KR20060092556A - 배전압을 인가할 수 있는 정류장치 및 이를 적용한 무선인증용 태그 - Google Patents

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Abstract

배전압을 인가할 수 있는 정류장치 및 이를 적용한 무선인증용 태그가 제공된다. 본 정류장치는, 수신된 RF신호에 의해 입력단에 유기되는 입력전압을 충전하는 충전부, 입력단에 유기된 입력전압과 충전부에 충전된 충전전압의 합에 해당하는 합전압을 전원전압으로 충전하고 충전된 전원전압을 방전하면서 외부 전기소자로 직류전원을 제공하는 전원제공부, 및 소정의 제1 시구간동안에는 입력단에 유기되는 입력전압이 충전부에 인가되도록 스위칭동작하고, 소정의 제2 시구간동안에는 합전압이 전원제공부에 인가되도록 스위칭동작하는 스위칭부를 포함한다. 이에 의해, RFID 태그에 장착된 다른 전기소자들에 배전압을 인가할 수 있고, 과전압에 의한 과전류가 소자들에 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.
RFID, 배전압, 정류, ESD

Description

배전압을 인가할 수 있는 정류장치 및 이를 적용한 무선인증용 태그{Rectifier for supplying double voltage and RFID tag thereof}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배전압을 인가할 수 있는 정류장치의 블럭도,
도 2는, 도 1에 도시된 정류장치의 회로도, 그리고,
도 3은 본 정류장치에 유기되는 입력전압의 일 예를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 제1 보호부
120 : 제2 보호부
130 : 충전부
140 : 스위칭부
150 : 구동클럭 제공부
160 : 전원제공부
본 발명은 정류장치 및 이를 적용한 무선인증용 태그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전압을 인가할 수 있는 정류장치 및 이를 적용한 무선인증용 태그에 관한 것이다.
무선기술이 발달한 요즘, 간단하게는 선불제 버스카드로부터 주차장 출입증 및 연구소의 출입카드에 이르기까지 다양한 무선인증(Radio Frequency IDentification : RFID) 시스템이 사용되고 있다.
RFID 시스템은 RFID 리더(Reader)와 RFID 태그(Tag)로 구성되며, RFID 태그는 사용자의 편의 및 사용용도에 따라 카드나 스티커 등의 형태로 다양하게 제조될 수 있다. 무선인증절차는 기본적으로 RFID 리더와 RFID 태그 간의 RF신호 교환에 의해 이루어진다. 즉, RFID 태그에 장착된 메모리에 저장된 인증에 필요한 정보를 RF신호 형태로 출력하면, RFID 리더가 이를 수신하여 확인하는 절차로 이루어진다.
RFID 태그는 RFID 리더로부터 수신한 RF신호를 이용하여 필요한 전원을 충당하여야 한다. 한편, RF신호에 의해 유기되는 전원은 교류전원이기 때문에, 이를 직류전원으로 변환하여주는 정류장치가 RFID 태그에 장착되어야 한다.
RFID 태그에 장착되는 정류장치는 아래와 같은 사항이 충족되어야 한다.
먼저, RFID 태그에 수신되는 RF신호의 크기가 약해서 유기되는 교류전원의 크기가 작은 경우에도, 정류장치는 비교적 높은 크기의 직류전원을 RFID 태그에 장착된 다른 전기소자들에 제공할 수 있어야 한다.
또한, RFID 태그가 RFID 리더와 매우 가까이 위치하여 크기가 매우 큰 RF신호가 수신되어 유기되는 교류전원의 크기가 매우 큰 경우, 정류장치는 RFID 태그에 마련된 소자들이 파손되지 않도록 조치하여야 한다.
아울러, 정류장치는 RFID 태그에 장착된 전기소자들 중 구동클럭을 필요로 하는 소자에 보다 우수한 구동클럭을 제공할 수 있어야 한다.
이에, 위의 조건들을 충족하는 정류장치에 대한 모색이 요청되는 바이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 배전압을 인가할 수 있고, 과전압에 의한 과전류가 소자들에 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 보다 우수한 구동클럭을 제공하는 정류장치 및 이를 적용한 무선인증용 태그를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 정류장치는, 수신된 RF(Radio Frequency)신호에 의해 입력단에 유기되는 입력전압을 충전하는 충전부; 상기 입력단에 유기된 상기 입력전압과 상기 충전부에 충전된 충전전압의 합에 해당하는 합전압을 전원전압으로 충전하고, 충전된 상기 전원전압을 방전하면서 외부 전기소자로 직류전원을 제공하는 전원제공부; 및 소정의 제1 시구간동안에는 상기 입력단에 유기되는 상기 입력전압이 상기 충전부에 인가되도록 스위칭동작하고, 소정의 제2 시구간동안에는 상기 합전압이 상기 전원제공부에 인가되도록 스위칭동작하는 스위칭부;를 포함한다.
