KR20130055546A - 단일 전원 및 저일반모드 ｅｍｉ 방출을 사용하는 3레벨 브릿지 드라이버 - Google Patents

단일 전원 및 저일반모드 ｅｍｉ 방출을 사용하는 3레벨 브릿지 드라이버 Download PDF

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Abstract

일 실시예에서, 단일 전원을 갖는, 회로는 저 공통 모드 전자기 간섭(EMI) 방출을 사용하는 무선 신호를 전송하도록 제공된다. 회로는 대칭적 구축 회로의 결과로서 40dB 또는 그 이상의 공통 모드 감쇠를 달성할 수 있다. 전송 회로 및 수신기 회로를 포함하는 시스템, 및 이러한 시스템을 사용하는 방법이 또한 포함된다.

Description

단일 전원 및 저일반모드 ＥＭＩ 방출을 사용하는 3레벨 브릿지 드라이버{3-LEVEL BRIDGE DRIVER WITH SINGLE SUPPLY AND LOW COMMON MODE EMI EMISSION}
본 발명은 단일 전원 및 저일반모드 ＥＭＩ 방출을 사용하는 3레벨 브릿지 드라이버에 관한 것이다.
드라이버는 고효율(저 전력 손실을 가짐)로 구축될 수 있기 때문에 무선 주파수 식별(radio-frequency-identification;RFID) 안테나를 구동하기 위해 구형파 드라이버가 사용된다. 또한, 저장된 에너지에 비해 저 에너지 손실율, 연관된 고 Q-팩터 때문에 구형파 드라이버가 사용된다. 안테나 공명기의 고 Q-팩터는 충분히 높은 감쇠 없이 구형파의 왜곡된 고조파(harmonics)를 필터링할 수 있다.
특정 실시예에 따라, 본 개시는 두 전원 수신 단말 사이에 위치된 공명 회로 및 전원 공급 단말로부터의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호를 커플링하기 위한 스위칭 회로에 대한 것이다. 상위 레벨, 하위 레벨, 및 중간 레벨 전압 신호를 포함하는, 구형파 전압 신호는 공명 회로를 통과하는 에너지를 유발하고, 이는 그 다음 외부 회로로의 정보 신호의 무선 전송을 야기한다. 추가로, 다른 회로는 전력 수신 단말의 각각으로부터의 직류 통로를 제거하기 위한 스위칭 회로와 함께 디자인되어서, 전력 수신 단말에서 수신된 전력을 중간 레벨 전압 신호로 지향시킨다.
본 개시는 또한 전송 회로 및 수신기 회로를 포함하는 시스템에 대한 것이다. 전송 회로는 정보 신호를 전송하도록 디자인되고, 전송 공명 회로 및 스위칭 회로를 포함한다. 전송 공명 회로는 전력 수신 단말 사이에 위치되고, 전송 회로의 전송 신호를 무선으로 전송하도록 디자인된다. 본 전송 회로의 스위칭 회로는 전원 단말로부터의 세 개의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호(상위 레벨, 하위 레벨, 및 중간 레벨 전압 신호)를 커플링하여, 전송 공명 회로를 통과하는 에너지를 유발하고 이는 다시 정보 신호의 무선 전송을 유발하도록 구성되고 배열된다. 전송 회로의 다른 회로는 전원 수신 단말의 각각으로부터 직류 통로를 제거하기 위한 스위칭 회로와 함께 구성된다. 직류 통로의 제거는 전원 수신 단말에서 수신되는 전원이 중간 레벨 전압 신호로 지향되도록 허용한다. 시스템은 또한 정보 신호를 무선으로 수신하도록 구성되고 배열되는, 수신기 공명기 회로의 사용을 통해 정보 신호를 수신하도록 디자인되는 수신기 회로 및 전송 회로의 진위를 확인하도록 디자인되는, 식별 회로를 포함한다.
본 개시는 또한 전송 회로 및 수신기 회로를 포함하는 시스템을 사용하는 방법을 포함한다. 본 방법은 전송 회로를 사용하여 정보 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 이 전송은, 그 다음, 전송 공명 회로, 스위칭 회로, 및 다른 회로를 포함한다. 전송 공명 회로는 전력 수신 단말 사이에 위치되고, 전송 회로를 무선으로 전송한다. 본 실시예에서 사용되는, 스위칭 회로는 전원 단말로부터의 세 개의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호(상위 레벨, 하위 레벨, 및 중간 레벨 전압 신호)를 커플링하여, 전송 공명 회로를 통과하는 에너지를 유발하고 정보 신호의 무선 전송을 야기한다. 전송 회로는 또한 전원 수신 단말의 각각으로부터 DC 전류 통로의 제거를 용이하게 하기 위한 스위칭 회로와 함께 구성되는 회로를 포함하고, 따라서 전원 수신 단말에서 수신되는 전원을 중간 레벨 전압 신호로 지향시킨다. 방법은 또한 수신기 회로에 의해 전송된 정보 신호를 수신하는 단계를 더 포함한다. 수신기 회로(예를 들어, 정보 신호를 무선으로 수신하는 수신기 공명기 회로를 가짐) 및 전송 회로의 진위를 확인하는데 사용되는 식별 회로.
