DE102007009838A1 - Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit - Google Patents

Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit Download PDF

Info

Publication number
DE102007009838A1
DE102007009838A1 DE102007009838A DE102007009838A DE102007009838A1 DE 102007009838 A1 DE102007009838 A1 DE 102007009838A1 DE 102007009838 A DE102007009838 A DE 102007009838A DE 102007009838 A DE102007009838 A DE 102007009838A DE 102007009838 A1 DE102007009838 A1 DE 102007009838A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
unit
transition
arrangement according
charge pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007009838A
Other languages
English (en)
Inventor
Albert Missoni
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies Austria AG
Technische Universitaet Graz
Original Assignee
Infineon Technologies Austria AG
Technische Universitaet Graz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies Austria AG, Technische Universitaet Graz filed Critical Infineon Technologies Austria AG
Priority to DE102007009838A priority Critical patent/DE102007009838A1/de
Priority to US11/687,816 priority patent/US20080205105A1/en
Publication of DE102007009838A1 publication Critical patent/DE102007009838A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Abstract

Es ist ein Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit vorgesehen. Dabei wird an die Eingangseinheit eine Wechselspannung angelegt und der Übergangseinheit zugeführt. In der Übergangseinheit wird die Wechselspannung in eine Übergangsspannung und mindestens eine Übergangshilfsspannung umgesetzt und der Ausgangseinheit zugeführt. Dort wird die Übergangsspannung mittels einer Ladungspumpeneinheit zu einer Gleichspannung umgesetzt, wobei der Ladungspumpeneinheit die Übergangshilfsspannung als Steuersignal zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Spannungsumsetzer beziehungsweise eine Vorrichtung zur Spanungsumsetzung, in welchem eine Wechselspannung in eine Gleichspannung umgesetzt wird, wobei dazu eine Übergangseinheit verwendet wird, welche die Wechselspannung zunächst über eine Steuereinheit in eine Übergangsspannung und mindestens eine Übergangshilfsspannung umsetzt.
  • Zur Datenübertragung in einem digitalen Funkkommunikationssystem, beispielsweise RFID-System, sind heutzutage eine Vielzahl von Möglichkeiten bekannt. Abhängig vom jeweiligen System findet dabei die Datenübertragung zwischen einem Transponder, zum Beispiel als Funketikett realisiert, und einem Lesegerät statt. Als Übertragungsmedium dient hierbei ein elektromagnetisches Feld. Speziell in passiven Funkkommunikationssystemen (RFID-Tags) wird die Betriebsgleichspannung, zur Betreibung des Transponders aus dem elektromagnetischen Feld gewonnen. Durch diese Art der Spannungsgewinnung muss keine separate Spannungsversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie, auf dem Transponder untergebracht werden. Somit ist es möglich, den Transponder kleiner und leichter zu gestalten und somit ein größeres Einsatzgebiet der Transponder zu erhalten.
  • Zur Betriebsspannungsgewinnung wird dementsprechend Energie aus dem elektromagnetischen Feld entnommen. Die Energie des elektromagnetischen Feldes breitet sich in Form von elektromagnetischen Wellen aus. Eine elektromagnetische Welle ist eine Welle gekoppelter elektrischer und magnetischer Felder, welche eine Trägerfrequenz aufweist, die als Schwingung des elektromagnetischen Feldes definiert ist. In einer Eingangseinheit eines Transponders wird diese Schwingung des elektromagnetischen Feldes in eine elektrische Wechselspannung umgesetzt. Dies geschieht beispielsweise mittels eines Eingangsschwingkreises, in welchem zwei Energiespeicher derart gestaltet und auf einander abgestimmt sind, dass sie für eine Anregung mittels einer eine bestimmte Trägerfrequenz aufweisenden elektromagnetischen Welle in Resonanz