基于RFID的手持机锂电池快速充电电路设计

1 引言

　射频识别技术(Radio Frequency Identification, 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企业提高物流供应链管理水平、降低成本、企业管理信息化、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实施, 需要各种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,需要采用大容量的锂电池供电, 如何提供一个锂电池快速充电的一种方法,这是本文需要探讨的一个问题。本文就来设计满足RFID 手持机功耗要求的DC-DC 变换电路, 以及相应的锂电池快速充电电路。

2 升压电路

　单节锂电池的供电电压为3.7V,RFID 读写设备的工作电压为5V,这样对于RFID 手持机就需要一个升压电路。

　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增加,这个比率与电感大小有关。随着电感电流增加,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。