路再开启开关给应用设备进行供电，能为应用设备提供足够的电压。

附图说明

图1为本实用新型的电路示意图。

图中，Q1为稳压芯片，C1为第一电容，C2为第二电容，C3为超级电容，C4为第四电容，C5为第五电容，U1-A为电压比较器，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，R4为第四电阻，R5为第五电阻，R6为第六电阻，R7为第七电阻，R8为第八电阻，D3为稳压二极管，Q3为第一三极管，Q4为第二三极管，Q2为MOS管，J1为电压输出。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

根据图1所示，本实施例提出一种NFC的大功率无线供电电路，包括顺次连接的NFC读卡器、整流滤波稳压电路、超级电容充电电路、供电输出控制电路和应用设备，整流滤波稳压电路包括稳压芯片(Q1)，稳压芯片的输入端连接NFC读卡器及第一电容(C1)、第二电容(C2)的一端，第一电容(C1)、第二电容(C2)的另一端均接地，稳压芯片(Q1)的输出端连接超级电容充电电路，超级电容充电电路为超级电容(C3)，超级电容(C3)的一端连接供电输出空置电路，超级电容(C3)的另一端接地。

供电输出控制电路包括电压比较器(U1-A)，电压比较器(U1-A)的正输入端通过第三电阻(R3)连接超级电容(C3)及通过第二电阻(R2)接地，电压比较器(U1-A)的负输入端通过第一电阻(R1)连接超级电容及通过稳压二极管(D3)接地，电压比较器(U1-A)的输出端通过第五电阻(R5)连接第一三极管(Q3)的基级及通过第五电阻(R5)、第六电阻(R6)接地，第一三极管(Q3)的发射极接地，第一三极管(Q3)的集电极通过第四电阻(R4)连接超级电容(C3)及连接MOS管(Q2)、第二三极管(Q4)的集电极，MOS管(Q2)的源极连接超级电容(C3)，MOS管(Q2)的栅极连接第二三极管(Q4)的集电极，MOS管(Q2)的漏极通过第八电阻(R8)连接第二三极管(Q4)的基极及通过第八电阻(R8)、第七电阻(R7)接地；MOS管(Q2)的漏极连接第四电容(C4)、第五电容(C5)与电压输出(J1)的一端，第四电容(C4)、第五电容(C5)与电压输出(J1)的另一端接地。稳压芯片优选为3.3V。

本实用新型的电路将天线耦合产生的交流电经过整流桥DB107S后得到再经过第一电容C1、第二电容C2滤波，将交流电转换为直流电。直流电再经过稳压芯片Q1将电压限制在目标电压上(例如目标设备需要一个3.3V的电压供电，那么稳压芯片选用3.3V的)。将整流滤波稳压后的直流电直接接到超级电容C3上，给超级电容进行充电。供电输出控制电路的作用是在超级电容(C3)没有达到足够的能量(电压)前，禁止向应用设备输出电压供电，否则一边充电一边给应用设备供电，超级电容(C3)的电压永远达不到需要的最低值(因为充电电流小于应用设备取电电流，会导致超级电容还没充上电就已经被应用设备给吸收了，超级电容就起不到储能的作用了)。电压比较器优选LM393电压比较器。

如图1所示，假设要给超级电容(C3)充电到3.3V才给终端输出电压进行供电，那么在超级电容(C3)的电压为0到1.2V的区间，由于稳压二极管(D3)处于不工作状态，LM393电压比较器(U1-A)的负输入端电压等于超级电容(C3)当前的电压；而LM393电压比较器的正输入端的电压是超级电容(C3)当前电压经过第二电阻(R2)、第三组件(R3)分压后的电压，电压值小于超级电容(C3)的当前电压，所以LM393电压比较器(U1-A)输出低电平，第一三极管(Q3)和MOS管(Q2)截止，电压输出端没有电压输出。

当超级电容(C3)的电压为1.2V～3.3V(不包含3.3V)时，稳压二极管(D3)处于工作状态，LM393电压比较器(U1-A)的负输入端电压稳定在1.2V，而LM393电压比较器(U1-A)正输入端电压由第三电阻(R3)、第二电阻(R2)分压得到，只有当超级电容(C3)的电压超过3.3V时才会分压得到大于1.2V的电压，所以当超级电容(C3)的电压低于3.3V时，第二电阻(R2)、第三电阻(R3)分压得到的电压也低于1.2V，所以LM393电压比较器(U1-A)输出低电平，第一三极管(Q3)和MOS管(Q2)截止，电压输出端没有电压输出。

当超级电容(C3)的电压大于3.3V时，稳压二极管(D3)处于工作状态，LM393电压比较器(U1-A)的负输入端的电压稳定在1.2V，而LM393电压比较器(U1-A)的正输入端电压由第三电阻(R3)、第二电阻(R2)分压得到，超级电容(C3)的电压超过3.3V时会分压得到大于1.2V的电压，此时LM393电压比较器(U1-A)输出高电平，第一三极管(Q3)、MOS管(Q2)导通。MOS管(Q2)导通后电压输出端开始向终端供电，而此时如果终端将超级电容(C3)电量消耗到低于3.3V时，由于MOS管(Q2)导通后第二三极管(Q4)也处于导通状态，而且一直会持续导通到超级电容(C3)的电量耗尽；此过程第一三极管(Q3)如果截止也不会导致第二三极管(Q2)截止。

本实用新型的优点如下：整流滤波稳压电路将从NFC读卡器输入过来的交流电经过整流滤波稳压输出一个小电流(小于10mA)的电源，然后给超级电容(C3)充电，当超级电容(C3)的电压达到目标电压后，供电输出控制电路再开启开关给应用设备进行供电，能为应用设备提供足够的电压。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种NFC的大功率无线供电电路，其特征在于，包括顺次连接的NFC读卡器、整流滤波稳压电路、超级电容充电电路、供电输出控制电路和应用设备，所述整流滤波稳压电路包括稳压芯片(Q1)，所述稳压芯片的输入端连接NFC读卡器及第一电容(C1)、第二电容(C2)的一端，第一电容(C1)、第二电容(C2)的另一端均接地，稳压芯片(Q1)的输出端连接超级电容充电电路，所述超级电容充电电路为超级电容(C3)，所述超级电容(C3)的一端连接供电输出空置电路，超级电容(C3)的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的NFC的大功率无线供电电路，其特征在于，所述供电输出控制电路包括电压比较器(U1-A)，所述电压比较器(U1-A)的正输入端通过第三电阻(R3)连接超级电容(C3)及通过第二电阻(R2)接地，电压比较器(U1-A)的负输入端通过第一电阻(R1)连接超级电容及通过稳压二极管(D3)接地，电压比较器(U1-A)的输出端通过第五电阻(R5)连接第一三极管(Q3)的基级及通过第五电阻(R5)、第六电阻(R6)接地，所述第一三极管(Q3)的发射极接地，第一三极管(Q3)的集电极通过第四电阻(R4)连接超级电容(C3)及连接MOS管(Q2)、第二三极管(Q4)的集电极，所述MOS管(Q2)的源极连接超级电容(C3)，MOS管(Q2)的栅极连接第二三极管(Q4)的集电极，MOS管(Q2)的漏极通过第八电阻(R8)连接第二三极管(Q4)的基极及通过第八电阻(R8)、第七电阻(R7)接地；所述MOS管(Q2)的漏极连接第四电容(C4)、第五电容(C5)与电压输出(J1)的一端，所述第四电容(C4)、第五电容(C5)与电压输出(J1)的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的NFC的大功率无线供电电路，其特征在于，所述稳压芯片为3.3V。