그리고, 상기 충전부는, 상기 입력단을 구성하는 입력단자들 중 하나에 일단이 연결되고, 상기 스위칭부에 타단이 연결된 제1 커패시터;를 포함하고, 상기 전원제공부는, 상기 스위칭부와 전원 출력단자에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 제 2 커패시터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스위칭부는, 상기 입력단자들 중 다른 하나에 일단이 연결되고, 상기 충전부에 타단이 연결된 제1 쇼트키 다이오드; 및 상기 충전부와 상기 제1 쇼트키 다이오드의 타단에 일단이 연결되고, 상기 전원제공부와 상기 전원 출력단자에 타단이 연결된 제2 쇼트키 다이오드;를 포함할 수 있다.
그리고, 본 정류장치는, 상기 입력단에 유기된 상기 입력전압이 소정 레벨을 초과하면, 상기 입력전압이 상기 충전부로 인가되지 않도록 스위칭동작하는 제1 보호부; 및 상기 입력단에 유기된 상기 입력전압이 소정 레벨을 초과하면, 상기 입력전압이 상기 스위칭부로 인가되지 않도록 스위칭동작하는 제2 보호부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 보호부는, 일단이 접지되고, 상기 입력단을 구성하는 입력단자들 중 하나와 상기 충전부에 타단이 연결된 제4 쇼트키 다이오드;를 포함하고, 상기 제2 보호부는, 일단이 접지되고, 상기 입력단을 구성하는 입력단자들 중 다른 하나와 상기 스위칭부에 타단이 연결된 제5 쇼트키 다이오드;를 포함할 수 있다.
그리고, 본 정류장치는, 상기 합전압을 이용하여 구동클럭을 생성하고, 생성된 상기 구동클럭을 상기 외부 전기소자로 제공하는 구동클럭 제공부;를 더 포함하고, 상기 스위칭부는, 상기 소정의 제2 시구간동안에는, 상기 합전압이 상기 전원제공부 및 상기 구동클럭 제공부로 인가되도록 스위칭동작하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 구동클럭 제공부는, 상기 스위칭부와 구동클럭 출력단자에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 제3 커패시터;를 포함하고, 상기 스위칭부는, 상기 입력단자들 중 다른 하나에 일단이 연결되고, 상기 충전부에 타단이 연결된 제1 쇼트키 다이오드; 상기 충전부와 상기 제1 쇼트키 다이오드의 타단에 일단이 연결되고, 상기 전원제공부와 상기 전원 출력단자에 타단이 연결된 제2 쇼트키 다이오드; 및 상기 충전부, 상기 제1 쇼트키 다이오드의 타단, 및 상기 제2 쇼트키 다이오드의 일단에 일단이 연결되고, 상기 구동클럭 제공부에 타단이 연결된 제3 쇼트키 다이오드;를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른, 무선인증용 리더와 RF(Radio Frequency)신호를 송수신하는 무선인증용 태그는, 상기 무선인증용 리더로부터 수신한 RF신호에 의해 입력단에 유기되는 입력전압을 충전하는 충전부; 상기 입력단에 유기된 상기 입력전압과 상기 충전부에 충전된 충전전압의 합에 해당하는 합전압을 전원전압으로 충전하고, 충전된 상기 전원전압을 방전하면서 외부 전기소자로 직류전원을 제공하는 전원제공부; 및 소정의 제1 시구간동안에는 상기 입력단에 유기되는 상기 입력전압이 상기 충전부에 인가되도록 스위칭동작하고, 소정의 제2 시구간동안에는 상기 합전압이 상기 전원제공부에 인가되도록 스위칭동작하는 스위칭부;를 포함한다.
