KR100563387B1 - 공급 전압 조정 회로 및 공급 전압 조정 회로가 제공된 데이터 캐리어 - Google Patents

Abstract

트랜지스터(T1, T2)를 각각 갖는 두 개의 병렬 조정기 스테이지가 제공된다. 트랜지스터(T2)는 간접 병렬 조정기 스테이지의 부분을 구성하고 정류기에 직접 작용한다. 비교적 큰 전류들을 취할 수 있고, 그로 인해, 비교적 느리게 된다. 트랜지스터(T1)는 직접 조정기 스테이지의 부분을 구성하고 유지 캐패시터와 병렬로 작동한다. 트랜지스터(T2)에 의해 제공된 거친 제어(coarse control)로 인하여, 단지 소전류들만을 취할 필요가 있고, 그로 인해 고속 제어 동작을 행한다. 트랜지스터(T2)에 의한 거친 제어로 인하여, 안테나 단자들(LA 및 LB)상의 교류 전압은 RF 신호가 중단될 때, 빠르게 항복(break down)하고, 결과적으로, 전송 속도는 일시 정지 구간 변조의 경우에 증가될 수 있다. 정적 방전들이 트랜지스터(T2)에 의해 소산되고, 상기 목적을 위해 어떠한 부가적인 보호 회로도 필요치 않다.

Description

공급 전압 조정 회로 및 공급 전압 조정 회로가 제공된 데이터 캐리어{Supply voltage regulating circuit and data carrier provided with a supply voltage regulating circuit}

본 발명은, 무접점, 수동, 유도 데이터 캐리어용으로 특히 의도되고, 정류기, 유지 캐패시터(sustaining capacitor) 및 상기 유지 캐패시터에 병렬로 접속된 직접 병렬 조정기 스테이지를 포함하는 공급 전압 조정 회로에 관한 것으로, 또한, 본 발명은 안테나 및 공급 전압 조정 회로를 갖는 무접점, 수동, 유도 데이터 캐리어에 관한 것이다.

통상적인 정지형 기록/판독 스테이션(stationary write/read station)과 다수의 데이터 캐리어들 사이의 데이터 전송을 위한 데이터 전송 시스템은 이미 공지되어 있다. 상기 데이터 캐리어들은 기록/판독 스테이션들의 인접 필드에서 기록 또는 판독용으로 이용되는 지능적인 모바일 데이터 기억 장치(intelligent, mobile data stores)로서 역할을 한다. 이러한 시스템들은, 액세스 제어, 산업 및 상업용 오브젝트 식별, 점화 방지(inhibition of ignition), 자동 로그북 체킹(automatic logbook checking) 등의 광범위한 응용들에 있어서, 광범위한 전송 범위들, 데이터 전송 속도들, 집적 정도들, 기억 용량들 및 데이터 캐리어들의 지적 레벨들 등과 함께 이용된다. 상기 관점의 다른 실시예는, 자동차에 설치된 데이터 캐리어가 요금 정산소(toll station)의 기록/판독 스테이션을 통과할 때, 요금을 자동 지불하는 것이다.

액티브 데이터 캐리어들(자체 전원을 가짐)을 갖는 데이터 전송 시스템들이 있고, 기록/판독 스테이션으로부터의 RF 신호에 의해 유도적으로 전력이 공급되는 패시브 데이터 캐리어들을 갖는 데이터 전송 시스템들도 있다. 적절한 분배 이후에, RF 신호들의 주파수는 클럭 신호로서 이용될 수 있기 때문에, 자체의 클럭 신호를 전송할 필요는 없다. 기록/판독 스테이션으로부터 데이터 캐리어까지의 데이터의 전송에 있어서, 매우 짧은 시간 주기동안 RF 신호를 중단시킬 수 있고, "0" 또는 "1"이 전송되면, 중단들 사이의 간격에 의존하는데, 이는 두 중단들 사이의 클럭 펄스들을 카운팅하여 데이터 캐리어에 의해 쉽게 결정될 수 있다. 데이터 캐리어로부터 기록/판독 스테이션까지의 데이터 전송은 기록/판독 스테이션에 의해 전송되는 RF 신호의 로드 변조에 의해 발생할 수 있다. 따라서, 단일 신호만을 이용하면, 기록/판독 스테이션으로부터 데이터 캐리어까지 클럭 신호 및 전력을 전송할 수 있고, 두 방향들로 정보를 전송할 수 있다. 상기 시스템은 오스트리아 특허 제 395 224 호에 개시되어 있다.