상기 논의는 각 실시예 또는 모든 구현을 설명하기 위한 것은 아니다.
다양한 예시의 실시예는 첨부한 도면과 함께 다음의 자세한 설명을 고려하여 더 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시의 실시예에 따른 트랜시버 및 트랜스폰더의 시스템도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 예시의 실시예에 따른 전송 및 수신기 회로의 회로 레벨 시스템도를 도시한다.
도 3은 본 개시에 따른 회로 레벨도에서 회로의 예시의 실시예를 도시한다.
도 4는 본 개시에 따른 회로의 다른 예시의 실시예의 회로 레벨도를 도시한다.
도 5a는 회로도에서 예시의 피드백 루프를 포함하는, 본 개시의, 예시의 회로를 도시한다.
도 5b는 회로도에서 다른 예시의 피드백 루프를 포함하는, 본 개시의, 예시의 회로를 도시한다.
도 6은 본 개시에 따른 구형파 드라이버의 예시의 타이밍도를 도시한다.
도 7은 예시적인 브레이크 비포 메이크 보호를 포함하는, 본 개시에 따른, 회로를 도시한다.
본 개시는 다양한 수정 및 대안의 형태가 가능하고, 이들의 예시는 도면에서 예시의 방식으로 도시되며 자세하게 설명될 것이다. 하지만, 이 의도가 본 개시를 도시되고/되거나 설명된 특정 실시예에 제한하는 것이 아님이 이해될 것이다. 반면, 이 의도는 본 개시의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 수정, 등가물, 및 대안을 커버하는 것이다.
본 발명의 측면들(aspects)은 신호의 무선 전송을 포함하는 저 공통 모드 전자기 간섭(a low common mode electromagnetic interference(EMI)) 방출을 사용하는 브릿지 드라이버 회로를 위한 다양한 상이한 타입의 디바이스, 시스템 및 구성에 적용가능하다고 여겨진다. 본 발명은 반드시 제한되지는 않지만, 본 발명의 다양한 측면들은 다음의 예시를 통해 이해될 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따라, 다양한 예시의 실시예는, 최대 진폭으로 작동될 때, 이론적으로 제로인 공통 모드 EMI 방출을 달성할 수 있는, 회로, 시스템 및 방법에 지향된다. 회로, 시스템, 또는 방법에서 수신되는 전력을 평균화하는 것(averaging)은, EMI 방출에 영향을 미치지 않는 직류 컴포넌트만을 효과적으로 유지할 수 있고, 40dB 및 그 이상의 공통 모드 감쇠(common mode attenuations)를 획득할 수 있다.
예시의 실시예에서,시스템은 전송 회로 및 수신기 회로를 포함한다. 전송 회로는 정보 신호를 전송하도록 디자인된다. 전송 회로는 전송 공명 회로 및 스위칭 회로를 포함한다. 전송 공명 회로는 전력 수신 단말 사이에 위치되고, 전송 회로의 정보 신호를 무선으로 전송하도록 디자인된다. 특정 실시예에서, 전송 공명 회로는 약 50KHz와 약 150KHz 사이의 작동 주파수를 갖는다. 본 전송 회로의 스위칭 회로는, 전원 단말로부터의 세 개의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호(상위 레벨, 하위 레벨, 및 중간 레벨 전압 신호)를 커플링하여 전송 공명 회로를 통과하는 에너지를 유발하고, 이는 다시 정보 신호의 무선 전송을 유발하도록 구성(configure)되고 배열(arrange)된다. 특정 실시예에서, 전송 회로는 40dB 또는 그 이상의 공통 모드 감쇠를 달성한다. 전송 회로는 또한 스위칭 회로와 함께 구성되고 배열되어, 전력 수신 단말의 각각으로부터 DC 전류 통로를 제거하도록 디자인되는 다른 회로를 포함한다. DC 전류 통로의 제거는 전력 수신 단말에서 수신된 전력을 중간 레벨 전압 신호로 지향(direct)시킨다.
본 실시예에서, 시스템은 또한 정보 신호를 무선으로 수신하도록 디자인되는 수신기 회로를 포함한다. 수신기 회로는 정보 신호를 무신으로 수신하도록 구성되고 배열되는, 수신기 공명기 회로 및 전송 회로의 진위(authenticity)를 확인하도록 디자인되는, 식별 회로를 포함한다.
