JP3624009B2 - 電源供給回路 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は電源供給回路に係り、特にLC共振回路に誘起した誘導起電力を整流することにより電源とする電源供給回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、無線通信によって患者等を検出する患者等の検出装置や非接触開錠の電気錠があった。このような患者等の検出装置や電気錠に使用されるポケット型携帯送受信機(応答器)50は図3に示すように、電源供給回路51、復調回路52、制御回路53、変調・増幅回路54および送信アンテナ55を備えている。また、電源供給回路51は受信コイルL11およびコンデンサC11からなる受信アンテナ56と、ダイオードD11および平滑コンデンサC12からなる整流回路57とから構成されている。
【0003】
本体送受信機(質問器)58の送信アンテナ59から送信される微弱電波EWを受信する受信アンテナ56は整流回路57のダイオードD11のアノードに接続され、このダイオードD11のカソードは平滑コンデンサC12を介してアースに接続されている。また、受信アンテナ56、ダイオードD11間には復調回路52の入力側が接続され、復調回路52の出力側は制御回路53の入力側に接続され、制御回路53の出力側は変調・増幅回路54を介して送信アンテナ55に接続されている。
【0004】
さらに、整流回路57のダイオードD11と平滑コンデンサC12との接続点は復調回路52、制御回路53および変調・増幅回路54の電源端子にそれぞれ接続されている。また、復調回路52、制御回路53および変調・増幅回路54の各グランド端子と、受信アンテナ56および送信アンテナ55とはそれぞれアースに接続されている。
【0005】
このようなポケット型携帯送受信機50において、本体送受信機58の送信アンテナ59から送信される微弱電波EWは、この微弱電波EWの周波数に共振するように調整された受信アンテナ56で受信され、この受信アンテナ56で誘起された誘導起電力が整流回路57で整流されることにより、復調回路52、制御回路53および変調・増幅回路54の電源として供給される。したがって、復調回路52、制御回路53および変調・増幅回路54が動作し、受信アンテナ56で受信された微弱電波EWを入力する復調回路52によって必要な情報信号が復調され、この情報信号に基づき制御回路53でID(識別符号)の書き込み等が行われる。この制御回路53で得られた情報を変調・増幅回路54で変調して、送信アンテナ55から本体送受信機58の受信アンテナ(図示せず)に送信することができる。
【0006】
このように、マンガン乾電池、水銀電池等の一次電池やニッカド電池、2次リチューム電池等の二次電池を電源として使用しなくとも、ポケット型携帯送受信機として機能させることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように構成されたポケット型携帯送受信機50は受信アンテナ56に誘起した誘導起電力がダイオードD11をオンさせる電圧になると、図4に示すように整流回路57のコンデンサC12が受信アンテナ56のコンデンサC11に並列に接続されたことになるので、共振周波数がずれてしまう問題点があった。
【0008】
また、復調回路52、制御回路53および変調・復調回路54は負荷抵抗と見なせるので、図5に示すように受信アンテナ56の受信コイルL11およびコンデンサC11に対して負荷抵抗Rが並列に接続されていることになる。したがって、負荷抵抗Rがダンピング抵抗になるので、著しくQが低くなり選択度が悪くなる問題点があった。
【0009】
【発明の目的】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、LC共振回路に誘起した誘導起電力を後段に接続される回路の影響を受けずに整流して電源とし、また共振周波数を調整可能にした電源供給回路を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため本発明の電源供給回路は、信号源から送信される微弱信号を利用して被電源供給回路に電源供給する電源供給回路において、信号源から送信される微弱信号の受信アンテナとして使用されコンデンサ、受信コイル及び微弱信号の周波数に共振するように調整するためのトリマー・コンデンサの閉回路により構成されたLC共振回路と、アノードが受信コイルとトリマー・コンデンサとの接続点に接続されLC共振回路で誘起された誘導起電力によってオンされ半波整流するダイオードとトリマー・コンデンサとの直列回路に、ダイオードのカソードに接続されダイオードで半波整流された誘導起電力を充電する平滑コンデンサを並列接続して平滑コンデンサの両端子を被電源供給回路の電源端子に並列接続した整流回路と、入力端子がLC共振回路のコンデンサと受信コイルとの間に接続され、出力端子が受信コイル及びダイオードの接続点とトリマー・コンデンサとの間に接続され、かつ被電源供給回路の入力側に接続され、電源端子が整流回路に接続されて平滑コンデンサの両端子から電源供給されLC共振回路に入力された微弱信号を増幅して被電源供給回路に入力する低出力インピーダンスのCMOSインバータICとを備えたものである。
