[发明专利]一种提高LED超高频无源标签灵敏度的电路

说明书

技术领域

本发明涉及RFID+LED技术领域，特别是一种提高LED超高频无源标签灵敏度的电路。

背景技术

与传统光源相比，LED灯具有寿命长，光色好，无污染，适应环境范围广以及节能的巨大优势。同时，超高频射频识别电子标签(UHF RFID)，具有读写距离远，存储量大，被广泛应用于物流，存储管理和资产管理等领域。

近些年来，业界开始着眼于带LED灯的射频识别电子标签的开发应用，目的是让用户更直观地识别项目，让库存盘点，故障定位或者其他处理过程变的更容易。用户只需输入唯一ID到阅读器软件里，带有该ID号的标签将在被检测到时闪光，避免大海捞针的困境。

由于LED灯在达到一定流明时所需的功率较大，因此目前业界普遍运用有源RFID标签来驱动LED灯，这样达不到节能环保的目的，并且成本较高。无源标签重量轻，体积小，寿命长，成本低，成为RFID+LED研发的重点关注对象。

传统结构的超高频无源标签芯片给LED供电方式是整流器输出的直流电平VDD直接连接LED灯，当亮灯指令到来时，给其供电。但由于LED灯在达到一定亮度时所需要的功率较大，整流器效率不高等限制因素，传统结构的超高频无源标签芯片不能使LED达到需求的亮度。

因此，如何提高LED超高频无源标签灵敏度成为重中之重。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种提高LED超高频无源标签灵敏度的电路，该电路可以降低LED灯对射频场能量的需求，提高了标签的灵敏度。

本发明的技术解决方案如下：

一种提高LED超高频无源标签灵敏度的电路，包括天线、输入匹配网络、整流器和LED灯，其特点在于，在所述的整流器和LED灯之间还有蓄能电容和开关控制电路，所述的整流器的输出端接所述的蓄能电容的输入端，所述的蓄能电容的输出端经所述的开关控制电路与所述的LED灯的输入端相连，所述的开关控制电路的开关仅受所述的标签的上电指令才闭合，开关闭合后，所述的整流器的输出电流和所述的蓄能电容输出的电流同时给所述的LED灯供电。

所述的开关控制电路由一定的数字逻辑电路实现，使其满足这样的逻辑功能：没有上电指令时，连接蓄能电容和LED灯的开关断开；有上电指令时，连接蓄能电容和LED灯的开关闭合。在此，对开关控制电路的具体电路实现方式不作约束。

本发明的技术效果如下：

标签通过天线以电感耦合的方式从超高频能量场中获取能量，转换成交流电压信号，再通过输入匹配网络将此交流电压信号尽可能低损耗地传递到整流器的输入端。

当读写器发出上电指令、而未发亮灯指令时，本发明标签接收射频场能量经整流器输出直流电平VDD给蓄能电容充电，此时LED灯与蓄能电容的连接断开；当亮灯指令来时，通过开关控制电路将连接LED灯与蓄能电容的开关合上，这时整流器的输出电流和蓄能电容存储的电荷将同时给LED灯供电，从而降低了LED灯对射频场能量的需求，提高了标签的灵敏度。

附图说明

图1是本发明提高LED超高频无源标签灵敏度的电路结构示意图。

图2是本发明的电路结构与传统电路结构的性能仿真对比。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

请参阅图1，图1是本发明提高LED超高频无源标签灵敏度的电路结构示意图。由图可见，本发明提高LED超高频无源标签灵敏度的电路，包括天线1、输入匹配网络2、整流器3和LED灯6，在所述的整流器3和LED灯6之间还有蓄能电容4和开关控制电路5，所述的整流器3的输出端接所述的蓄能电容4的输入端，所述的蓄能电容4的输出端经所述的开关控制电路5与所述的LED灯6的输入端相连，所述的开关控制电路5的开关仅受所述的标签的上电指令才闭合，开关闭合后，所述的整流器3的输出电流和所述的蓄能电容4输出的电流同时给所述的LED灯6供电。

首先，标签通过天线电感耦合从超高频能量场中获取能量，再通过输入匹配网络到达整流器的输入端(设计调整匹配网络中电阻和电容值，使得输入网络满足谐振条件和最大功率传输特性，即阻抗虚部相消，实部相等)，这样确保能量转换效率最大。整流器将输入的交流信号转化输出为直流电平VDD(合理设计整流器的结构和参数，使得整流器的能量转换效率最高)。