專利名稱：一種利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻識(shí)別通信與開關(guān)控制領(lǐng)域，具體講涉及一種基于無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開關(guān)裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)今隨著社會(huì)科技迅速發(fā)展進(jìn)步，為遙控開關(guān)提供了廣泛的應(yīng)用。例如，在電視 機(jī)、空調(diào)都需使用遙控開關(guān)。但這種設(shè)備在非工作狀態(tài)下沒有完全斷電，都有不小的待機(jī)功 耗。為解決這上述遙控設(shè)備待機(jī)功耗問題，也提出了一些解決措施，其一是通過射頻識(shí)別標(biāo) 簽與遙控設(shè)備結(jié)合方式降低待機(jī)功耗。射頻識(shí)別標(biāo)簽，又稱射頻標(biāo)簽、電子標(biāo)簽，主要由存 有識(shí)別代碼的標(biāo)簽芯片和收發(fā)天線構(gòu)成。射頻標(biāo)簽按有無供電電池分為有源標(biāo)簽和無源標(biāo) 簽。無源射頻標(biāo)簽工作時(shí)從無線電波能量恢復(fù)出電能為自身供電，同時(shí)恢復(fù)出的電能還可 以給外部的小電流器件供電。例如專利申請?zhí)枮?00810084655的“一種無線開關(guān)裝置、系統(tǒng)及其通信控制方 法”的發(fā)明專利申請披露了一種無線開關(guān)裝置。該裝置把無線射頻識(shí)別標(biāo)簽和開關(guān)結(jié)合起 來實(shí)現(xiàn)遙控開關(guān)，降低待機(jī)功耗。但這種開關(guān)裝置中的開關(guān)采用繼電器，而繼電器的閉合/ 斷開是機(jī)械動(dòng)作，所以只要繼電器與電器連接上，就會(huì)耗電，而且繼電器的開關(guān)動(dòng)作響應(yīng)速 度慢，會(huì)有延時(shí)，還由于繼電器體積較大，所以整個(gè)開關(guān)裝置很難封裝成一個(gè)器件，并且還 需要額外的供電電源
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型目的在于，解決利用無線射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)的遙控開關(guān)裝置響應(yīng)速度 慢、外部供電和封裝難的問題，提供一種利用無源射頻標(biāo)簽和半導(dǎo)體開關(guān)技術(shù)的全固態(tài)遙 控開關(guān)裝置，以實(shí)現(xiàn)沒有待機(jī)功耗，不需要供電電源，且整個(gè)開關(guān)裝置封裝成一個(gè)兩端電子 器件。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開 關(guān)，其改進(jìn)在于所說開關(guān)包括天線、無源射頻標(biāo)簽、開關(guān)觸發(fā)電路和半導(dǎo)體開關(guān)；所述無 源射頻標(biāo)簽連接天線和開關(guān)觸發(fā)電路，所述開關(guān)觸發(fā)電路連接半導(dǎo)體開關(guān)；所述無源射頻標(biāo)簽通過所述天線接收讀寫器發(fā)送的無線信號(hào)后向所述開關(guān)觸發(fā) 電路發(fā)送控制指令；所述開關(guān)觸發(fā)電路接收到所述無源射頻標(biāo)簽發(fā)送的控制指令后觸發(fā)半導(dǎo)體開關(guān) 執(zhí)行開/關(guān)動(dòng)作。本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案為所述利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開 關(guān)的改進(jìn)在于，所述半導(dǎo)體開關(guān)采用單向可控硅、雙向可控硅、功率場效應(yīng)管或絕緣柵雙極 型功率管。本實(shí)用新型的另一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案為所述利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài) 開關(guān)的改進(jìn)在于，所述無源射頻標(biāo)簽包括由整流器、電容和穩(wěn)壓器構(gòu)成的電源恢復(fù)電路，所述電源恢復(fù)電路從所述天線接收的無線信號(hào)電波中恢復(fù)出電能，并向所述無源射頻標(biāo)簽和 開關(guān)觸發(fā)電路供電。本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案為所述利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài) 開關(guān)的改進(jìn)在于所述電源恢復(fù)電路的整流器采用半波整流器、橋式全波整流器或者倍壓 式整流器。本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案為所述利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài) 開關(guān)的改進(jìn)在于所述半導(dǎo)體開關(guān)采用單向可控硅或雙向可控硅時(shí)的觸發(fā)電路由過零觸發(fā) 電路和脈沖形成電路構(gòu)成。本實(shí)用新型技術(shù)的有益效果是本實(shí)用新型利用無線射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)遙控開關(guān) 裝置，解決了遙控開關(guān)裝置需外部供電的問題，采用全固態(tài)半導(dǎo)體開關(guān)，響應(yīng)速度快，沒有 待機(jī)功耗，并且全固態(tài)開關(guān)體積小，使整個(gè)開關(guān) 裝置可以封裝成一個(gè)兩端電子器件，不受體 積的限制，適用于各種電子設(shè)備。