특정 실시예에서, 위에서 설명된 시스템은 오디오 증폭기에 통합될 수 있다. 또한, 다른 예시의 실시예에서, 시스템은 패시브 키리스 엔트리 디바이스(a passive-kkeyless entry device)에서 사용될 수 있다. 또 다른 예시의 실시예에서, 전송 회로 및 수신기 공명 회로는 무접점 충전 시스템(a contactless charging system)에서 사용된다.
본 개시와 일치하는 다른 예시의 실시예에서, 회로는 공명 회로를 포함하도록 고안된다. 공명 회로는 두 전력 수신 단말 사이에 위치되고 정보 신호를 외부 회로로 무선 전송하도록 디자인된다. 공명 회로는 또한 약 50KHz와 약 150KHz 사이의 작동 주파수를 가질 수 있다.
스위칭 회로는 또한 전원 단말로부터 상이한 레벨의 구형파 전압 신호를 커플링하도록 포함될 수 있다. 특정 실시예에서, 스위칭 회로는 두 전원 단말을 포함할 것이다. 구형파 전압 신호는, 상위 레벨, 하위 레벨, 및 중간 레벨 전압 신호를 포함하고, 공명 회로를 통과하는 에너지를 유발하며, 그 다음, 정보 신호의 무선 전송을 야기한다. 어떤 특정 실시예에서, 스위칭 회로는 회로의 중간 레벨 전위(potential)을 안정화시키도록 구성되는 피드백 루프를 더 포함한다. 스위칭 회로는 특정 실시예에서 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 다른 회로는 전력 수신 단말의 각각으로부터 DC전류 통로를 제거하기 위한, 스위칭 회로와 함께 구성되고 배열되어서, 전력 수신 단말에서 수신되는 전력을 중간 레벨 전압 신호로 지향시킨다.
본 명세서에서 설명된 특정 실시예에서 회로가 가질 수 있는 공통 모드 전자기 간섭(EMI) 방출은 거의 제로이다. 다른 실시예에서, 회로는 40dB 또는 그 이상의 공통 모드 감쇠를 달성한다. 특정 실시예에서, 스위칭 회로는 브레이크 비포 메이크 갭을 생성하기 위해 스위칭 동안 정지하도록 디자인된다. 또한 스위칭 회로는 비례 적분 미분 제어기(proportional-integral-derivative controller; PID controller)를 사용하여 추가로 제어될 수 있고, 또 다른 실시예에서, 스위칭 회로는 혼합 신호 제어기를 통해 제어될 수 있다.
개시는 또한 전송 회로 및 수신기 회로를 포함하는 시스템을 사용하는 방법에 대한 것이다. 여기에서 설명된 실시예의 방법은 전송 회로를 사용하는 정보 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다. 정보 신호의 전송은 전송 공명 회로(약 50KHz와 약 150KHz 사이의 작동 주파수를 가질 수 있음), 스위칭 회로, 및 다른 회로를 포함하는 전송 회로의 요소에 의해 달성된다. 전송 공명 회로는 전력 수신 단말 사이에 위치되고 정보 신호를 무선으로 전송한다. 본 실시예에서 사용되는, 스위칭 회로는 전원 단말로부터의 상이한 세 개의 레벨의 구형 신호를 커플링하기 위해 구성되고 배열되어, 전송 공명 회로를 통과하는 에너지를 유발하고 정보 신호의 무선 전송을 야기한다. 세 개의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호는 상위 레벨, 하위 레벨, 및 그 사이의 중간 레벨 전압 신호를 포함한다. 방법에서 사용되는 전송 회로는 또한 전력 수신 단말의 각각으로부터 DC전류 통로를 제거하도록 디자인되어서, 전력 수신 단말에서 수신되는 전력을 중간 레벨 전압 신호로 지향시키는, 스위칭 회로와 함께 구성되는 다른 회로를 포함한다.
본 실시예의 방법은 또한 수신기 회로에 의해 정보 신호를 수신하는 것을 특징으로 한다. 수신기 회로는 신호를 무선으로 수신하는 수신기 공명기 회로, 및 전송 회로의 진위를 확인하는 식별 회로를 포함한다. 특정 실시예에서, 본 방법은 40dB 또는 그 이상의 공통 모드 감쇠를 달성한다.
도면을 참조하면, 도 1은 본 개시에 따른 시스템의 예시의 실시예를 도시한다. 도 1은 전송 디바이스(150)와 수신기 디바이스(100) 사이의 에너지 및 데이터의 교환을 도시한다.
도 2는 본 개시의 예시의 실시예에 따른 시스템을 도시한다. 도 2는 전송 회로(205) 및 수신기 회로(295)를 도시한다. 도 2의 전송 회로(205)는, 정보 신호를 전송하도록 디자인된다. 전송 회로(205)는 전력 수신 단말(230) 사이에 위치된 전송 공명 회로(220)를 포함하고, 전송 회로(205)의 정보 신호를 무선으로 전송하도록 디자인된다. 어떤 특정 실시예에서, 전송 공명 회로(220)는 약 50KHz와 약 150KHz 사이의 작동 주파수를 갖는다.
