一种用于非接触IC卡阅读设备的电源管理电路

摘要

一种用于非接触IC卡阅读设备的电源管理电路，涉及IC卡技术领域。本发明电源管理电路包括输入电源和电压管理单元。其结构特点是，它还包括基准控制单元和隔离单元。所述基准控制单元、隔离单元和电压管理单元依次相连并均由输入电源供电。控制信号从基准控制单元输出到隔离单元控制基准电压，使基准控制单元和电压管理单元之间互不影响并输出参考电压到电压管理单元，电压管理单元输出调整后的输出电压。同现有技术相比，本发明具有操作方便、调整精确、测试效率高、成本低、实时性好的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及IC卡技术领域，特别是用于非接触IC卡的测试/读卡设备中可连续改变输出电压控制射频场强变化的电源管理电路。

背景技术

非接触IC卡通过耦合测试/读卡设备产生射频场，以获得自身工作所需的能量。测试/读卡设备一般由主机板和射频读卡头以及天线组成，射频场的信号由射频读卡头直接产生，其场强与输入电压直接相关。所有与非接触IC卡相关的协议标准，都明确规定了非接触IC卡的适合工作的射频场场强。不同的测试/读卡设备虽然都遵循这方面的协议要求，但不同的测试/读卡设备产生的射频场场强还是有一定的差异。

为了保证非接触IC卡在各种场合下的正常使用，需要对IC卡在出厂前进行充分的测试，其中包括不同场强的测试。传统改变射频场场强的方法，多是通过手动调节射频读卡头的输入电压。此种方法不能精确调整场强的变化值、实时性差、测试效率低，需要设置输出电压可调的外部电源设备，增加了成本。现有技术中还有一种由电压管理单元组成的电源管理电路，它是由电源管理芯片6、电阻三R1、可调电阻R2、电容一Ci和电容二Co组成。电源管理芯片6的输入端分别与输入电源Vin和电容一Ci连接，电容一Ci的另一端接地，电源管理芯片6的参考端分别与电阻三R1和可调电阻R2连接，可调电阻R2的另一端接地，电源管理芯片6的输出端分别与电容二Co和电阻三R1的另一端连接，电容二Co的另一端接地，如图1所示。以型号为LM317的电源管理芯片6为例，输出电压Vout＝1.25(1+R₂/R₁)+I_adjR2，式中I_adj为从电源管理芯片6的参考端经可调电阻R2到地的电流。该技术的缺点是，当期望输出电压Vout为较高的值时，电阻三R1和可调电阻R2的阻值要很大，这样会使输出电压Vout造成很大的误差。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺点，本发明的目的是提供一种用于非接触IC卡阅读设备的电源管理电路。它通过连续改变非接触IC卡阅读设备的输出电压值来控制场强的变化，保证非接触IC卡在各种场合正常使用。具有操作方便、调整精确、测试效率高、成本低、实时性好的特点。

为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种用于非接触IC卡阅读设备的电源管理电路，它包括输入电源和电压管理单元。其结构特点是，它还包括基准控制单元和隔离单元。所述基准控制单元、隔离单元和电压管理单元依次相连并均由输入电源供电。控制信号从基准控制单元输出到隔离单元控制基准电压，使基准控制单元和电压管理单元之间互不影响并输出参考电压到电压管理单元，电压管理单元输出调整后的输出电压。

在上述的电源管理电路中，所述基准控制单元由电位器组成。输入电源与电位器的高端连接，电位器的底端接地，控制信号通过改变电位器的中端抽头的位置控制其输出到隔离单元的基准电压。

在上述的电源管理电路中，所述电位器可以是数字电位器或者模拟电位器。

在上述的电源管理电路中，所述隔离单元由低损耗场效应管和电阻二组成。场效应管的漏极与输入电源连接，场效应管的栅极与基准控制单元中电位器的中端连接，场效应管的源极通过电阻二接地。

在上述的电源管理电路中，所述电压管理单元由电源管理芯片和电阻一组成。电源管理芯片的输入端与输入电源连接，电源管理芯片的参考端分别与隔离单元中的场效应管的源极和电阻一连接，电阻一另一端与电源管理芯片的输出端连接。

在上述的电源管理电路中，所述电源管理芯片的型号为LM1085或LM317。

本发明由于采用了上述的连接电路，增加一个低损耗场效应管，由控制信号改变电位器中端抽头的位置，就可得到较为精确的输出电压值，从而实现对非接触IC卡在不同射频场强下的测试和正常使用。同现有技术相比，本发明具有操作方便、调整精确、测试效率高、成本低、实时性好的特点。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为现有技术的电源管理电路的电路连接图；

图2为本发明的工作原理图；

图3为本发明的电路连接图；

图4为本发明的应用原理示意图。

具体实施方式

参看图2和图3，本发明包括输入电源Vin和依次相连的基准控制单元1、隔离单元2、电压管理单元3。基准控制单元1由采用数字电位器或模拟电位器的电位器4组成，输入电源Vin与电位器4的高端H连接，电位器4的底端L接地，控制信号通过改变电位器4的中端W抽头的位置控制其输出到隔离单元2的基准电压。隔离单元2由低损耗场效应管5和电阻二7组成。场效应管5的漏极与输入电源Vin连接，场效应管5的栅极与基准控制单元1中电位器4的中端W连接，场效应管5的源极通过电阻二7接地。隔离单元2使基准控制单元1和电压管理单元3之间互不影响并从场效应管5的源极输出参考电压到电压管理单元3。电压管理单元3由电源管理芯片6和电阻一8组成。型号为LM1085或LM317的电源管理芯片6的输入端与输入电源Vin连接，电源管理芯片6的参考端分别与隔离单元2中的场效应管5的源极和电阻一8连接，电阻一8的另一端与电源管理芯片6的输出端连接，从输出端输出调整后的输出电压。

本发明的电压调整计算方法是：

从基准控制单元1中电位器4的中端W输出的基准电压Vw的值由输入电压Vin以及电位器4的分压比决定，Vw＝Vin*Rwl/R。式中Rwl为电位器4的中端W抽头到地的阻值，R为电位器4的全部阻值。

当基准电压Vw有效时，场效应管5导通，其源极电压为基准电压Vw减去场效应管5的开启电压。这个源极电压作为参考电压传送到电压管理单元3中电源管理芯片6的参考端，这个参考电压为Vadj＝Vw-Vgs，式中Vgs为场效应管5的开启电压。

电源管理单元3中电源管理芯片6的输出电压Vout为其参考端的电压加参考压差，即输出电压为Vout＝Vadj+Vreference，式中Vreference是参考压差，参考压差根据选用的电源管理芯片6的不同而各异。

最终的推导可得，Vout＝Vw-Vgs+Vreference。

本发明通过对电位器4的精确控制，可以得到准确的输出电压Vout值。将本发明电源管理电路应用于非接触IC卡阅读设备中，如图4所示。将本发明中调整后的输出电压Vout输出给射频读卡头，控制射频场强发生连续变化，可满足对非接触IC卡的场强测试要求。