그리고, 본 무선인증용 태그는, 상기 입력단에 유기된 상기 입력전압이 소정 레벨을 초과하면, 상기 입력전압이 상기 충전부로 인가되지 않도록 스위칭동작하는 제1 보호부; 및 상기 입력단에 유기된 상기 입력전압이 소정 레벨을 초과하면, 상기 입력전압이 상기 스위칭부로 인가되지 않도록 스위칭동작하는 제2 보호부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 무선인증용 태그는, 상기 합전압을 이용하여 구동클럭을 생성하고, 생성된 상기 구동클럭을 상기 외부 전기소자로 제공하는 구동클럭 제공부;를 더 포함하고, 상기 스위칭부는, 상기 소정의 제2 시구간동안에는, 상기 합전압이 상기 전원제공부 및 상기 구동클럭 제공부로 인가되도록 스위칭동작하는 것이 바람직하다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 정류장치의 블럭도이다. 본 정류장치는 무선인증용(Radio Frequency IDentification: RFID) 태그(Tag)에 장착되어 RFID 태그에 마련된 다른 전기소자들에 직류전원을 제공한다. 전원제공시, 본 정류장치는 RFID 리더(Reader)로부터 수신한 RF(Radio Frequency)신호에 의해 유기되는 입력전압의 배전압(double voltage)을 제공할 수 있다.
또한, 본 정류장치는, 입력전압으로서 과전압이 유기된 경우, 그 과전압에 의한 과전류가 소자들에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 정류장치는 배전압을 이용하여 보다 우수한 구동클럭을 생성할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 정류장치는, 제1 보호부(110), 제2 보호부(120), 충전부(130), 스위칭부(140), 구동클럭 제공부(150), 및 전원제공부(160)를 구비한다. 본 정류장치의 입력단(I1 - I2)에는 RFID 리더로부터 수신한 RF신호에 의해 입력전압이 유기된다. 그리고, 구동클럭 출력단자(OC)에서는 구동클럭이 출력되고, 전원 출력단자(OP)에서는 직류전원이 출력된다. 출력되는 구동클럭과 직류전원은 각각 다른 전기소자들에 인가된다.
제1 보호부(110)는 입력단(I1 - I2)에 과전압이 유기되면, 그 과전압이 후술할 충전부(130)로 인가되지 않도록 스위칭동작한다. 그리고, 제2 보호부(120)는 입력단(I1 - I2)에 과전압이 유기되면, 그 과전압이 후술할 스위칭부(140)로 인가되지 않도록 스위칭동작한다.
제1 보호부(110)와 제2 보호부(120)는 입력전압으로서 과전압이 유기된 경우, 과전압에 의한 과전류가 다른 소자들에 유입되지 않도록 함으로서 다른 소자들을 보호하는 기능을 수행하는 것이다.
충전부(130)는 입력단(I1 - I2)에 유기된 입력전압을 충전한다. 그리고, 충전부(130)는 충전전압을 스위칭부(140)를 통해 후술할 구동클럭 제공부(150)와 전원제공부(160)로 제공한다.
구동클럭 제공부(150)는 '입력단(I1 - I2)에 유기된 입력전압과 충전부(130)에 충전된 충전전압의 합에 해당하는 전압'(이하, '합전압'으로 약칭한다.)(입력전압+충전전압)을 이용하여 구동클럭을 생성한다. 충전부(130)의 충전전압이 입력전압과 동일하다면, 구동클럭의 전압은 입력전압의 2배가 된다. 그리고, 구동클럭 제공부(150)는 생성되는 구동클럭을 구동클럭 출력단자(OC)를 통해 외부 전기소자들로 제공한다.
전원제공부(160)는 합전압을 전원전압으로 충전한다. 그리고, 전원제공부(160)는 충전된 전원전압을 방전하면서, 전원 출력단자(OP)를 통해 외부 전기소자들 로 직류전원을 제공한다.
스위칭부(140)는 '제1 시구간'동안에는 입력전압이 충전부(130)에 인가되도록 스위칭동작하고, '제2 시구간'동안에는 합전압이 구동클럭 제공부(150)와 전원제공부(160)에 인가되도록 스위칭동작한다. 여기서, '제1 시구간'은 입력단(I1 - I2)에 음(-)의 입력전압이 유기되는 구간을 의미하고, '제2 시구간'은 입력단(I1 - I2)에 양(+)의 입력전압이 유기되는 구간을 의미한다.
이하에서는, 본 정류장치의 회로적 구성에 대해, 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는, 도 1에 도시된 정류장치의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 제1 보호부(110)는 일단이 접지되고, 제1 입력단자(I1)와 C30에 타단이 연결된 쇼트키 다이오드(D10)로 구현된다. 그리고, 제2 보호부(120)는 일단이 접지되고, 제2 입력단자(I2)와 D41에 타단이 연결된 쇼트키 다이오드(D20)로 구현된다.