도 2에서 도시된 시스템의 부분으로서, 전송 회로는 또한 다양한 회로 기반 형태로 스위칭 회로를 포함한다. 이 형태는 원하는 구현 또는 용례에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 도시된, 스위치 제어 블록은, 로직 회로(예를 들어, 프로그래밍된 마이크로컴퓨터 및/또는 분리 로직 컴포넌트를 사용함)로서 구현될 수 있고 이러한 로직 회로는 스위치 회로(예를 들어, 스위치(240) 및 다른 회로 섹션(예를 들어, p 타입 트랜지스터, n 타입 트랜지스터, 및 스위치 제어기)을 갖는 다수의 섹션으로서 구현된 스위칭 회로를 포함하는 것으로서 볼 수 있다.
제 1 형태는 전송 공명 회로(220)를 통과하는 에너지를 유발하기 위해 세 개의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호(상위 레벨, 하위 레벨(250에 의해 야기됨), 및 중간 레벨(240에 의해 야기됨) 전압 신호)를 커플링하도록 디자인되는 스위칭 회로(240 및 250)로서 도시된다. 특정 실시예에서, 전송 회로는 40dB 또는 그 이상의 공통 모드 감쇠를 달성한다. 전송 공명 회로(220)를 통과하여 유발되는 에너지는 정보 신호의 무선 전송을 야기한다.
이러한 스위칭 회로의 다른 형태가 도 2의 전송 회로에 도시된다. 도시된 바와 같이, 스위칭 회로는 전력 수신 단말(230)의 각각으로부터 DC 전류 통로를 제거하도록 구성되고 배열되는 다른 회로(예를 들어, p 타입 트랜지스터 및 n 타입 트랜지스터, 스위치(240), 및 스위치 제어)를 포함한다. DC 전류 통로의 제거는 전력 수신 단말(230)에서 수신된 전력을 중간 레벨 전압 신호로 지향시킨다. 도 2에서 도시된 시스템은 또한 정보 신호를 수신하도록 디자인된 수신기 회로(295)를 포함한다. 수신기 회로(295)는 정보 신호를 무선으로 수신하는 수신기 공명기 회로(280)를 포함한다. 추가로, 수신기 회로(295)는 전송 회로(205)의 진위를 확인하는 식별 회로(290)를 통합시킨다.
도 3은 본 개시에 따른 회로를 도시한다. 도 3의 회로는 거의 제로로 공통 모드 전자기 간섭(EMI) 방출을 유지하고, 40dB 또는 그 이상의 공통 모드 감쇠를 달성한다. 도 3에서 도시된 회로는 두 전력 수신 단말(330) 사이에 위치된 공명 회로(320)를 포함한다. 공명 회로(320)(약 50KHz와 약 150HKz 사이의 작동 주파수를 가짐)는 정보 신호를 외부 회로로 무선 전송하도록 디자인된다. 도 3에서 도시된 회로는 또한 전원 단말(300/310)로부터의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호(상위 레벨, 하위 레벨(양자는 350에 의해 야기됨), 및 중간 레벨(340에 의해 야기됨) 전압 신호)를 커플링하기 위한 스위칭 회로(340 및 350)를 포함한다. 스위칭 회로(340)는 특정 실시예에서 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 특정 실시예에서, 회로는 두 전원 단말(300/310)을 포함한다. 구형파 전압 신호는 공명 회로(320)를 통과하는 에너지를 유발하고, 그 다음 정보 신호의 무선 전송을 야기한다. 전원 수신 단말(330)의 각각으로부터 DC 직류 통로를 제거하여서, 전력 수신 단말에서 수신된 전원을 중간 레벨 전압 신호로 지향시키기 위한, 스위칭 회로(340)와 함께 디자인되는, 다른 회로(350)가 도 3의 도시된 실시예에 더 포함된다.
특정 경우에, 스위칭 회로는 브레이크 비포 메이크 갭을 생성하기 위해 스위칭 동안 중지하도록 디자인된다. 또한, 스위칭 회로는 비례 적분 미분 제어기(PID controller)를 사용하여 추가로 제어될 수 있고, 다른 실시예에서, 스위칭 회로는 혼합 신호 제어기를 통해 제어될 수 있다.