gelangen und die elektromagnetische Welle in eine elektrische Wechselspannung umsetzen. Um nun zu einer Betriebsgleichspannung zu gelangen wird diese Wechselspannung in eine stabile Gleichspannung konvertiert. Der Fachmann spricht hier von Gleichrichtung eines Wechselspannungssignales. Um eine Wechselspannung gleichzurichten werden beispielsweise Brückengleichrichteranordnungen eingesetzt. Diese Brückengleichrichter weisen Bauteile auf, die Diodencharakteristik besitzen und somit entsprechend der angelegten Wechselspannungshalbwelle leitend oder sperrend geschalten sind. Eine so entstehende pulsierende Gleichspannung wird mittels einer großen Kapazität geebnet. Der Fachmann spricht vom Glätten dieser pulsierenden Gleichspannung.
  • Elektronische Schaltungen in zuvor genannten Transpondern, benötigen zusätzlich zum Gleichrichter eine Ladungspumpe, um eine geeignete Betriebspannung zu erzeugen. Die Ladungspumpe verschiebt hierbei das Spannungspotential am Ausgang des Gleichrichters in ein entsprechendes Potentialniveau.
  • Aufgrund der hohen Frequenzen des elektromagnetischen Feldes werden heutzutage Schottky-Dioden in einer Ladungspumpenanordnung eingesetzt. Durch ihre Beschaffenheit sind diese Dio den in der Lage, die Wechselspannungen mit den hohen Trägerfrequenzen zu schalten. Aufgrund ihrer physikalische Beschaffenheit weisen sie jedoch bei dieser Umsetzung relativ schlechte Energieeffizienzwerte auf. Als Effizienz wird hierbei das Verhältnis aus vorhandener Feldenergie zu gewonnener Gleichspannungsenergie definiert. Die hohen Eingangsfrequenzen des elektromagnetischen Feldes haben bislang den Einsatz von MOS-Technologien für die Anwendung in Ladungspumpen weitestgehend ausgeschlossen.
  • Es ist zur Umsetzung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung ein Spannungsumsetzer vorgesehen, der aus einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit besteht. Eine anlegbare Wechselspannung wird dabei der Übergangseinheit zugeführt und in dieser mittels einer Steuereinheit in eine Übergangsspannung und mindestens eine Übergangshilfsspannung umgesetzt. Die Übergangsspannung wird der Ausgangseinheit zugeführt und dort mittels einer Ladungspumpeneinheit in eine Gleichspannung umgesetzt.
  • In einer weiteren Ausführung wird die Ladungspumpeneinheit mittels eines Oszillators betrieben. Hier wird durch den Oszillator ein Takt im Mittelwellenfrequenzbereich erzeugt und an die Ladungspumpeneinheit angelegt. Diese niederfrequente Ansteuerung erlaubt den Einsatz von MOS-Transistoren in der Ladungspumpeneinheit und somit eine deutliche Spannungsmultiplizierung. Der Oszillator, der zunächst mittels eines Schalters an die Übergangsspannung angelegt ist und dadurch betrieben wird, wird im zeitlich späteren Verlauf an die bereits stabilisierte Ladungspumpeneinheitsgleichspannungen mittels eines zweiten Schalters angelegt und betrieben.
  • Die Steuereinheit ist in der Lage eine positive und/oder negative Übergangshilfsspannung zu erzeugen. Dadurch wird in der Ladungspumpeneinheit eine effiziente Ansteuerung der darin befindlichen MOS-Transistoren ermöglicht. Durch diese Ansteuerung ist eine hohe Energieeffizienz erreichbar.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, wobei in den Figuren gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen gezeichnet sind. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß beziehungsweise übertrieben vereinfacht dargestellt sein. Es zeigen:
  • 1 Blockschaltbild eines Spannungsumsetzers zur Erzeugung einer Betriebsgleichspannung,
  • 2 Detailliertes Blockschaltbild des Spannungsumsetzers aus 1,
  • 3 Prinzipschaltung einer Eingangs- und Gleichrichteinheit,
  • 4 Ausgestaltung der Schaltung gemäß 3
  • 5 Mögliche Signalverläufe der Prinzipschaltung.