충전부(130)는 I1과 D10에 일단이 연결되고, D41에 타단이 연결된 커패시터(C30)로 구현된다.
스위칭부(140)는 3개의 쇼트키 다이오드(D41, D42, D43)로 구현된다. D41는 I2와 D20에 일단이 연결되고, C30, D42 , 및 D43에 타단이 연결된다. 그리고, D42는 C30, D41, 및 D43에 일단이 연결되고, C60과 OP에 타단이 연결된다. 또한, D43는 C30, D41, 및 D42에 일단이 연결되고, C50과 OC에 타단이 연결된다.
구동클럭 제공부(150)는 D43와 OC에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 커패시터(C50)로 구현된다. 그리고, 전원제공부(160)는 D42와 OP에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 커패시터(C60)로 구현된다.
이하에서는, 본 정류장치의 회로적 동작에 대해 도 2를 참조하여 상세히 설명하되, 입력단(I1 - I2)에는 도 3에 나타낸 바와 같은 교류의 입력전압(VI)이 유기되는 것으로 가정한다.
먼저, 음(-)의 입력전압(VI)이 유기되는 제1 시구간(T1)동안에는, D41이 'ON'되어, C30에는 VP가 충전되게 된다.
한편, 양(+)의 입력전압(VI)이 유기되는 제2 시구간(T2)동안에는, D41은 'OFF'되고 D42와 D43은 'ON'된다. 따라서, 합전압(입력전압(VP)+C30의 충전전압 (VP) = 2VP)이 C50과 C60에 제공된다. 따라서, C50에는 2VP가 충전되고, C60에도 2VP가 충전된다.
다시, 음(-)의 입력전압(VI)이 유기되는 제1 시구간(T1)이 되면, D41이 'ON'되므로 VP가 C30에 다시 충전되게 된다. 이때, C50은 충전된 2VP를 방전하고, C60 역시 충전된 2VP를 방전한다.
C50가 2VP의 충전과 방전을 되풀이 하게 되면, OC에서는 구동클럭이 출력되게 되며, 구동클럭의 전압은 2VP이다. 구동클럭의 전압이 2VP로 입력전압(VP)의 2배이기 때문에, 잡음에 의해 구동클럭이 손상되는 것을 감소시킬 수 있게 된다.
한편, C60은 C50에 비해 용량이 큰 커패시터로 구현하는 것이 바람직하다. 그러면, C60이 2VP의 충전과 방전을 되풀이 할때, OP에서 직류전원이 출력되기 때문이다. 출력되는 직류전원의 전압은 2VP이다. 이에 따라, 본 정류장치가 제공하는 직류전원의 전압은, 본 정류장치에 유기된 입력전압(VP)의 2배가 된다.
만약, 입력단(I1 - I2)에 매우 높은 양(+)의 입력전압(VI)이 유기된다면, 그에 의해 발생되는 과전류는 D10을 통해 접지단으로 향하게 된다. 또한, 입력단(I1 - I2)에 매우 높은 음(-)의 입력전압(VI)이 유기된다면, 그에 의해 발생되는 과전류는 D20을 통해 접지단으로 향하게 된다. 즉, D10과 D20은 정전기방전(Electro-Static Discharge : ESD) 보호기능을 수행하는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, RFID 태그에 수신되는 RF신호의 크기가 약해서 유기되는 교류전원의 크기가 작은 경우에도, 비교적 높은 크기의 직류전원을 RFID 태그에 장착된 다른 전기소자들에 제공할 수 있게 된다.
또한, RFID 태그가 RFID 리더와 매우 가까이 위치하여 크기가 매우 큰 RF신 호가 수신되어 유기되는 교류전원의 크기가 매우 큰 경우에도, RFID 태그에 마련된 소자들이 파손되지 않게 된다.