도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 공명기 회로(320)에 걸리는 제로 볼트 조건은 전원 수신 단말(V+ 및 V-)(330)을 함께 단락시키기에 충분하다. 따라서, 회로의 전원 수신 단말(330)은 Vmid에 반드시 연결되는 것은 아니다. 양 전력 수신 단말9330)이 함께 단락될 때, 공명기 회로(320)에 대한 최종 파형은 도 6에서 도시된 형태이다. 하지만, 전력 수신 단말(330)이 함께 단락되는 시간 간격 동안, 드라이브 핀의 전위가 정의되지 않을 것이다. 더 구체적으로는, 스위칭 간격 동안 전위가 정의되는, 직류 통로가 존재하지 않지만, 최종 전위는 중간포인트 전압(VDD의 절반)에 도달할 것이다. 회로를 대칭적인 방식으로 구조화하는 것은 전력 수신 단말(330)(V+ 및 V-)(접지에 대한 케이블 캐패시턴스를 포함함)에서 기생 캐패시턴스(parasitic capacitance)를 초래하기 때문에 최종 전위는 중간포인트 전압에 가까워 거의 동일하다. 따라서, 도 3을 다시 참조하면, 스위칭 회로(340)를 폐쇄하는 것은 하나의 기생 캐패시터를 VDD로 방전시키고, 다른 기생 캐패시터는 VSS(접지)로 방전시킨다. 또한, 두 캐패시터가 스위칭 회로(340)를 통해 접속될 때 공통 전위는 거의 VDD의 절반으로 가정할 것이다.
도 4는 본 개시에 따른 회로의 다른 예시의 실시예를 도시한다. 거의 제로의 공통 모드 전자기 간섭(EMI) 방출을 달성하는, 도 4에 도시된 회로는, 전력 수신 단말(430)로부터 DC 전류 통로를 제거하기 위한, 스위칭 회로(440/450/460)와 함께 구성되고 배열되는 다른 회로(450)를 포함한다. 도시된 회로는 40dB 또는 그 이상의 공통 모드 감쇠를 획득한다. 도 4에 도시된 회로는 스위칭 회로에 포함되는 두 스위치(440/460)를 갖는다. 도 4에 도시된 스위칭 회로(440/460)는 전원 단말(400/410)로부터의 세 개의 상이한 레벨의 구형파 신호를 커플링하도록 디자인된다. 세 개의 상이한 레벨은 상위 레벨, 하위 레벨(450에 의해 구동됨), 및 중간 레벨(440 및 460 폐쇄에 의해) 전압 신호를 포함한다. 스위칭 회로(440/4460)의 제 2 스위치(460)는 안정화를 위한 중간포인트 전압(470)에 회로를 접속시키도록 디자인된다. 추가로, 회로는 전력 수신 단말(430) 사이에 위치된 공명 회로(420)를 포함한다. 공명 회로(420)는 외부 회로로 정보 신호를 무선 전송하도록 디자인된다. 도 4에 도시된 공명 회로는 약 50KHz와 150KHz 사이의 작동 주파수를 갖는다. 전원 단말(400/410)로부터의 구형파 전압 신호는 공명 회로(420)를 통과하는 에너지를 유발하고, 정보 신호의 무선 전송을 야기한다.
도 4에서 도시된 바와 같이 중간포인트 전위(Vmid)로의 두 번째 접속으로 전위가 추가로 정의될 수 있다. 도 4에 도시된, 양 스위치(440/460)가 폐쇄될 때, 공명기 회로(420)의 주요 부분은 전력 수신 단말(V+ 및 V-)(430) 사이의 통로를 따라 전류가 흐른다(440). 소량의 전류가 흐른다(460)(중간포인트 전위에 최소한으로 영향을 줌). 따라서, 스위치(460)는 440보다 훨씬 더 큰 온 저항(on-resistance)을 가질 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따른 다른 회로를 도시한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 회로는 전력 수신 단말(530) 사이에 위치되는 공명 회로(520)(약 50KHz와 약 150KHz 사이에서 작동함)를 포함한다. 공명 회로(520)는 공명 회로(520)를 통과하는 에너지를 푸싱함으로써 전원 단말(500/510)로부터 발생되는 구형파 전압 신호에 응답하여 정보 신호를 외부 회로로 무선으로 전송한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 회로는 상이한 레벨의 구형파 전압 신호(상위 레벨, 하위 레벨(550에 의해 구동됨), 및 중간 레벨(540에 의해 야기됨) 전압 신호)를 커플링하기 위한 스위칭 회로(540/550)를 포함한다. 도 5a 및 도 5b는 또한 회로의 중간포인트 전위(560)를 더 안정화시키기 위해 피드백 루프(570)를 도시한다(Vmid 노드 상으로 야기된 오프셋은 전하 주입에 기인하여 커질 수 있다). 도 5a 및 도 5b에서 도시된 회로의 스위칭 회로(540)는 두 스위치를 포함한다. 도 5a에서 보이는 바와 같이, 스위칭 회로(540)의 두 스위치는 스태거(staggered)될 수 있거나, 도 5b에서 보이는 바와 같이, 스위칭 회로(540)의 두 스위치는 직렬이 될 수 있다(완벽한 대칭이 필요한 경우에). 도 5a 및 도 5b의 양 회로도에서, 스위칭 회로(540)의 제 2 스위치는 회로를 이의 중간포인트 전위(560)에 커플링한다. 도 5a 및 도 5b의 회로에 대해, 회로의 공통 모드 전자기 간섭(EMI) 방출은 거의 제로이고, 공통 모드 감쇠는 40dB 또는 그 이상의 레벨에서 실현된다.