  • In 1 ist ein Blockschaltbild eines Spannungsumsetzers dargestellt, wie er beispielsweise in RFID-Systemen einsetzbar ist. Es ist eine Eingangseinheit 1, eine Übergangseinheit 2 und eine Ausgangseinheit 3 dargestellt. Die Eingangseinheit 1 weist Anschlüsse zum Anlegen einer Wechselspannung U1 auf.
  • Diese Wechselspannung wird mittels der Eingangseinheit 1 der Übergangseinheit 2 zur Verfügung gestellt. Am Ausgang der Übergangseinheit 2 wird eine Übergangsspannung U2 sowie eine Übergangshilfsspannung U4 einer Ladungspumpeneinheit 4 in der Ausgangseinheit 3 zur Verfügung gestellt. Am Ausgang der Ausgangseinheit 3 wird eine Gleichspannung U3 zur Verfügung gestellt.
  • Die Eingangseinheit 1 stellt die Wechselspannung U1 der Übergangseinheit 2 zur Verfügung. Innerhalb der Übergangseinheit 2 wird eine Übergangsspannung U2 und eine Übergangshilfsspannung U4 aus dieser Wechselspannung U1 erzeugt. Diese erzeugten Spannungen U2 und U4 werden an die Ladungspumpeneinheit 4 in der Ausgangseinheit 3 angelegt. Mit Hilfe der Übergangsspannung U2 und der Übergangshilfsspannung U4 wird die Gleichspannung U3 am Ausgang der Ladungspumpeneinheit 4 bereitgestellt.
  • In 2 ist ein detailliertes Blockschaltbild einer Eingangseinheit 1, einer Übergangseinheit 2 und einer Ausgangseinheit 3 nach 1 dargestellt. Die Eingangseinheit 1 liefert wiederum eine Wechselspannung an die Übergangseinheit 2. Die Übergangseinheit 2 weist einen Eingangskondensator C3 und eine Gleichrichteinheit auf. Diese Einheit erzeugt eine Übergangs- sowie eine Übergangshilfsspannung U2 bzw. U4 und stellt beide Spannungen der Ausgangseinheit 3 zur Verfügung. In der Ausgangseinheit 3 ist eine Ladungspumpeeinheit 4 dargestellt, deren Eingang die Übergangspannung U2 ist. Der Eingang der Ladungspumpeneinheit 4 ist weiterhin über einen Schalter S1 mit einem Oszillator 7 verbunden. Der Oszillatorausgang CLK wiederum ist mit einem weiteren Eingang der Ladungspumpeneinheit 4 verbunden. Der Ausgang der Ladungspumpeneinheit 4 ist über einen Schalter S2 mit dem Oszillator 7 und dem Schalter S1 verbunden. Weiterhin steht am Ausgang der Ladungspumpeneinheit 4 die Gleichspannung U3 zur Verfügung. Zusätzlich ist die Übergangshilfsspannung U4 mit einem Steuereingang der Ladungspumpeneinheit 4 verbunden.
  • Die Wechselspannung U1, welche in der Eingangseinheit 1 anliegt, wird der Übergangseinheit 2 zugeführt. Der Kondensator C3 stellt hierbei einen Eingangskondensator dar. Zusammen mit einer nicht dargestellten Spule in der Eingangseinheit 1 wird somit ein Eingangsparallelschwingkreis erzeugt, in welchem ein elektromagnetisches Feld in eine elektrische Wechselspannung U1 umgesetzt wird. Der Kondensator C3 ist dabei nicht als extra Bauelement aufgeführt, sondern stellt die parasitäre Kapazität der Gleichrichteinheit dar. Die Gleichrichteinheit erzeugt aus der Wechselspannung U1 eine Übergangsspannung U2 sowie eine Übergangshilfsspannung U4, welche beide der Ladungspumpeneinheit 4 zur Verfügung gestellt werden. Die Übergangshilfsspannung U2 wird mittels des Schalters S1 an den Oszillator 7 angeschlossen. Wird also die Spannung U2 erzeugt, so wird mittels des zunächst geschlossenen Schalters S1 der Oszillator 7 mit der Spannung U2 angesteuert und ein Taktsignal CLK erzeugt, welches an die Ladungspumpeneinheit 4 geliefert wird. Im weiteren Verlauf wird die Ladungspumpeneinheit 4 eine Gleichspannung U3 erzeugen, welche im Wesentlichen stabiler und stärker belastbar ist als die Übergangsspannung U2. Um die astabile Übergangsspannung U2 nicht unnötig zu belasten, wird in einem weiteren Schritt der Schalter S1 geöffnet und der Schalter S2 geschlossen. Somit wird das Signal U3 mittels des Schalters S2 an den Oszillator angelegt. Die Spannung U3 ersetzt somit die Spannung U2 als Betriebspannung des Oszillators. Das weiterhin erzeugte Taktsignal CLK wird weiterhin an die Ladungspumpeneinheit geliefert. Während U2 an den Oszillator gelegt wird, wird das betreiben der Ladungspumpe als Hochlaufmodus bezeichnet. Wesentlicher Vorteil ist das Nichtbelasten des Übergangsspannungssignals U2. Die Funktion der Ladungspumpeneinheit wird hier nicht näher beschrieben.
