基于RFID的手持机锂离子电池快速充电电路设计

1引言

射频识别技术(RadioFrequencyIdentification,RFID)作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础,已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一,在生产、零售、物流、交通等各个行业有着广阔的应用前景。射频识别技术已逐渐成为公司提高物流供应链管理水平、降低成本、公司管理信息化、参与国际经济大循环、增强竞争能力不可缺少的技术工具和手段。

基于RFID技术的物流供应链管理系统的执行,要各种RFID读写设备。手持式RFID读写设备由于其携带方便、便于使用的特点,在物流应用中占有较大的市场。但是现在市场上大部分手持式RFID读写设备的功耗较高,为了延长其工作时间,要采用大容量的锂离子电池供电,如何供应一个锂离子电池快速充电的一种方法,这是本文要探讨的一个问题。本文就来设计满足RFID手持机功耗要求的DC-DC变换电路,以及相应的锂离子电池快速充电电路。

2升压电路

单节锂离子电池的供电电压为3.7V,RFID读写设备的工作电压为5V,这样关于RFID手持机就要一个升压电路。

2.1升压电路的基本原理

常用Boost升压电路的原理如文献所示。该电路实现升压的工作过程可以分为两个阶段:充电过程和放电过程。第一个阶段是充电过程:当三极管Q1导通时,电感充电,等效电路如图1(a)所示。电源对电感充电,二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电,所以电感上的电流首先以一定的比率线性新增,这个比率与电感大小有关。随着电感电流新增,电感中储存了大量能量。

第二阶段是放电过程:当三极管Q1截止时,电感放电,等效电路如图2(b)所示。当三极管Q1由导通变为截止时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会在瞬间变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的通路已断开,于是电感只能通过新电路放电,即电感开始给电容充电,电容两端电压升高,此时电容电压可达到高于输入电压的值。