【0011】
【作用】
LC共振回路で信号源から送信される微弱信号と同じ周波数に共振点を合わせるために、トリマー・コンデンサでLC共振回路のコンデンサの容量を調整する。LC共振回路で共振周波数が得られるとLC共振回路には誘導起電力が誘起され、この誘導起電力によって整流回路のダイオードはオンされる。オンされたダイオードは誘導起電力を半波整流し、この半波整流された誘導起電力は平滑コンデンサに充電される。この平滑コンデンサに充電された誘導起電力によって低出力インピーダンスのCMOSインバータICを駆動させ、LC共振回路で誘起された誘導起電力に同期させて発振させる。これにより、信号源からの微弱信号を増幅させると共にダイオードをオンさせることができるので、再びCMOSインバータICを駆動させることができる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明の電源供給回路を備えたポケット型携帯送受信機の一実施例について、図面を参照して説明する。
【0013】
本発明の電源供給回路を備えたポケット型携帯送受信機(応答器)は図1に示すように、電源供給回路1、復調回路2、制御回路3、変調・増幅回路4および送信アンテナ5を備えている。
【0014】
電源供給回路1は信号源である本体送受信機(質問器)6の送信アンテナ7から送信される微弱電波EWの周波数に共振するように調整するためのトリマー・コンデンサTCを有するLC共振回路8と、LC共振回路8で誘起された誘導起電力によってオンされ半波整流するショットキ・ダイオードSDおよびショットキ・ダイオードSDで半波整流された誘導起電力を充電する平滑コンデンサC2からなる整流回路9と、整流回路9の平滑コンデンサC2に充電された誘導起電力によって駆動されLC共振回路8に入力された微弱電波EWを増幅する低出力インピーダンスのCMOSインバータIC10とを備えている。なお、本体送受信機6の送信アンテナ7は送信コイルL1とコンデンサC1とからなり、またLC共振回路8は受信アンテナとして使用され、受信コイルL2とコンデンサC3とからなる。
【0015】
受信アンテナとして使用されるLC共振回路8はアースに接続されたコンデンサC3が受信コイルL2に接続され、この受信コイルL2がアースに接続されたトリマー・コンデンサTCに接続されている。この受信コイルL2とトリマー・コンデンサTCとの接続点は、整流回路9のショットキ・ダイオードSDのアノードに接続され、このショットキ・ダイオードSDのカソードはアースに接続された平滑コンデンサC2に接続されている。
【0016】
また、LC共振回路8のコンデンサC3と受信コイルL2との間にはCMOSインバータIC10の入力端子が接続され、このCMOSインバータIC10の出力端子は受信コイルL2およびショットキ・ダイオードSDの接続点とトリマー・コンデンサTCとの間に接続され、さらに復調回路2の入力側に接続されている。このようなCMOSインバータIC10の電源端子は整流回路9に接続され、グランド端子はアースに接続されている。
【0017】
復調回路2の出力側は制御回路3の入力側に接続され、この制御回路3の出力側は変調・増幅回路4を介して送信アンテナ5に接続されている。なお、送信アンテナ5は送信コイルL3とコンデンサC4とからなる。復調回路2、制御回路3および変調・増幅回路4の電源端子は、それぞれ整流回路9に接続されている。また、復調回路2、制御回路3および変調・増幅回路4の各グランド端子と、送信アンテナ5とはそれぞれアースに接続されている。
【0018】
このように構成された電源供給回路1を備えたポケット型携帯送受信機20の動作について、以下説明する。
【0019】
本体送受信機6の送信アンテナ7からポケット型携帯送受信機20の受信アンテナとして使用されるLC共振回路8に微弱電波EWが送信されると、LC共振回路8はこの微弱電波EWを受信する。この際、あらかじめLC共振回路8で微弱電波EWと同じ周波数に共振点を合わせるために、トリマー・コンデンサTCでLC共振回路8のコンデンサC3の容量を調整しておく。LC共振回路8で共振周波数が得られるとLC共振回路8には誘導起電力が誘起され、この誘導起電力は整流回路9のショットキ・ダイオードSDをオンするだけの電圧になる。
【0020】
