RU216843U1 - Выпрямитель напряжения питания для метки радиочастотной идентификации - Google Patents
Выпрямитель напряжения питания для метки радиочастотной идентификации Download PDFInfo
- Publication number
- RU216843U1 RU216843U1 RU2022130727U RU2022130727U RU216843U1 RU 216843 U1 RU216843 U1 RU 216843U1 RU 2022130727 U RU2022130727 U RU 2022130727U RU 2022130727 U RU2022130727 U RU 2022130727U RU 216843 U1 RU216843 U1 RU 216843U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- supply voltage
- mos transistors
- voltage
- bus
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к интегральным микросхемам меток радиочастотной идентификации, получающим электропитание за счет энергии поля, излучаемого считывающим устройством. Технический результат заключается в уменьшении падения напряжения на выполняющих функции вентильных диодов р-МОП-транзисторах 1 и 2 и достигается за счет введения р-МОП транзистора 3 и конденсатора 4. 4 ил.
Description
Полезная модель относится к интегральным микросхемам меток радиочастотной идентификации, получающим электропитание за счет энергии поля, излучаемого считывающим устройством.
Известны метки радиочастотной идентификации без питающего элемента, взаимодействие которых с устройством считывания основано на принципе взаимной индукции. Когда антенна метки, настроенная на частоту излучения устройства считывания, попадает в создаваемое его антенной электромагнитное поле, в ней наводится переменный ток. Содержащийся в составе метки выпрямитель преобразует переменный ток в постоянное напряжение для питания всех остальных элементов метки. См., например, патент США №4333072, НПК 340/825, МПК G01S 9/56, опубликованный 1 июня 1982 г. [1].
Выпрямитель данной метки построен по мостовой схеме на диодах, выполненных на р-n переходах, которые пропускают ток только в прямом смещении с напряжением, превышающим некоторое пороговое значение, что уменьшает выпрямленное напряжение и этим снижает эффективность преобразования энергии поля, создаваемого считывающим устройством, особенно при большом удалении метки.
Этот недостаток в некоторой степени снижен у выпрямителя, выполненного на двух парах МОП-транзисторах с индуцированными каналами р и n типов проводимости, описанного в патенте США №6172608, НПК 340/572.1, МПК G08B 13/14, опубликованном 9 июня 2001 г. [2]. По технической сущности данное решение наиболее близко к заявляемой полезной модели.
Р-МОП-транзисторы в этом устройстве выполняют функции вентильных диодов, подключенных между выводами приемного колебательного контура и шиной положительного полюса напряжения питания метки, а n-МОП-транзисторы работают как ключи, попеременно соединяющие шину отрицательного полюса напряжения питания метки с одним их выводов приемного колебательного контура, который в этот момент имеет низкий потенциал.
Такое решения позволяет уменьшить снижение выпрямленного напряжения за счет минимизации падение напряжения на открытых ключевых n-МОП-транзисторах. Однако падение напряжения на вентильных диодах, реализованных на р-МОП-транзисторах, остается существенным.
Это является недостатком устройства - аналога.
Технический результат полезной модели заключается в уменьшении падения напряжения на выполняющих функции вентильных диодов р-МОП-транзисторах.
Технический результат, достигается тем, что в выпрямитель напряжения питания для метки радиочастотной идентификации, содержащий два МОП-транзистора с индуцированными каналами р-типа проводимости, подложки и стоки которых подключены к шине положительного полюса напряжения питания, и два МОП-транзистора с индуцированными каналами n-типа проводимости, подложки и стоки которых подключены к шине отрицательного полюса напряжения питания, истоки первых МОП-транзисторов обоих типов соединены и являются первым, а истоки вторых- вторым выводами подключения приемного колебательного контура соответственно, затвор первого n-МОП-транзистора соединен с истоком второго n-МОП-транзистора, затвор которого соединен с истоком первого n-МОП-транзистора, введены конденсатор и третий МОП-транзистор с индуцированным каналом p-типа проводимости, подложка и исток которого подключены к шине положительного полюса напряжения питания, а затвор и сток соединены с затворами первого и второго p-МОП-транзисторов и через конденсатор подключены к шине отрицательного полюса напряжения питания.
Указанное выполнение метки радиочастотной идентификации позволяет повысить эффективность работы выпрямителя за счет уменьшения снижение выпрямленного напряжения на выходе относительно амплитуды переменного входного напряжения.
Отличительными признаками полезной модели являются дополнительно введенные элементы и их связи.
Полезная модель поясняется чертежами. На Фиг. 1 изображена электрическая схема выпрямителя напряжения питания метки радиочастотной идентификации, на фиг. 2, 3 и 4 представлены эпюры напряжений на узлах схемы в начале работы устройства после подачи переменного напряжения, после снижения и обратного повышения его амплитуды.