전자기 호환성(Electromagnetic compatibility;EMC) 규제는 RFID 전송기의 출력 진폭이 진폭에서 제어될 수 있는 것을 요구한다. 진폭을 제어하는 일 방법은 드라이버의 프로그램가능한 공급 전압을 제공하는 것이다. 프로그램가능한 공급 전압은 비싸고, 통상적으로는 5와 10 사이의 상대적으로 작은 VDD , max/VDD , min 비율(14dB와 20dB 사이의 공통 모드 감쇠)을 달성한다. RFID 전송기의 진폭을 제어하는 다른 방법은 드라이버 출력 펄스의 폭 및/위상 편이를 변화시키는 것이다. 이 변조는 안테나 공명기가 동적으로 구동되는 더 짧은 시간 간격을 야기한다.
위에서 설명된 실시예에 제공된 3레벨 구형파 전압 신호는 도 6에서 볼 수 있다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 드라이버 패턴은 VDD의 진폭 절반을 갖는 드라이브 기간마다 네 단계를 갖는다(3레벨로 양 드라이버 출력을 작동시킴). 이 방식으로, 평균이 정확하게 Vmid인 출력 신호가 전달되어서, 잔여 공통 모드 EMI 방출이 존재하지 않는다.
짧은 시간 간격은 스위칭 RFID 드라이버 회로의 구현에 포함될 수 있다. 이 짧은 시간 간격은 "브레이크 비포 메이크"로서 특징지어진다. 이 브레이크 비포 메이크 간격은 공명기 회로를 구동시키는 모드와, 회로에 단락을 인가하는 모드 사이(및 그 반대)에 위치될 수 있다. 브레이크 비포 메이크 시간 간격을 포함하지 않는 것은 트랜지스터로만 구성된 통로를 통과하는 전원으로부터 유발되는 초과 전류를 야기할 수 있다. 트랜지스터 통로를 통과하는 초과 전류는 회로를 파괴할 수 있다. 브레이크 비포 메이크 간격 동안, 두 통로는 전도성이 아니어서, 초과 전류가 회피될 수 있다.
브레이크 비포 메이크 갭을 접속시키지 않는 것은 또한 고전압을 발생시키는, 공명기 회로의 안테나 코일을 통과하는 전류 흐름을 야기할 수 있다. 제시된 이러한 보호가 존재하지 않는 경우에 발생된 고전압은 회로의 보호 수단(포함된다면)이 활성화되거나, 드라이버 트랜지스터를 손상시킬 때까지 상승될 수 있다. 또한, 고전압은 공명기 회로가 회로에 저장된 에너지의 상당한 부분을 손실하게 할 수 있어서, 안테나 전류가 왜곡되게 한다.
본 개시의 다른 특정 양상에 따라, (직렬로 접속된 선택적인 레지스터(Rp)와 함께) 작은 캐패시터 Cp가 전원 수신 단말들 사이의 공명기 회로에 병렬로 추가된다(예를 들어, 도 7에서 도시됨). 작은 브레이크 비포 메이크 갭 동안, 캐패시터(Cp)는 안테나 전류를 전도시켜 안테나 코일에 의해 발생되는 초과 전압을 회피한다. 존재한다면, 직렬 레지스터(Rp)는 드라이버가 다시 활성화될 때 병렬 캐패시터(Cp)를 충전하는 전류를 제한한다.
상기 논의 및 도시에 기초하여, 당업자는 여기에서 도시되고 설명된 예시적인 실시예 및 용례를 정확하게 따르는 것 없이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 용이하게 인식할 것이다. 또한, 상이한 실시예의 다양한 특징은 다양한 조합으로 구현될 수 있다. 이러한 수정은 다음의 청구항에서 제시되는 것을 포함하여, 본 개시의 참 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다.

