[發(fā)明專利]一種提高LED超高頻無源標簽靈敏度的電路

在審

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• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107368879A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設計）人: 陳羅德;王磊;李強
• 申請（專利權）人: 上海坤銳電子科技有限公司
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077;H05B33/08
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

技術領域

本發(fā)明涉及RFID+LED技術領域，特別是一種提高LED超高頻無源標簽靈敏度的電路。

背景技術

與傳統(tǒng)光源相比，LED燈具有壽命長，光色好，無污染，適應環(huán)境范圍廣以及節(jié)能的巨大優(yōu)勢。同時，超高頻射頻識別電子標簽(UHF RFID)，具有讀寫距離遠，存儲量大，被廣泛應用于物流，存儲管理和資產(chǎn)管理等領域。

近些年來，業(yè)界開始著眼于帶LED燈的射頻識別電子標簽的開發(fā)應用，目的是讓用戶更直觀地識別項目，讓庫存盤點，故障定位或者其他處理過程變的更容易。用戶只需輸入唯一ID到閱讀器軟件里，帶有該ID號的標簽將在被檢測到時閃光，避免大海撈針的困境。

由于LED燈在達到一定流明時所需的功率較大，因此目前業(yè)界普遍運用有源RFID標簽來驅動LED燈，這樣達不到節(jié)能環(huán)保的目的，并且成本較高。無源標簽重量輕，體積小，壽命長，成本低，成為RFID+LED研發(fā)的重點關注對象。

傳統(tǒng)結構的超高頻無源標簽芯片給LED供電方式是整流器輸出的直流電平VDD直接連接LED燈，當亮燈指令到來時，給其供電。但由于LED燈在達到一定亮度時所需要的功率較大，整流器效率不高等限制因素，傳統(tǒng)結構的超高頻無源標簽芯片不能使LED達到需求的亮度。

因此，如何提高LED超高頻無源標簽靈敏度成為重中之重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種提高LED超高頻無源標簽靈敏度的電路，該電路可以降低LED燈對射頻場能量的需求，提高了標簽的靈敏度。

本發(fā)明的技術解決方案如下：

一種提高LED超高頻無源標簽靈敏度的電路，包括天線、輸入匹配網(wǎng)絡、整流器和LED燈，其特點在于，在所述的整流器和LED燈之間還有蓄能電容和開關控制電路，所述的整流器的輸出端接所述的蓄能電容的輸入端，所述的蓄能電容的輸出端經(jīng)所述的開關控制電路與所述的LED燈的輸入端相連，所述的開關控制電路的開關僅受所述的標簽的上電指令才閉合，開關閉合后，所述的整流器的輸出電流和所述的蓄能電容輸出的電流同時給所述的LED燈供電。

所述的開關控制電路由一定的數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)，使其滿足這樣的邏輯功能：沒有上電指令時，連接蓄能電容和LED燈的開關斷開；有上電指令時，連接蓄能電容和LED燈的開關閉合。在此，對開關控制電路的具體電路實現(xiàn)方式不作約束。

本發(fā)明的技術效果如下：

標簽通過天線以電感耦合的方式從超高頻能量場中獲取能量，轉換成交流電壓信號，再通過輸入匹配網(wǎng)絡將此交流電壓信號盡可能低損耗地傳遞到整流器的輸入端。

當讀寫器發(fā)出上電指令、而未發(fā)亮燈指令時，本發(fā)明標簽接收射頻場能量經(jīng)整流器輸出直流電平VDD給蓄能電容充電，此時LED燈與蓄能電容的連接斷開；當亮燈指令來時，通過開關控制電路將連接LED燈與蓄能電容的開關合上，這時整流器的輸出電流和蓄能電容存儲的電荷將同時給LED燈供電，從而降低了LED燈對射頻場能量的需求，提高了標簽的靈敏度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提高LED超高頻無源標簽靈敏度的電路結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的電路結構與傳統(tǒng)電路結構的性能仿真對比。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。

請參閱圖1，圖1是本發(fā)明提高LED超高頻無源標簽靈敏度的電路結構示意圖。由圖可見，本發(fā)明提高LED超高頻無源標簽靈敏度的電路，包括天線1、輸入匹配網(wǎng)絡2、整流器3和LED燈6，在所述的整流器3和LED燈6之間還有蓄能電容4和開關控制電路5，所述的整流器3的輸出端接所述的蓄能電容4的輸入端，所述的蓄能電容4的輸出端經(jīng)所述的開關控制電路5與所述的LED燈6的輸入端相連，所述的開關控制電路5的開關僅受所述的標簽的上電指令才閉合，開關閉合后，所述的整流器3的輸出電流和所述的蓄能電容4輸出的電流同時給所述的LED燈6供電。

首先，標簽通過天線電感耦合從超高頻能量場中獲取能量，再通過輸入匹配網(wǎng)絡到達整流器的輸入端(設計調(diào)整匹配網(wǎng)絡中電阻和電容值，使得輸入網(wǎng)絡滿足諧振條件和最大功率傳輸特性，即阻抗虛部相消，實部相等)，這樣確保能量轉換效率最大。整流器將輸入的交流信號轉化輸出為直流電平VDD(合理設計整流器的結構和參數(shù)，使得整流器的能量轉換效率最高)。