一種應用于射頻卡的集成穩壓電路的設計

2.2 工作原理:
射頻卡進入閱讀器的磁場時,經線圈電磁耦合后在P1,P2上產生交流感應電流,通過整流器轉換成直流電流,同時對儲能電容C0和電壓調節電容C5進行充電。C5電容很小,通過整流器的電流瞬間可將其充滿,由于N2管截止在C5兩邊沒有放電回路,故P1,P2上的電流將只對電容C0充電,C0兩端產生電源電壓VDD,VDD隨著電容充電過程而不斷升高。整流器中有源電阻和二極管的作用使得P1,P2兩端的電壓幅值上升,導致a點的電位也隨之上升;同時,電壓采樣電路的輸出也隨著VDD的升高而升高。當VDD電壓值達到V0時(見圖4),采樣輸出電壓都大于基準電壓VREF,此時電壓調節電路中輸出MA1,MB1的電壓值能夠使N1,N2這兩個管子先后開啟。因N2管源端接地,N2管導通后a上的電壓開始降低,使得P1,P2再次對C5進行充電。由于N2管一直處于導通狀態,故C5也同時開始放電,此后C5和N2管一直處于一邊充電一邊放電的狀態,且a點電壓在一定的范圍內振蕩。C5的充放電通過反饋使得P1、P2上電壓峰值保持在一定的電位上,也不再對電容C0繼續充電,故C0兩端的電壓差保持穩定。此時得到的VDD就是我們所需要的工作電壓。射頻卡正常工作時由于負載電路的消耗,儲能電容C0上的電壓會隨之下降,當VDD值小于V0值時N2管將截止,C5電容沒放電回路,P1,P2對C5充電充滿后,將對C0繼續充電使C0兩端的壓差增大,即VDD上升。這樣電路中就形成了一個自反饋的穩壓電源。
3. 模擬結果
在射頻卡正常工作環境中,卡和閱讀器的耦合系數很小一般為0.1~0.35左右,閱讀器信號電壓一般為12V。仿真驗證中,加12V、13.56MHz的測試激勵以在電感L0上得到感應電流。采用0.35um的SPICE模型,耦合系數設為0.25,得到VDD穩定電壓為3.35V,Hspice仿真結果見圖4:

4. 結論
通過上述的設計和仿真分析,可知此穩壓電路可在短時間內獲得穩定電壓,并可自動調整;多目標流片測試結果基本與仿真結果一致亦達到設計要求,故具有較好的實用性和參考價值 本文引用地址:http://www.104case.com/article/157989.htm
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