Claims (19)

  1. 회로에 있어서,
    상기 회로는,
    전력 수신 단말 사이에 위치되어, 외부 회로로 정보신호를 무선으로 전송하는 공명 회로와,
    전원 단말(power supply terminals)로부터의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호―상기 구형파 전압 신호는 상위 레벨, 하위 레벨, 및 중간 레벨 전압 신호를 포함함―를 커플링하도록 구성(configure)되고 배열(arrange)되어 상기 공명 회로를 통과하는 에너지를 유발하고, 이어서 정보 신호의 무선 전송을 야기하는 스위칭 회로와,
    상기 스위칭 회로와 함께 구성되고 배열되어, 상기 전력 수신 단말의 각각으로부터 DC 전류 통로를 제거하여 상기 전력 수신 단말에서 수신된 전력을 상기 중간 레벨 전압 신호로 지향(direct)시키는 다른 회로(another circuit)를 포함하는
    회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구형파 전압 신호는 두 전원 단말에 의해 제공되는
    회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로의 공통 모드 전자기 간섭(common mode electromagnetic interference;EMI) 방출은 거의 제로인
    회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    40dB 또는 40dB 이상의 공통 모드 감쇠(common mode attenuation)가 달성되는
    회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 상기 회로의 중간포인트 전위(a mid-point potential)를 안정화시키도록 구성되고 배열되는 피드백 루프를 더 포함하는
    회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 적어도 하나의 스위치를 포함하는
    회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공명 회로는 약 50KHz와 약 150KHz 사이의 작동 주파수를 갖는
    회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 브레이크 비포 메이크 갭(a break-before-make gap)을 생성하기 위해 스위칭 동안 중지(pause)하는
    회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로를 제어하는 비례 적분 미분 제어기(a proportional-integral-derivative controller;PID controller)를 더 포함하는
    회로.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로를 제어하는 혼합 신호 제어를 더 포함하는
    회로.
  11. 정보 신호를 전송하도록 구성되고 배열된, 전송 회로를 포함하되,
    상기 전송 회로는,
    전력 수신 단말 사이에 위치되어, 상기 정보신호를 무선으로 전송하도록 구성되고 배열된, 전송 공명 회로와,
    전원 단말로부터의 세 개의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호―상기 구형파 전압 신호는 상위 레벨, 하위 레벨, 및 중간 레벨 전압 신호를 포함함―를 커플링하도록 구성되고 배열되어 상기 공명 회로를 통과하는 에너지를 유발하고, 이어서 정보 신호의 무선 전송을 야기하는 스위칭 회로와,
    상기 스위칭 회로와 함께 구성되고 배열되어, 상기 전력 수신 단말의 각각으로부터 DC 전류 통로를 제거하여 상기 전력 수신 단말에서 수신된 전력을 상기 중간 레벨 전압 신호로 지향시키는 다른 회로를 구비하는 상기 전송 회로와,
    상기 정보 신호를 수신하도록 구성되고 배열된, 수신기 회로를 포함하되,
    상기 수신기 회로는,
    상기 정보 신호를 무선으로 수신하도록 구성되고 배열된 수신기 공명기 회로와,
    상기 전송 회로의 진위(authenticity)를 확인하도록 구성되고 배열된 식별 회로를 구비하는
    시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전송 회로 및 상기 수신기 공명 회로는 오디오 증폭기로 통합되는
    시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 전송 회로 및 상기 수신기 공명 회로는 패시브 키리스 엔트리 디바이스(a passive-keyless entry device)로 통합되는
    시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전송 회로 및 상기 수신기 공명 회로는 무접점 충전 시스템(a contactless charging system)으로 통합되는
    시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 공명 회로는 50KHz와 150KHz 사이의 작동 주파수를 갖는
    시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    40dB 또는 40dB 이상의 공통 모드 감쇠가 달성되는
    시스템.
  17. 시스템을 사용하는 방법에 있어서,
    전송 회로를 사용하여 정보 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 전송 회로는,
    전력 수신 단말 사이에 위치되어, 상기 정보신호를 무선으로 전송하도록 구성되고 배열된, 전송 공명 회로와,
    전원 단말로부터의 세 개의 상이한 레벨의 구형파 전압 신호―상기 구형파 전압 신호는 상위 레벨, 하위 레벨, 및 중간 레벨 전압 신호를 포함함―를 커플링하도록 구성되고 배열되어 상기 공명 회로를 통과하는 에너지를 유발하고, 이어서 정보 신호의 무선 전송을 야기하는 스위칭 회로와,
    상기 스위칭 회로와 함께 구성되고 배열되어, 상기 전력 수신 단말의 각각으로부터 DC 전류 통로를 제거하여 상기 전력 수신 단말에서 수신된 전력을 상기 중간 레벨 전압 신호로 지향시키는 다른 회로를 구비하고,
    수신기 회로를 통해 상기 정보 신호를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 수신기 회로는,
    상기 정보 신호를 무선으로 수신하도록 구성되고 배열된 수신기 공명기 회로와,
    상기 전송 회로의 진위를 확인하도록 구성되고 배열된 식별 회로를 구비하는
    방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 공명 회로는 50KHz와 150KHz 사이의 작동 주파수를 갖는
    방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    40dB 또는 40dB 이상의 공통 모드 감쇠가 달성되는
    방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9306498B2 (en) 2014-02-13 2016-04-05 Nxp B.V. Current driven floating driver circuit