  • In 3 ist nun eine Prinzipschaltung der Eingangseinheit 1 und der Übergangseinheit 2 dargestellt. Über die Eingänge LA und LB der Eingangseinheit 1 wird wiederum eine Wechselspannung U1 angelegt. Ein Bezugspotentialtransistor T3 ist mit seinem Drainanschluss an den Eingang LA angeschlossen. Der Sourceanschluss von T3 ist an einen weiteren Bezugspotentialtransistor T4 drainseitig angeschlossen. Der Drainanschluss von T4 ist weiterhin mit dem Bezugspotential GND verbunden. Sourceseitig ist T4 mit dem Anschluss LB verbunden. LB ist weiterhin gateseitig mit T3 verbunden, wohingegen LA gateseitig mit T4 verbunden ist. LA ist darüber hinaus mit dem Drainanschluss eines PMOS-Transistor T1 verbunden, welcher fortlaufend als Schalteinheitstransistor bezeichnet wird. Sourceseitig wird mittels T1 die Übergangsspannung U2 erzeugt. Gleiches gilt für den Schalteinheitstransistor T2, welcher sourceseitig mit dem Übergangsspannungspotential und drainseitig mit LB verbunden ist. Die Übergangseinheit 2 weist weiterhin zwei Steuereinheiten 6 auf. Beide Steuereinheiten weisen jeweils eine Verbindung zu LA und LB auf. Die Steuereinheiten 6 sind jeweils mit einem der Gateanschlüsse von T1 bzw. T2 verbunden. Dabei weisen die Gateanschlüsse der Transistoren T1 und T2 das Potential U5 auf. Beide Steuereinheiten 6 weisen Verbindungen zu Transistor T5 und T6 jeweils drainseitig auf. T5 und T6 werden fortlaufend als Übergangshilfstransistoren bezeichnet. Das Gate von T5 ist auf Masse verbunden. Der sourceseitige Anschluss wird mit U4a bezeichnet und stellt eine positive Übergangshilfsspannung dar. Der Transistor T6 ist ein PMOS-Transistor und weist sourceseitig das Potential U4b auf, welches als negative Übergangshilfsspannung bezeichnet wird.
  • Die anliegende Wechselspannung U1 wird nun in Halbwellen unterteilt. Betrachten wir zunächst die positive Halbwelle von U1, so wird der Eingangseinheitanschluss LA ein höheres Potential aufweisen als LB. Dieses höhere Potential macht den Transistor T4 leitend. Dadurch wird das Bezugspotential GND mit dem Potential LB verknüpft. Für die Betrachtung der positiven Halbwellen gilt also, dass der Eingang LA positiv und der Eingang LB Bezugspotential GND hat. Wird nun in den Steuereinheiten 6 eine diesem Bezugspotential gegenüber negativere Spannung U5 erzeugt, welche an das Gate von Transistor T1 gelegt wird, so ist schon bei geringen Eingangsspannungen am Anschluss LA der Transistor T1 leitend und erzeugt eine Übergangsspannung U2. Gleiches gilt respektive für die negative Halbwelle. Im Wesentlichen wird dabei T3 leitend und somit der Bezugspunkt LA auf das Bezugspotential GND gelegt. Erzeugt nun die Steuereinheit 6 eine wiederum negativere Gatespannung U5 am Transistor T2, wird auch hier schon bei kleinen Eingangsspannungen LB auf U2 durchgesteuert. Zusätzlich erzeugen die Steuereinheiten 6 Übergangshilfsspannungen U4a und U4b, welche ein negatives und/oder ein positives Vorzeichen aufweisen können.
  • 4 zeigt wiederum die Eingangseinheit 1, aufgebaut wie in 3 und eine Ausgestaltungsmöglichkeit der Übergangseinheit 2. Dieses Ausführungsbeispiel beinhaltet im Unterschied zur 3 eine detaillierte Darstellung der Steuereinheiten 6. Inhaltlich ist Steuereinheit 6 durch einen Steuerkondensator C1 und einen Steuertransistor T7 beziehungsweise einen Steuerkondensator C2 und einen Steuertransistor T8 aufgebaut. Der Transistor T7 ist sourceseitig mit Massepoten tial und gateseitig mit dem Kondensator C1 und dem Eingangsanschluss LB verbunden. Der zweite Anschluss des Kondensators C1 ist mit dem Gateanschluss von T1 verbunden, weist somit das Bezugspotential U5 auf und ist mit dem Drainanschluss des Transistors T7 sowie mit dem