Устройство содержит три МОП-транзистора 1, 2, 3 с индуцированными каналами p-типа проводимости, подложки которых, а также стоки р-МОП транзисторов 1, 2 и исток р-МОП-транзистора 3 подключены к шине +UП положительного полюса напряжения питания, а затворы соединены со стоком р-МОП-транзистора 3 и через конденсатор 4 подключены к шине -UП отрицательного полюса напряжения питания и два МОП-транзистора 5 и 6 с индуцированными каналами n-типа проводимости, подложки и стоки которых подключены к шине -UП. Истоки МОП-транзисторов 1, 5 и МОП-транзисторов 2, 6 соответственно соединены и являются первым и вторым выводами 7 и 8 подключения приемного колебательного контура соответственно. Затвор n-МОП-транзистора 5 соединен с истоком n-МОП-транзистора 6, затвор которого соединен с истоком n-МОП-транзистора 5.
Чертеж фиг. 1 для пояснения работы устройства дополняют элементы приемного колебательного контура: антенная катушка 9 индуктивности и резонансный конденсатор 10, а также сглаживающий напряжение питания конденсатор 11.
На диаграммах фиг. 2, 3 и 4 показаны напряжения U7, U8 на выводах 7 и 8 соответственно, U3P на затворах р-МОП-транзисторов 1, 2, 3 и +UП на шине положительного полюса напряжения питания, все относительно принятого за ноль напряжения -UП. Для демонстрации изменений амплитуды выпрямляемого переменного напряжения каждая диаграмма дополнена эпюрой соответствующей разности U7-U8 потенциалов на выводах 7 и 8.
При попадании метки в переменное электромагнитное поле, излучаемое устройством считывания с частотой, совпадающей с частотой настройки приемного колебательного контура, между выводами 7 и 8 возникает переменное напряжение синусоидальной формы, см. фиг. 2. Когда его амплитуда достигает и превосходит значение порогового напряжения затвор-исток n-МОП-транзисторов 5 и 6, они начинают попеременно открываться и подключать выводы 7 и 8, принимающие на тот момент самый низкий потенциал, к шине -UП. А когда амплитуда напряжения между выводами 7 и 8 достигает и становится больше значения порогового напряжения р-МОП-транзисторов 1, 2, 3, транзисторы 1 и 2 тоже начинают попеременно открываться и подключать имеющий более высокий потенциал вывод 7 или 8 к шине +UП.
Р-МОП-транзистор 3 и конденсатор 4 формируют потенциал U3P на затворах р-МОП-транзисторов 1, 2, 3 на уровне, смещенном относительно потенциала шины +UП на величину порогового напряжения р-МОП-транзистора 3. В момент начала работы выпрямителя потенциал U3P на затворах р-МОП-транзисторов 1, 2, 3 равен потенциалу шины -UП, так как заряд на конденсаторе 4 отсутствует и напряжение между его выводами равно нулю. Возникшее в результате работы МОП-транзисторов 1, 2 и 5, 6 напряжение между шинами +UП и -UП открывает р-МОП-транзистор 3 и ток его стока заряжает конденсатор 4 до тех пор, пока потенциал на его верхнем выводе не поднимется настолько, что р-МОП-транзистор 3 перестанет пропускать ток.
Напряжение с верхнего вывода конденсатора 4, поступая на затворы р-МОП-транзисторов 1 и 2, дает им возможность открываться при каждом достижении пикового значения потенциала на выводах 7 и 8 соответственно и добавлять заряд в конденсаторе 11, позволяя ему удерживать потенциал шины +UП на уровне, приближающимся к амплитудному значению переменного напряжения U7-U8 между выводами 7 и 8.
При снижении амплитуды переменного напряжения U7-U8 во время перехода метки в режим модуляции (фиг. 3) каналы у р-МОП-транзисторов 1 и 2 перестают открываться и заряд конденсатора 11, расходуемый для питания метки, перестает пополняться, вследствие чего потенциал шины +UП снижается. Конденсатор 4 удерживает потенциал узла затворов р-МОП-транзисторов 1, 2, 3 в условиях полного выключения его связи с шиной +UП. Однако в результате паразитного действия цепей утечек, всегда присутствующих в интегральных МОП-структурах, заряд конденсатора 4 стекает и напряжение на нем снижается, хотя и значительно медленнее, чем на конденсаторе 11. Это позволяет устройству подстраиваться под небольшие и медленные снижения амплитуды напряжения U7-U8, не прерывая электропитания метки.
При повышении амплитуды напряжения U7-U8 с первого же полупериода р-МОП-транзисторы 1 и 2 начинают открываться и добавлять заряд в конденсатор 11, см. фиг. 4, поднимая напряжение +UП до близкого к величине амплитуды уровня.
Таким образом, выпрямитель напряжения питания с высокой эффективностью использует энергию переменного электромагнитного поля, излучаемого считывающим устройством, и оно может нормально взаимодействовать с меткой радиочастотной идентификации на большем расстоянии.
