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(Radio Frequency Identification, RFID)作為快速、實時、準確采集與處理信息的高新技術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之一,在生產(chǎn)、零售、物流、交通等各個行業(yè)有著廣闊的應用前景。射頻識別技術已逐漸成為企業(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工具和手段。
基于RFID 技術的物流供應鏈管理系統(tǒng)的實施, 需要各種RFID 讀寫設備。手持式RFID 讀寫設備由于其攜帶方便、便于使用的特點,在物流應用中占有較大的市場。但是現(xiàn)在市場上大部分手持式RFID 讀寫設備的功耗較高, 為了延長其工作時間,需要采用大容量的鋰電池供電, 如何提供一個鋰電池快速充電的一種方法,這是本文需要探討的一個問題。本文就來設計滿足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(jié)鋰電池的供電電壓為3.7V,RFID 讀寫設備的工作電壓為5V,這樣對于RFID 手持機就需要一個升壓電路。
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。該電路實現(xiàn)升壓的工作過程可以分為兩個階段:充電過程和放電過程。第一個階段是充電過程:當三極管Q1 導通時,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性增加,這個比率與電感大小有關。隨著電感電流增加,電感中儲存了大量能量。
第二階段是放電過程:當三極管Q1 截止時,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,由于電感的電流保持特性,流經(jīng)電感的電流不會在瞬間變?yōu)?,而是緩慢的由充電完畢時的值變?yōu)?。而原來的通路已斷開,于是電感只能通過新電路放電,即電感開始給電容充電,電容兩端電壓升高,此時電容電壓可達到高于輸入電壓的值。
2.2 升壓電路的設計
升壓電路采用立锜科技的RT9266B高效率DC-DC 升壓芯片,RT9266B 具有功耗低、靜態(tài)電流小、轉(zhuǎn)換效率高、外圍電路簡單等特點。芯片內(nèi)帶有自適應的PWM 控制環(huán)、誤差放大器、比較器等,通過外接反饋電路,能夠?qū)⑤敵鲭妷涸O置為需要的任何幅值,具有很高的電壓精度。電路圖如圖2 所示。
從圖2 可知升壓電路通過外接10uH 電感儲能, 利用反饋電阻R1 與R2控制升壓電路的輸出電壓, 利用RT9266B 內(nèi)部自待的PWM 控制器控制NMOS 管的導通與截止, 來控制升壓電路的輸出電流。由于該芯片內(nèi)部具有自適應的PWM 控制器,能夠適應較大的負載變化范圍。
用該升壓電路將3.7V 2000mAh聚合物鋰電池升壓至5V時,輸出電壓紋波只有