아울러, RFID 태그에 장착된 전기소자들 중 구동클럭을 필요로 하는 소자에는 보다 우수한 구동클럭이 제공되게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 수신된 RF(Radio Frequency)신호에 의해 입력단에 유기되는 입력전압을 충전하는 충전부;
    상기 입력단에 유기된 상기 입력전압과 상기 충전부에 충전된 충전전압의 합에 해당하는 합전압을 전원전압으로 충전하고, 충전된 상기 전원전압을 방전하면서 외부 전기소자로 직류전원을 제공하는 전원제공부; 및
    소정의 제1 시구간동안에는 상기 입력단에 유기되는 상기 입력전압이 상기 충전부에 인가되도록 스위칭동작하고, 소정의 제2 시구간동안에는 상기 합전압이 상기 전원제공부에 인가되도록 스위칭동작하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충전부는,
    상기 입력단을 구성하는 입력단자들 중 하나에 일단이 연결되고, 상기 스위칭부에 타단이 연결된 제1 커패시터;를 포함하고,
    상기 전원제공부는,
    상기 스위칭부와 전원 출력단자에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 제2 커패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 입력단자들 중 다른 하나에 일단이 연결되고, 상기 충전부에 타단이 연결된 제1 쇼트키 다이오드; 및
    상기 충전부와 상기 제1 쇼트키 다이오드의 타단에 일단이 연결되고, 상기 전원제공부와 상기 전원 출력단자에 타단이 연결된 제2 쇼트키 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 입력단에 유기된 상기 입력전압이 소정 레벨을 초과하면, 상기 입력전압이 상기 충전부로 인가되지 않도록 스위칭동작하는 제1 보호부; 및
    상기 입력단에 유기된 상기 입력전압이 소정 레벨을 초과하면, 상기 입력전압이 상기 스위칭부로 인가되지 않도록 스위칭동작하는 제2 보호부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정류장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 보호부는,
    일단이 접지되고, 상기 입력단을 구성하는 입력단자들 중 하나와 상기 충전부에 타단이 연결된 제4 쇼트키 다이오드;를 포함하고,
    상기 제2 보호부는,
    일단이 접지되고, 상기 입력단을 구성하는 입력단자들 중 다른 하나와 상기 스위칭부에 타단이 연결된 제5 쇼트키 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 합전압을 이용하여 구동클럭을 생성하고, 생성된 상기 구동클럭을 상기 외부 전기소자로 제공하는 구동클럭 제공부;를 더 포함하고,
    상기 스위칭부는,
    상기 소정의 제2 시구간동안에는, 상기 합전압이 상기 전원제공부 및 상기 구동클럭 제공부로 인가되도록 스위칭동작하는 것을 특징으로 하는 정류장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 구동클럭 제공부는,
    상기 스위칭부와 구동클럭 출력단자에 일단이 연결되고, 타단이 접지된 제3 커패시터;를 포함하고,
    상기 스위칭부는,
    상기 입력단자들 중 다른 하나에 일단이 연결되고, 상기 충전부에 타단이 연결된 제1 쇼트키 다이오드;
    상기 충전부와 상기 제1 쇼트키 다이오드의 타단에 일단이 연결되고, 상기 전원제공부와 상기 전원 출력단자에 타단이 연결된 제2 쇼트키 다이오드; 및
    상기 충전부, 상기 제1 쇼트키 다이오드의 타단, 및 상기 제2 쇼트키 다이오드의 일단에 일단이 연결되고, 상기 구동클럭 제공부에 타단이 연결된 제3 쇼트키 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정류장치.
  8. 무선인증용 리더와 RF(Radio Frequency)신호를 송수신하는 무선인증용 태그에 있어서,
    상기 무선인증용 리더로부터 수신한 RF신호에 의해 입력단에 유기되는 입력전압을 충전하는 충전부;
    상기 입력단에 유기된 상기 입력전압과 상기 충전부에 충전된 충전전압의 합에 해당하는 합전압을 전원전압으로 충전하고, 충전된 상기 전원전압을 방전하면서 외부 전기소자로 직류전원을 제공하는 전원제공부; 및
    소정의 제1 시구간동안에는 상기 입력단에 유기되는 상기 입력전압이 상기 충전부에 인가되도록 스위칭동작하고, 소정의 제2 시구간동안에는 상기 합전압이 상기 전원제공부에 인가되도록 스위칭동작하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선인증용 태그.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 입력단에 유기된 상기 입력전압이 소정 레벨을 초과하면, 상기 입력전압이 상기 충전부로 인가되지 않도록 스위칭동작하는 제1 보호부; 및
    상기 입력단에 유기된 상기 입력전압이 소정 레벨을 초과하면, 상기 입력전압이 상기 스위칭부로 인가되지 않도록 스위칭동작하는 제2 보호부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선인증용 태그.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 합전압을 이용하여 구동클럭을 생성하고, 생성된 상기 구동클럭을 상기 외부 전기소자로 제공하는 구동클럭 제공부;를 더 포함하고,
    상기 스위칭부는,
    상기 소정의 제2 시구간동안에는, 상기 합전압이 상기 전원제공부 및 상기 구동클럭 제공부로 인가되도록 스위칭동작하는 것을 특징으로 하는 정류장치.
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