Drainanschluss von T5 verknüpft. Wird LB positiv, dann ist LA auf Bezugspotential GND, siehe dazu Figurbeschreibung 3. Daraus folgt, dass C1 auf Potential U5 aufgeladen wird. Der Transistor T7 ist bei angesteuerter positiver LB-Spannung leitend. Der Kondensator C1 ist somit positiv aufgeladen, da der Punkt U5 auf Bezugspotential GND liegt. Für die negative Halbwelle von Wechselspannung U1 wird nun LB auf Bezugspotential GND gezwungen und LA mit einer positiven Spannung versorgt. Dadurch dass LB auf Bezugspotential GND liegt und der Kondensator C1 aufgeladen ist, kommt es zu einer Ladungsverschiebung und somit zu einer negativeren Spannung U5. Diese wird nun an das Gate vom Transistor T1 gelegt, welches als negatives Vorspannen bereits beschrieben ist. Dieses kurzzeitige negative Vorladen verursacht ein Durchschalten des Transistors T1 bereits bei niedrigeren Wechselspannungen U1 zur Übergangspannung U2.
  • Auf diese Art und Weise lassen sich auch hochfrequente Eingangswechselspannungen von mehr als 500 MHz mittels MOS Transistoren verwenden und dementsprechend eine höhere Energieeffizienz erreichen. Durch Ansteuerung der Ladungspumpeneinheit 4 mit einem mittelfrequenten Signal CLK ist auch dort der Einsatz von Schottky-Dioden nicht mehr nötig. Zum einen lassen sich ebenfalls effizientere Ladungspumpen realisieren, darüber hinaus müssend die Ladungspumpeneinheiten nicht mehrstufig realisiert werden. Dadurch ist eine Platzersparnis und somit ein Verkleinern der Schaltung erreicht.
  • In 5 sind zur Veranschaulichung mögliche Signalverläufe der Spannungen U1 (LA und LB) U2, U4a, U4b, U5(T1) und U5(T2) dargestellt. Die Spannungen LA und LB sind hierbei sinusförmige Spannungen einer Frequenz von 870 MHz. Mittels den Steuereinheiten 6 werden die Übergangsspannung U2, die Übergangshilfsspannungen U4a und U4b sowie die Steuerspannung U5(T1) und U5(T2) erzeugt.
  • Die Spannung U1 wird mittels der Transistoren T3 und T4 in die Spannungen LA und LB, welche 180 Grad phasenverschoben sind aufgeteilt. Das für beide gleiche Bezugspotential GND wird ebenfalls durch die Transistoren T3 und T4 definiert. Die erzeugte Übergangsspannung U2 ist in dieser 5 bereits stark gleichgerichtet, da die Kondensatoren C1 und C2 eine geringe Kapazität aufweisen und aufgrund der hohen Frequenz von 870 MHz sich nur gering entladen können. Die Steuerspannung U5 ist wie beschrieben in beiden Fällen wesentlich negativer als die dazugehörige Drainspannung der Transistoren T1 bzw. T2, wodurch ein frühes Schalten dieser Transistoren T1 und T2 erreicht wird.
  • Dieser Gleichrichter arbeitet für verschiedene Frequenzbänder, da durch das derartige Verschalten der Gateanschlüsse mit den Steuereinheiten 6 ein zügiges Schalten erreicht wird. Zur Optimierung auf die einzelnen Frequenzbänder lässt sich darüber hinaus ein so genanntes Flächen-Frequenzverhältnis durch Zuschaltung weiterer Transistoren realisieren und somit eine dem Frequenzbereich angepasste Durchschaltung ermöglichen.
  • 1
    Eingangseinheit
    2
    Übergangseinheit
    3
    Ausgangseinheit
    4
    Ladepumpeneinheit
    5
    Schalteinheit
    6
    Steuereinheit
    7
    Oszillator
    C1
    Steuerkondensator
    C2
    Steuerkondensator
    C3
    Eingangskondensator
    CLK
    Taktsignal
    GND
    Bezugspotential/Massepotential
    S1
    Schalter
    S2
    Schalter
    T1
    Schalteinheitstransistor
    T2
    Schalteinheitstransistor
    T3
    Bezugspotentialtransistor
    T4
    Bezugspotentialtransistor
    T5
    Übergangshilfstransistor
    T6
    Übergangshilfstransistor
    T7
    Steuertransistor
    T8
    Steuertransistor
    U1
    Wechselspannung
    U2
    Übergangsspannung
    U3
    Gleichspannung
    U4
    Übergangshilfsspannung
    U4a
    positive erste Übergangshilfsspannung
    U4b
    negative erste Übergangshilfsspannung
    U5
    Steuerspannung

