[实用新型]一种UHF RFID无源标签芯片的电源电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电源电路。 

背景技术

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是一种非接触自动识别技术，通过射频信号自动识别目标并获取相关数据。近年来，随着自动收费、门禁、动物识别和物流管理等应用的开展，RFID 技术正以极快的速度走进人们的日常生活。 RFID 准确性高、存储量大、耐用性强非接触识读、可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、高准确性和安全性、识别码唯一无法伪造、可同时识别多个识别对象的特点，已广泛应用与生产、物流、交通、防伪等领域中，在很多领域将取代条形码作为无线远距离识别的应用。 

无源超高频射频识别UHF-RFID标签芯片凭借其无需配备内部电源，价格低，重量轻，体积小的优点而被广泛使用。无源UHF RFID标签工作在射频电磁场的远场区，即无源标签与阅读器的距离较远，从而导致标签天线接收到的射频能量非常低，电压幅度相应很小，这通常无法满足芯片的电源电压幅度值。另外，射频电压为交流电压，而芯片工作需要直流电压，因此需要对射频能量进行整流升压。完成整流升压的装置位于无源标签芯片的射频前端，通常被称为倍压整流电荷泵，它是射频前端的核心模块。尽管无源标签工作射频电磁场的远场区，但是有时它和阅读器的工作距离也会很近，当二者距离近时，标签天线获得的能量就非常高，其感应电压幅值也较大，这时经整流升压后的电压过高，很可能会击穿晶体管，损坏器件，使整个芯片收到损坏，因此在整流升压后要进行限幅稳压。 

目前常用的整流升压电路为Dickson电荷泵，Dickson电荷泵存在以下缺点：1、采用肖特基二极管作为升压整流元件，但是在传统的CMOS工艺中集成肖特二极管工艺复杂，成本高。2、采用栅漏极短接的MOS管代替肖特基二极管，虽然便于集成，但是存在阈值损失大，寄生电容大的优点。 

实用新型内容

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提供了易于集成，自身能耗低的一种UHF RFID无源标签芯片的电源电路。 

一种UHF RFID无源标签芯片的电源电路，包括接受射频信号并将其升压整流的倍压电路，和将升压整流后的电信号进行限幅稳压处理的限压电路和稳压电路；其特征在于：所述的倍压电路包括多个主MOS管，多个反馈MOS管，多个耦合电容，和一个负载电容，前一级主MOS管的栅极与后一级主MOS管的漏极短接，每个主MOS管的漏极连接一个耦合电容，每个主MOS管对应一个反馈MOS管，主MOS管的漏极与反馈MOS管的漏极连接，反馈MOS管的源极与主MOS管的源极连接，反馈MOS管的栅极与前一级主MOS管的漏极连接。 

进一步，限压电路包括由多个MOS管组成的主回路，两条与主回路并联的反向放大器线路和开关MOS管连接组成，主回路中相邻的MOS管漏极和栅极短接，每条反向放大器线路均包括一个第一MOS管和两个构成反向放大器的第二MOS管；开关MOS管与主回路、反向放大器线路并联。 

进一步，稳压电路包括反馈回路和参考电压基准源电路，反馈回路具有两条支路，每条支路包括两个串联的电阻和设置与电阻之间的MOS管，MOS管的栅极和源极短接。 

本实用新型的倍压电路中增加了反馈MOS管，前一级MOS管的栅极由后一级MOS管的电压控制。这样使得电路稳定工作后反馈MOS管处于线性导通状态，以此能够避免阈值电压的损耗，从而提高增益并增大输出电压。 

本实用新型具有易于集成，自身能耗低的优点。 

附图说明

图1是本实用新型的框图。 

图2是Dickson电荷泵的电路图。 

图3是倍压电路图。 

图4是限压电路图。 

图5是稳压电路图。 

具体实施方式

一种UHF RFID无源标签芯片的电源电路，包括接受射频信号并将其升压整流的倍压电路，和将升压整流后的电信号进行限幅稳压处理的限压电路和稳压电路；其特征在于：所述的倍压电路包括多个主MOS管，多个反馈MOS管，多个耦合电容，和一个负载电容，前一级主MOS管的栅极与后一级主MOS管的漏极短接，每个主MOS管的漏极连接一个耦合电容，每个主MOS管对应一个反馈MOS管，主MOS管的漏极与反馈MOS管的漏极连接，反馈MOS管的源极与主MOS管的源极连接，反馈MOS管的栅极与前一级主MOS管的漏极连接。 

如附图3所示，本实施例的倍压电路由4N+2个NMOS管及2N+1个耦合电容以及一个负载电容构成，其中N是倍压电路的级数。