정류기, 유지 캐패시터 및 상기 유지 캐패시터에 병렬로 접속된 직접 병렬 조정기 스테이지(예를 들어, 제너 다이오드 형태)를 갖는 종래의 공급 전압 조정 회로가 데이터 캐리어에 전력을 공급하기 위해 이용되는 경우에, 데이터 캐리어에 의한 중단들의 신뢰성 있는 인식을 보장하기 위해 RF 신호의 비교적 긴 중단들이 필요하다는 문제점이 있다. 본 발명의 배경에서 알 수 있듯이, 긴 중단들은, RF 신호가 중단될 때, 데이터 캐리어에 대한 전원이 유지 캐패시터에 의해 배타적으로 제공되는 사실로 인하여 필요하게 되고, 결과적으로, 안테나 코일은 어떠한 방법으로도 로딩되지 않기 때문에, 공진 현상(resonance phenomena)으로 인해 연장된 시간 주기동안 계속해서 발진한다. 데이터 캐리어가 기록/판독 스테이션으로부터 매우 짧은 거리의 이전의 기록/판독 스테이션에 제공될 때, 병렬 조정기 스테이지는 비교적 큰 전류들을 소비해야 하는 다른 결점이다. 그러므로, 고유의 조정 속도가 비교적 느리기 때문에, 전압 조정은 충분치 못하다.

본 발명의 목적은 상기 결점들을 해소하고 RF 신호의 매우 짧은 중단들을 검출할 수 있는 데이터 캐리어를 제공하여, 판독/기록 스테이션으로부터 데이터 캐리어까지의 데이터 전송 속도는 증가될 수 있다. 본 발명의 다른 목적은 보다 안정된 공급 전압을 제공하는 공급 전압 조정 회로를 제공하는 것이다. 또한, 데이터 캐리어의 신뢰도는 향상되고, 특히 정적 전하들에 대한 무감각성(insusceptibility)이 현저히 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 데이터 캐리어의 회로도.

도 2는 도 1에 도시된 데이터 캐리어의 회로 내의 주어진 점들에서 전압들의 시간의 변동을 도시한 도면.

본 발명에 따라, 상기 목적들은 서두에 설명한 공급 전압 조정 회로에 의해 성취되는데, 여기서, 직접 병렬 조정기 스테이지로부터 분리되고, 직접 병렬 조정기 스테이지보다 높은 전류 로더빌리티(loadability)를 가지며, 그로 인해, 조정 동작이 느린 간접 병렬 조정기 스테이지가 부가적으로 제공된 공급 전압 조정 회로에 의해 성취된다. 또한, 본 발명에 따라, 또한, 상기 목적들은 상술한 것과 같이 구성된 공급 전압 조정 회로를 갖는 상술한 종류의 데이터 캐리어에 의해 성취된다. 부가적인 과전압 방지 회로는 안테나 단자들에 접속되지 않는다.

본 발명에 따른 데이터 캐리어의 구조 또는 그 전력 공급 전압 조정 회로의 구조에 있어서, 직접 병렬 조정기 스테이지로부터 분리되어 예를 들어 정류기에 직접 작용하는 다른 간접 병렬 조정기 스테이지가 제공된다. 간접 병렬 조정기 스테이지는 거친 제어(coarse control)를 하고, 대량의 전류들을 취할 수 있지만, 그 결과 비교적 속도가 느린데, 즉, 그 조정 속도가 느리다. 따라서, 거친 제어가 간접 조정기 스테이지에 의해 미리 제공되고, 직접 조정기 스테이지는 비교적 적은 전류만을 취하기 때문에, 그에 대응하는 고속 조정 속도를 가질 수 있고, 그로 인해, 공급 전압의 매우 양호한 조정이 성취된다. 간접 조정기 스테이지의 다른 이점은, RF 신호의 중단들 동안 안테나 코일을 로딩하여 그 발진들이 강하게 댐핑되고, 그로 인해, 매우 짧은 중단들이 또한 확실하게 검출될 수 있다는 것이다. 간접 조정기 스테이지의 다른 이점은, 매우 많은 전류들에 대해서, 고속 조정 동작이 필요로 하지 않고 심지어 바람직하지 않기 때문에, 정적 전하들을 쉽게 소산시킬 수 있다는 것이다. 따라서, 필요한 다른 보호 수단들이 요구됨이 없이, 데이터 캐리어는 정전기 방전(electrostatic discharges)의 소산에 크게 영향을 받지 않게 되는데, 즉, 매우 완전한 정전 방전(ESD : electrostatic discharge) 보호가 보장된다. 특히, 본 발명에 따른 회로는 완벽하고, 매우 표면-효율적(surface-efficient)이고, 모놀리식 집적에 적합하다는 이점이 있다.

본 발명은 이하 도면을 참고하여 자세히 설명된다.