そして、ショットキ・ダイオードSDがオンされると、LC共振回路8で誘起された誘導起電力は半波整流され、この半波整流された誘導起電力は平滑コンデンサC2に充電される。この平滑コンデンサC2に充電された誘導起電力によって、CMOSインバータIC10、復調回路2、制御回路3および変調・増幅回路4に電源が供給され、コンデンサC3、受信コイルL2およびトリマー・コンデンサTCからなるLC共振回路8と、CMOSインバータIC10とから構成される発振回路が、誘起された誘導起電力と同期して発振を始める。したがって、誘起された誘導起電力は復調回路2に入力されると共にショットキ・ダイオードSDをオンさせ、再び電源として復調回路2、制御回路3、変調・増幅回路4およびCMOSインバータIC10に供給される。また、受信コイル5に誘起した信号レベルが大きければ大きいほど電源電圧VDDを上昇させることができる。
【0021】
次に、CMOSインバータIC10で増幅された微弱信号は復調回路2で必要な情報信号が復調され、この情報信号に基づき制御回路3でID(識別符号)の書き込み等が行われる。この制御回路3で得られた情報を変調・増幅回路4で変調して、送信アンテナ5から本体送受信機6の受信アンテナ(図示せず)に送信することができる。
【0022】
また、本実施例においては無線によって送信される微弱電波を利用して電源にしていたが、これに限らず、図2に示すように本実施例で用いられる電源供給回路1のLC共振回路8のコイルL2、コンデンサC3間に微弱信号を出力する発振器11を接続しても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明の電源供給回路によれば、信号源から送信される微弱信号を利用して電源にする電源供給回路において、信号源から送信される微弱信号の周波数に共振するように調整するためのトリマー・コンデンサを有するLC共振回路と、LC共振回路で誘起された誘導起電力によってオンされ半波整流するダイオードおよびダイオードで半波整流された誘導起電力を充電する平滑コンデンサからなる整流回路と、整流回路の平滑コンデンサに充電された誘導起電力によって駆動されLC共振回路に入力された微弱信号を増幅する低出力インピーダンスのCMOSインバータICとを備えていることにより、持続性のある電源供給を行うことができるので効率がよくなる。
【0024】
また、CMOSインバータICの出力インピーダンスが低いことにより後段に接続される回路の影響を受けずに整流して電源とすることができるので、Qの著しい低下を防ぐことができる。さらに、CMOSインバータIC出力段後の容量成分等をトリマー・コンデンサで調整できるので、共振周波数を簡単に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電源供給回路の一実施例を示す回路図。
【図2】本発明の電源供給回路の他の実施例を示す回路図。
【図3】従来の電源供給回路を示す回路図。
【図4】従来の電源供給回路の動作を示す説明図。
【図5】従来の電源供給回路の動作を示す説明図。
【符号の説明】
1‥‥電源供給回路
2、3、4‥‥被電源供給回路
6‥‥本体送受信機(信号源)
8‥‥LC共振回路
9‥‥整流回路
10‥‥CMOSインバータIC
C 3 ‥‥コンデンサ
L 2 ‥‥受信コイル
TC‥‥トリマー・コンデンサ
SD‥‥ショットキ・ダイオード(ダイオード)
C2‥‥平滑コンデンサ
Claims (1)
- 信号源(6)から送信される微弱信号を利用して被電源供給回路(2、3、4)に電源供給する電源供給回路(1)において、
前記信号源から送信される前記微弱信号の受信アンテナとして使用されコンデンサ(C 3 )、受信コイル(L 2 )及び前記微弱信号の周波数に共振するように調整するためのトリマー・コンデンサ(TC)の閉回路により構成されたLC共振回路(8)と、
アノードが前記受信コイルと前記トリマー・コンデンサとの接続点に接続され前記LC共振回路で誘起された誘導起電力によってオンされ半波整流するダイオード(SD)と前記トリマー・コンデンサとの直列回路に、前記ダイオードのカソードに接続され前記ダイオードで半波整流された前記誘導起電力を充電する平滑コンデンサ(C 2 )を並列接続して前記平滑コンデンサの両端子を前記被電源供給回路の電源端子に並列接続した整流回路(9)と、
入力端子が前記LC共振回路のコンデンサと前記受信コイルとの間に接続され、出力端子が前記受信コイル及び前記ダイオードの接続点と前記トリマー・コンデンサとの間に接続され、かつ前記被電源供給回路の入力側に接続され、電源端子が前記整流回路に接続されて前記平滑コンデンサの両端子から電源供給され前記LC共振回路に入力された前記微弱信号を増幅して前記被電源供給回路に入力する低出力インピーダンスのCMOSインバータIC(10)とを備えたことを特徴とする電源供給回路。
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