Claims (13)

  1. Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit (1), einer Übergangseinheit (2) und einer Ausgangseinheit (3), wobei die Eingangseinheit (1) eine anlegbare Wechselspannung (U1) der Übergangseinheit (2) zuführt, in der Übergangseinheit (2) die Wechselspannung in eine Übergangsspannung (U2) und zumindest eine Übergangshilfsspannung (U4) umgesetzt wird und in der Ausgangseinheit (3) die Übergangsspannung (U2) mittels einer Ladungspumpeneinheit (4) zu einer Gleichspannung (U3) umgesetzt wird, wobei der Ladungspumpeneinheit (4) die zumindest eine Übergangshilfsspannung (U4) als Steuersignal zugeführt wird.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei in der Übergangseinheit (2) mindestens eine Steuereinheit (6) die zumindest eine Übergangshilfsspannung (U4) erzeugt.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei in der Übergangseinheit (2) eine Schalteinheit (5) die Übergangsspannung (U2) erzeugt.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (6) eine Steuerspannung (U5) erzeugt, die als Steuersignal für die Schalteinheit (5) dient.
  5. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (6) nur eine Übergangshilfsspannung (U5) erzeugt, die sowohl Steuersignal für die Ladepumpeneinheit (7) als auch Steuersignal für die Schalteinheit (5) ist.
  6. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Ladungspumpeneinheit (7) mit Transistoren als Schaltelementen realisiert ist und die Übergangshilfsspannung (U4) ein Steuersignal dieser Schaltelemente ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Wechselspannung (U1) eine Frequenz von mindestens 400 MHz aufweist.
  8. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Schalteinheit (5) die Übergangsspannung (U2) aus der Wechselspannung (U1) erzeugt.
  9. Anordnung nach Anspruch 8, wobei die Schalteinheit mit zwei Transistoren (T1, T2) realisiert ist.
  10. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Eingangseinheit (1) der Wechselspannung (U1) ein Bezugspotential (GND) mittels der Transistoren (T3, T4) zuweist.
  11. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Ladungspumpeneinheit (7) mit einem Oszillator (6) betrieben wird und der Oszillator eine Taktsignal (CLK) mit einer Frequenz unterhalb 4 MHz erzeugt.
  12. Anordnung nach Anspruch 11, wobei die Übergangsspannung (U2) mittels eines Schalters S1 oder die Gleichspannung (U3) mittels eines Schalters S2 als Betriebspannung dem Oszillator (7) zugeführt wird.
  13. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Eingangskapazität der Übergangseinheit minimal ist.
DE102007009838A 2007-02-28 2007-02-28 Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit Withdrawn DE102007009838A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007009838A DE102007009838A1 (de) 2007-02-28 2007-02-28 Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit
US11/687,816 US20080205105A1 (en) 2007-02-28 2007-03-19 Voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007009838A DE102007009838A1 (de) 2007-02-28 2007-02-28 Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007009838A1 true DE102007009838A1 (de) 2008-09-04