Claims (1)
- Выпрямитель напряжения питания для метки радиочастотной идентификации, содержащий два МОП-транзистора с индуцированными каналами р-типа проводимости, подложки и стоки которых подключены к шине положительного полюса напряжения питания, и два МОП-транзистора с индуцированными каналами n-типа проводимости, подложки и стоки которых подключены к шине отрицательного полюса напряжения питания, истоки первых МОП-транзисторов обоих типов соединены и являются первым, а истоки вторых - вторым выводами подключения приемного колебательного контура соответственно, затвор первого n-МОП-транзистора соединен с истоком второго n-МОП-транзистора, затвор которого соединен с истоком первого n-МОП-транзистора, отличающийся тем, что в него введены конденсатор и третий МОП-транзистор с индуцированным каналом р-типа проводимости, подложка и исток которого подключены к шине положительного полюса напряжения питания, а затвор и сток соединены с затворами первого и второго р-МОП-транзисторов и через конденсатор подключены к шине отрицательного полюса напряжения питания.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU216843U1 true RU216843U1 (ru) | 2023-03-03 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU253170A1 (ru) * | ||||
SU864156A1 (ru) * | 1979-12-11 | 1981-09-15 | Московское Производственное Объединение "Манометр" | Дифференциальный выпр митель |
US6172608B1 (en) * | 1996-06-19 | 2001-01-09 | Integrated Silicon Design Pty. Ltd. | Enhanced range transponder system |
US8702008B2 (en) * | 2012-06-05 | 2014-04-22 | Em Microelectronic-Marin Sa | RFID transponder chip with a programmable wake-up |
RU2541846C2 (ru) * | 2008-12-15 | 2015-02-20 | Кардлаб Апс | Метка rfid |
RU2544753C1 (ru) * | 2014-03-03 | 2015-03-20 | Закрытое акционерное общество "ИнформТехТранс" | Приемно-передающее устройство rfid считывателя |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU253170A1 (ru) * | ||||
SU864156A1 (ru) * | 1979-12-11 | 1981-09-15 | Московское Производственное Объединение "Манометр" | Дифференциальный выпр митель |
US6172608B1 (en) * | 1996-06-19 | 2001-01-09 | Integrated Silicon Design Pty. Ltd. | Enhanced range transponder system |
RU2541846C2 (ru) * | 2008-12-15 | 2015-02-20 | Кардлаб Апс | Метка rfid |
US8702008B2 (en) * | 2012-06-05 | 2014-04-22 | Em Microelectronic-Marin Sa | RFID transponder chip with a programmable wake-up |
RU2544753C1 (ru) * | 2014-03-03 | 2015-03-20 | Закрытое акционерное общество "ИнформТехТранс" | Приемно-передающее устройство rfid считывателя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6747880B2 (en) | Self-powered synchronous rectifiers | |
US7245151B2 (en) | Logic circuitry powered by partially rectified AC waveform | |
US7352213B2 (en) | Ac powered logic circuitry | |
US7843709B2 (en) | Rectifier circuit and radio communication device using the same | |
US20050242795A1 (en) | MMIC DC-to-DC converter | |
US20060170042A1 (en) | Resonant gate drive circuits | |
CN101692596A (zh) | 同步整流器的控制电路和控制方法 | |
US5818704A (en) | Synchronizing/driving circuit for a forward synchronous rectifier | |
US10784859B2 (en) | Transformer based gate drive circuit | |
US20080259665A1 (en) | Rectifier Circuit, Circuit Arrangement and Method for Manufactiring a Rectifier Circuit | |
US20150372616A1 (en) | Rectifier with Bridge Circuit and Parallel Resonant Circuit | |
Li et al. | A low voltage CMOS rectifier for wirelessly powered devices | |
CN113922678B (zh) | 高频ac/ac直接变换器 | |
RU216843U1 (ru) | Выпрямитель напряжения питания для метки радиочастотной идентификации | |
CN102474250A (zh) | 触发电路和整流器、尤其是用于具有压电微型发电机的能量自给的微系统的触发电路和整流器 | |
CN114567170A (zh) | 直流至直流转换器、双向直流至直流转换器和控制方法 | |
Hashemi et al. | A novel fully-integrated dropless voltage CMOS rectifier for wirelessly powered devices | |
US20110068832A1 (en) | Driving circuit for power mosfet | |
EP0389515A4 (en) | Integratable synchronous rectifier | |
CN109861217B (zh) | 一种新型芯片供电电路 | |
CN111130367B (zh) | 一种基于固定阈值消除和差分倍压的整流单元、整流器和rfid标签 | |
CN100476675C (zh) | 芯片上电源 | |
CN212850308U (zh) | 整流电路、rfid标签芯片和rfid标签 | |
RU57059U1 (ru) | Синхронный выпрямитель | |
SU1683153A1 (ru) | Преобразователь переменного напр жени в посто нное |