[發明專利]一種自動調諧非接觸智能卡諧振電路

在審

• 申請號: 201810948205.0
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN110852123A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 孫志亮;霍俊杰;朱永成;豆玉嬌;況立雪
• 申請（專利權）人: 紫光同芯微電子有限公司
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K19/077
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種自動調諧非接觸智能卡諧振電路，包括諧振回路和諧振電容自動控制電路。其中，本發明的一種自動調諧非接觸智能卡諧振電路中，諧振電容大小根據諧振電路所處場強自動調整，諧振電路在弱場強時使諧振電路諧振在13.56MHz附近，提高諧振電路的耦合效率，諧振電路在強場強時使諧振電路的諧振頻率遠離13.56MHz，降低諧振電路的耦合能量，降低非接觸智能卡的發熱，延長非接觸智能卡使用是壽命。本發明的諧振電容自動控制電路能夠自動配置諧振電路中的諧振電容大小，減低了諧振電路對天線電感值偏差的要求；而且，本發明的自動調諧非接觸智能卡諧振電路易于集成，成本低。

技術領域

本發明屬于射頻識別技術中的模擬集成電路領域，尤其涉及一種自動調諧非接觸智能卡諧振電路。

背景技術

射頻識別技術是一種非接觸的自動識別技術（Radio FrequencyIdentification，RFID），它的基本原理就是利用無線射頻信號在讀寫器和智能卡之間進行數據傳輸，實現目標識別和信息交換。RFID 13.56MHz非接觸智能卡具有可重寫、面積小、數據量大、無需電源、成本低等優點，其中所謂無需電源即非接觸智能卡內無電池，其所需要的能量都是由讀寫器發射的高頻載波提供，智能卡通過諧振電路耦合交變的磁場來獲得工作所需要的能量。因此，高效率自動調解諧振電路的設計和研究具有非常重要的意義。

參看圖1，一種現在常用的13.56MHz非接觸智能卡諧振電路結構，其工作原理如下：

非接觸智能卡感應線圈L2捕獲讀寫器天線L1上發射的高頻交流載波，然后將耦合的能量傳遞到諧振回路（L2、C2）上產生感應電壓，感應電壓用于給無源非接觸智能卡提供能量，圖1中是非接觸智能卡L2的寄生電阻，是非接觸智能卡的諧振電容，為非接觸智能卡的負載電阻，則非接觸智能卡的負載電阻上產生的電壓：

非接觸智能卡天線L2感應的電壓：

于是獲得電壓與讀寫器天線和非接觸智能卡天線的磁感耦合關系:

由上式（3）可得非復數關系式：

模擬公式（4）曲線，可以明顯看出當讀寫器天線中的電流不變時，非接觸智能卡負載電壓在其諧振頻率13.56MHz時最高，能夠為非接觸智能卡提供更多的能量。

但上述傳統的13.56MHz非接觸智能卡諧振電路在實際應用時還存在一些不足：

（1）. 上述諧振電路很難保證非接觸智能卡在不同場強下諧振在13.56MHz附近，原因是上述諧振電路包含了由整流電路、限幅電路和負載調制電路寄生的諧振電容，并且寄生的諧振電容會隨工作場強的變化而變化；

（2）. 上述諧振電路會使非接觸智能卡在弱場強時諧振頻率過高或過低導致工作距離近，強場時耦合能量過大而使智能卡發熱，減小其使用壽命；

（3）. 上述諧振電路對非接智能卡天線線圈設計要求比較高。

針對上述問題，設計一款自動調諧的非接觸智能卡諧振電路就成了本發明的目標。

發明內容

針對上述現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種自動調諧非接觸智能卡諧振電路，具有諧振電路和諧振電容自動控制電路的結構特點，能夠提高諧振電路的耦合效率，諧振電路在強場強時使諧振電路諧振在非13.56MHz，降低諧振電路的耦合能量，降低非接觸智能卡的發熱，延長非接觸智能卡使用壽命。

為了達到上述技術目的，本發明所采用的技術方案是：