Family

ID=39669986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007009838A Withdrawn DE102007009838A1 (de) 2007-02-28 2007-02-28 Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20080205105A1 (de)
DE (1) DE102007009838A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000016277A1 (en) * 1998-09-11 2000-03-23 Motorola Inc. Method and apparatus for an optimized circuit for an electrostatic radio frequency identification tag
DE10356259A1 (de) * 2003-12-03 2005-07-14 Atmel Germany Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zum Vergrößern einer Funktionsreichweite bei einer aus einem elektromagnetischen Feld mit Energie versorgten Vorrichtung
US7167090B1 (en) * 2004-09-17 2007-01-23 Massachusetts Institute Of Technology Far-field RF power extraction circuits and systems

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4323530A1 (de) * 1993-07-14 1995-01-19 Philips Patentverwaltung Datenaustauschanordnung
US6412977B1 (en) * 1998-04-14 2002-07-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Method for measuring temperature with an integrated circuit device
US6486776B1 (en) * 1998-04-14 2002-11-26 The Goodyear Tire & Rubber Company RF transponder and method of measuring parameters associated with a monitored object
JP2004023765A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Sanyo Electric Co Ltd 無線型データ伝送装置
SG143030A1 (en) * 2004-01-30 2008-06-27 Agency Science Tech & Res Radio frequency identification and communication device
US7157961B2 (en) * 2004-02-05 2007-01-02 Mississippi State University MOS charge pump

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000016277A1 (en) * 1998-09-11 2000-03-23 Motorola Inc. Method and apparatus for an optimized circuit for an electrostatic radio frequency identification tag
DE10356259A1 (de) * 2003-12-03 2005-07-14 Atmel Germany Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zum Vergrößern einer Funktionsreichweite bei einer aus einem elektromagnetischen Feld mit Energie versorgten Vorrichtung
US7167090B1 (en) * 2004-09-17 2007-01-23 Massachusetts Institute Of Technology Far-field RF power extraction circuits and systems

Also Published As

Publication number Publication date
US20080205105A1 (en) 2008-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60032049T2 (de) Entfernungsbestimmung zwischen einem elektromagnetischen Transponder und einem Terminal
DE60032439T2 (de) Spannungserhöhungsschaltung des Ladungspumpen-Typs
DE102009045802B4 (de) Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Transistors
DE102013012937A1 (de) Zweimodiger Wireless-Power-Empfänger
DE102006040752A1 (de) Spannungsgesteuerter Quadraturoszillator
EP0890215A1 (de) Schaltungsanordnung zur versorgung eines elektronisches lastkreises
DE102014220406B4 (de) Treiberschaltung für eine Induktivität und aktive Sendeeinrichtung mit einer Treiberschaltung
EP0510220A1 (de) Einrichtung zur berührungslosen Daten- und Energieübertragung
DE19818465C2 (de) Schaltungsanordnung für eine Ladungspumpe und Spannungsreglerschaltung mit einer derartigen Schaltungsanordnung
DE4304694A1 (de)
EP2302559B1 (de) Rauscharme Sendevorrichtung mit hohem Wirkungsgrad und variablem Modulationsgrad für eine Schreib-/Lesestation eines RFID-Systems
DE102005022358A1 (de) Spannungsvervielfacher-Schaltung
EP0494713B1 (de) Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer höheren Gleichspannung
DE112012006847T5 (de) Schaltsteuerschaltung und Schaltleistungsversorgungsvorrichtung
DE102007009838A1 (de) Spannungsumsetzer mit einer Eingangseinheit, einer Übergangseinheit und einer Ausgangseinheit
DE102015011396A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum elektrischen Verbinden und Trennen zweier elektrischer Potentiale sowie Verwendung der Vorrichtung
DE19755250A1 (de) Schaltungsanordnung zum Einstellen der Resonanzfrequenz
EP0572066B1 (de) Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Versorgungsspannung
DE102005010927B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung bzw. zum Betrieb eines Resonanzwandlers sowie entsprechende Schaltung
EP2151067A1 (de) Induktive übertragungsvorrichtung für elektrische energie und daten
DE60204471T2 (de) In eine integrierte schaltung eingebauter hochspannungsgenerator
DE102008049648A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Gleichrichtung einer Eingangswechselspannung
EP1639526B1 (de) Elektronisches bauelement für identifikationsmarken
DE102018211033A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Schaltung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Felds und Schaltung
DE10045695C1 (de) Kontaktloser Datenträger

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: VIERING, JENTSCHURA & PARTNER, 81675 MUENCHEN

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110901