도 1은 공급 전압 조정 회로의 회로도이다. 코일은 단자들(LA 및 LB)에 접속된다. 이 코일로부터 수신되는 RF 신호는 공급 전압 조정 회로에 인가된다. 이 회로는 MOS 트랜지스터들에 의해 바람직하게 구현되고 인가되는 교류 전압(U_L)으로부터 두 개가 상호 분리되고 정류된 전압(U_LAST 및 U_VERS)을 형성하는 정류기 네트워크(1)(다이오드 D1 내지 D6)를 포함하고, 또한, 실제 공급 전압을 평활화하기 위한 유지 캐패시터(sustaining capacitor)(2) 및 전압 조정 회로(3)를 포함한다. 전압 조정 회로(3)는 두 개의 병렬 조정기들을 포함하는데, 이들 각각은 각각의 트랜지스터 구동기(T1 및 T2)와 기준 전압(4)을 갖는 조정 증폭기 스테이지를 포함한다. 두 개의 조정기 스테이지들은 모두 병렬 조정 원리에 따라 동작하는데, 즉, 공급 전압(U_VERS)이 기준 전압으로부터 유도되는 허용 가능치를 초과하는 순간, 구동기 트랜지스터들이 활성화된다. 구동기 트랜지스터들이 활성화될 때, 전류는 전원 회로로부터 유인되어, 공급 전압은 허용 가능치로 감소된다. 구동기 스테이지(T1)를 포함하는 제 1 조정기 회로는 고속 조정 특성을 갖기 때문에, 교류 전압 진폭의 변동을 매우 빠르게 제거할 수 있다. 따라서, 유지 캐패시터(2)와 관련하여, 매우 일정한 공급 전압(U_VERS)은 안테나 교류 전압(U_L)의 고속 진폭 변동의 경우에도 얻어진다(도 2 참조). 그러나, 속도의 이유로 인하여, 구동기 트랜지스터(T1)는 작아야하고 그로 인해, 매우 강력하지 못하기 때문에, 대량의 에너지가 연결될 때 대량의 전류들을 소산시킬 수 없다. 이러한 작업은 구동기 트랜지스터(T2)를 포함하는 제 2 조정기 스테이지에 의해 실행된다. 트랜지스터(T2)의 사이즈 및 높은 구동력으로 인하여, 제 2 조정기의 동작은 보다 느려진다. T2는 공급 전압(U_VERS)에 직접 동작하지 않고, 로드 전압(U_LAST)에 대해 자신의 다이오드 네트워크를 통해 교류 전압 증폭의 감쇠에 의해 간접적으로만 전압을 감쇠시킨다. 제 2 조정기의 타성(inertia)으로 인하여, 로드 전압(U_LAST)은 매우 심하게 변동(fluctuations)되고, 통상적으로 에너지 중단 동안 완전히 항복(break down)하며(도 2 참조), 또한, 안테나 교류 전압(U_L)은 에너지 중단 동안 강하게 댐핑되며, 에너지 중단 동안 U_L의 발진들의 고속 단절(fast extinction)을 유도하고(도 2 참조), 그 자체는 고속으로 일시 중지 인식의 결과를 얻고, 그로 인해, 기록/판독 스테이션으로부터 데이터 캐리어까지의 높은 데이터 전송 속도를 결과로서 얻는다. 그러나, 공급 전압(U_VERS)은 에너지 일시 중지 동안만 현저히 강하한다(도 2 참조). 또한, 두 병렬 조정기 스테이지들의 전압 제한 작동은 칩의 안테나 접속 패드들(LA 및 LB)상의 입력 전압(U_L)에 직접 제한 효과를 갖는다. 따라서, 매우 양호한 과전압 보호(ESD 호환성)가 안테나 접속 패드들상에서 달성되어, 부가적인 보호 회로가 필요치 않게 된다.

상술한 공급 전압 조정 회로는 무접점 데이터 캐리어 시스템들에 특히 유용하고, 예를 들어, 높은 ESD 보호, 일시 중지 간격 변조에 대한 높은 데이터 전송 속도 및, 완전한 표면-효율적인 모놀리식 집적에 대한 안정성 등의 다수의 필수적인 특징들을 조합한다.

Claims (2)

1. 무접점, 수동, 유도 데이터 캐리어들을 위해, 정류기, 유지 캐패시터(sustaining capacitor) 및 상기 유지 캐패시터에 병렬로 접속된 직접 병렬 조정기 스테이지(direct parallel regulator stage)를 포함하는 공급 전압 조정 회로에 있어서,

   상기 직접 병렬 조정기 스테이지로부터 분리되고, 상기 직접 병렬 조정기 스테이지보다 높은 전류 로더빌리티(loadability)를 가지며, 그로 인해, 조정 작동이 느린 간접 병렬 조정기 스테이지가 부가적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 공급 전압 조정 회로.
2. 안테나 및 공급 전압 조정 회로를 갖는 무접점, 수동, 유도 데이터 캐리어에 있어서,

   상기 공급 전압 조정 회로는 청구항 1에 개시된 것과 같이 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 캐리어.

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