基于RFID的手持機鋰電池快速充電電路設計

1 引言

　射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification, RFID)作為快速、實(shí)時(shí)、準確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標準化的基礎,已經(jīng)被世界公認為本世紀十大重要技術(shù)之一,在生產(chǎn)、零售、物流、交通等各個(gè)行業(yè)有著(zhù)廣闊的應用前景。射頻識別技術(shù)已逐漸成為企業(yè)提高物流供應鏈管理水平、降低成本、企業(yè)管理信息化、參與國際經(jīng)濟大循環(huán)、增強競爭能力不可缺少的技術(shù)工具和手段。

　基于RFID 技術(shù)的物流供應鏈管理系統的實(shí)施, 需要各種RFID 讀寫(xiě)設備。手持式RFID 讀寫(xiě)設備由于其攜帶方便、便于使用的特點(diǎn),在物流應用中占有較大的市場(chǎng)。但是現在市場(chǎng)上大部分手持式RFID 讀寫(xiě)設備的功耗較高, 為了延長(cháng)其工作時(shí)間,需要采用大容量的鋰電池供電, 如何提供一個(gè)鋰電池快速充電的一種方法,這是本文需要探討的一個(gè)問(wèn)題。本文就來(lái)設計滿(mǎn)足RFID 手持機功耗要求的DC-DC 變換電路, 以及相應的鋰電池快速充電電路。

2 升壓電路

　單節鋰電池的供電電壓為3.7V,RFID 讀寫(xiě)設備的工作電壓為5V,這樣對于RFID 手持機就需要一個(gè)升壓電路。

　2.1 升壓電路的基本原理

　常用Boost 升壓電路的原理如文獻所示。該電路實(shí)現升壓的工作過(guò)程可以分為兩個(gè)階段:充電過(guò)程和放電過(guò)程。第一個(gè)階段是充電過(guò)程:當三極管Q1 導通時(shí),電感充電,等效電路如圖1(a)所示。電源對電感充電,二極管防止電容對地放電。由于輸入是直流電,所以電感上的電流首先以一定的比率線(xiàn)性增加,這個(gè)比率與電感大小有關(guān)。隨著(zhù)電感電流增加,電感中儲存了大量能量。

　第二階段是放電過(guò)程:當三極管Q1 截止時(shí),電感放電,等效電路如圖2(b)所示。當三極管Q1 由導通變?yōu)榻刂箷r(shí),由于電感的電流保持特性,流經(jīng)電感的電流不會(huì )在瞬間變?yōu)?,而是緩慢的由充電完畢時(shí)的值變?yōu)?。而原來(lái)的通路已斷開(kāi),于是電感只能通過(guò)新電路放電,即電感開(kāi)始給電容充電,電容兩端電壓升高,此時(shí)電容電壓可達到高于輸入電壓的值。