FR3030089B1 (fr) * 2014-12-12 2018-01-05 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Dispositif electronique a fonction radiofrequence
US9966837B1 (en) 2016-07-08 2018-05-08 Vpt, Inc. Power converter with circuits for providing gate driving
JP2019106652A (ja) 2017-12-13 2019-06-27 株式会社デンソー アンテナ駆動装置、アンテナ駆動方法
EP3672069B1 (en) 2018-12-21 2022-06-22 Nxp B.V. A power amplifier and method of operating a power amplifier
US11784578B2 (en) 2022-01-28 2023-10-10 Nxp B.V. Electronic circuit with electromagnetic interference detection and suppression and method therefor

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3594653A (en) * 1969-12-31 1971-07-20 Ibm Cross-coupled differential amplifier
US5504485A (en) * 1994-07-21 1996-04-02 Amtech Corporation System for preventing reading of undesired RF signals
GB2305038B (en) 1995-09-07 2000-03-15 Pilkington Micro Electronics Amplifier circuit
JP3274444B2 (ja) 1999-11-09 2002-04-15 松下電器産業株式会社 駆動回路および表示装置
DE10102863A1 (de) * 2001-01-23 2002-07-25 Philips Corp Intellectual Pty Schaltungsanordnung
JP2005163453A (ja) * 2003-12-04 2005-06-23 Alps Electric Co Ltd パッシブキーレスエントリー装置
US7479884B1 (en) * 2004-08-31 2009-01-20 Cedar Ridge Research System and method for monitoring objects, people, animals or places
US7729660B2 (en) 2005-04-15 2010-06-01 Sony Corporation Communication device, non-contact type IC card mounting same, and information apparatus
JP2007088661A (ja) 2005-09-21 2007-04-05 Sony Corp 情報処理装置およびループアンテナ
CN101292254B (zh) * 2005-10-17 2010-11-03 Nxp股份有限公司 用于非接触读取器装置的电子电路
JP4735188B2 (ja) 2005-10-25 2011-07-27 三菱電機株式会社 電力変換装置
DE102006004952A1 (de) * 2006-02-01 2007-08-16 Atmel Germany Gmbh Differenzverstärker ind Funksystem mit Differenzverstärker
JP4662211B2 (ja) 2006-09-12 2011-03-30 株式会社デンソー 車載用無線送信装置
JP4330644B2 (ja) * 2006-09-29 2009-09-16 三洋電機株式会社 差動増幅器およびそれを用いたスイッチドキャパシタ回路
EP1942444B1 (en) 2006-11-28 2014-03-19 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha RFID tag information communicating apparatus
GB0700671D0 (en) 2006-12-15 2007-02-21 Innovision Res & Tech Plc Nfc communicator and method of data communication
KR100884356B1 (ko) 2007-04-17 2009-02-17 전남대학교산학협력단 공통암을 이용한 ３상 변압기 멀티레벨 인버터
US20080261555A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-23 Yung-Chin Chen Intertalk wristband radio frequency identification tag
JP4952927B2 (ja) 2007-08-02 2012-06-13 ブラザー工業株式会社 無線タグ作成装置
EP2107694A1 (fr) 2008-03-31 2009-10-07 STMicroelectronics (Rousset) SAS Terminal d'émission-réception radiofréquence par couplage inductif
US7733181B2 (en) * 2008-05-23 2010-06-08 Freescale Semiconductor, Inc. Amplifier circuit having dynamically biased configuration
US8344761B2 (en) 2008-09-19 2013-01-01 Ikanos Communications, Inc. 3-level line driver
US8682261B2 (en) 2009-02-13 2014-03-25 Qualcomm Incorporated Antenna sharing for wirelessly powered devices
US7772904B1 (en) * 2009-02-16 2010-08-10 Infineon Technologies Ag Voltage level converter with mixed signal controller
KR101650812B1 (ko) 2009-03-03 2016-08-24 삼성전자주식회사 하프-브릿지 3-레벨 ｐｗｍ 증폭기 및 그 구동 방법
KR101593438B1 (ko) 2009-09-16 2016-02-12 삼성전자주식회사 하프-브리지 3-레벨 펄스폭 변조 증폭기, 이의 구동 방법 및 오디오 처리 장치
JP2011120216A (ja) 2009-11-05 2011-06-16 Rohm Co Ltd アンテナ駆動装置
US8686685B2 (en) * 2009-12-25 2014-04-01 Golba, Llc Secure apparatus for wirelessly transferring power and communicating with one or more slave devices
US9515617B2 (en) * 2010-10-27 2016-12-06 Merus Audio Aps Audio amplifier using multi-level pulse width modulation
US9384331B2 (en) * 2011-04-28 2016-07-05 Intel Corporation Device, system and method of wirelessly delivering content
US9186546B2 (en) * 2011-04-28 2015-11-17 Nike, Inc. Golf clubs and golf club heads

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