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體開關(guān)采用雙向可控硅的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體開關(guān)采用單向可控硅的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的無源射頻標(biāo)簽的電源恢復(fù)電路的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5為本實(shí)用新型的無源射頻標(biāo)簽的電源恢復(fù)電路采用半波整流器的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖6為本實(shí)用新型裝置的無源射頻標(biāo)簽的電源恢復(fù)電路采用橋式全波整流器的 結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型的無源射頻標(biāo)簽的電源恢復(fù)電路采用倍壓式整流器的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖8為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體開關(guān)采用單向可控硅時(shí)的觸發(fā)電路示意圖；圖9為本實(shí)用新型的半導(dǎo)體開關(guān)采用較大功率的兩級(jí)雙向可控硅時(shí)的觸發(fā)電路 示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的無線射頻識(shí)別全固態(tài)開關(guān)裝置包括天線、無源射頻標(biāo) 簽1、開關(guān)觸電路3和半導(dǎo)體開關(guān)4，無源射頻標(biāo)簽2與天線1和開關(guān)觸發(fā)電路3連接，開關(guān) 觸發(fā)電路3再連接半導(dǎo)體開關(guān)4。如圖2、圖3所示，半導(dǎo)體開關(guān)4可采用單向可控硅(SCR)、 或雙向可控硅(TRIAC)、又或是功率場效應(yīng)管(MOSFET)或絕緣柵雙極型功率管(IGBT)。本 實(shí)用新型的半導(dǎo)體開關(guān)4采用功率場效應(yīng)管或絕緣柵雙極型功率管時(shí)的觸發(fā)電路3比較簡 單，因?yàn)楣β蕡鲂?yīng)管和絕緣柵雙極型功率具有很高的輸入電阻，所以只需在導(dǎo)通時(shí)施加 電壓到功率場效應(yīng)管的柵極，在需要關(guān)斷時(shí)，去除相應(yīng)的控制電壓就可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)動(dòng)作。半 導(dǎo)體開關(guān)4采用單向可控硅或雙向可控硅時(shí)的觸發(fā)電路3相對較復(fù)雜，由過零觸發(fā)電路31 和脈沖形成電路32構(gòu)成，如圖8所示為本實(shí)用新型采用單向可控硅時(shí)的觸發(fā)電路，圖9所 示為本實(shí)用新型的一個(gè)采用較大功率的兩級(jí)雙向可控硅開關(guān)的觸發(fā)電路。[0023]無源射頻標(biāo)簽2內(nèi)包含有電源恢復(fù)電路24。如圖4所示，該電源恢復(fù)電路24主要 包括整流器21、電容和穩(wěn)壓器23，如圖5 圖7所示，整流器21可采用半波整流器、橋式 全波整流器、或者倍壓式整流器。本實(shí)用新型無線射頻識(shí)別全固態(tài)開關(guān)裝置工作原理如下如圖1所示，無源射頻標(biāo)簽2通過天線1接收射頻識(shí)別讀寫器發(fā)送的開/關(guān)指令 信號(hào)，并往開關(guān)觸發(fā)電路3發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)。同時(shí)無源射頻標(biāo)簽2的電源恢復(fù)電路24 從接收到的無線信號(hào)電波中獲取能量，恢復(fù)出電能，向無源射頻標(biāo)簽2和開關(guān)觸發(fā)電路3供 電，無需外部供電。觸發(fā)電路3接收到控制信號(hào)后觸發(fā)半導(dǎo)體4開關(guān)執(zhí)行開/關(guān)動(dòng)作。本實(shí)用新型的開關(guān)在打開狀態(tài)下，交流電的電流每次過零點(diǎn)時(shí)開關(guān)觸發(fā)電路3都 需要給半導(dǎo)體開關(guān)4一個(gè)脈沖信號(hào)使其重新打開。本實(shí)用新型的開關(guān)打開時(shí)，發(fā)出的第一 個(gè)脈沖利用了無源射頻標(biāo)簽2的電源恢復(fù)電路24提供 的電能，而隨后的工作電流取自主電 源，實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備無待機(jī)功耗。由于采用體積小的全固態(tài)開關(guān)，所以本實(shí)用新型的開關(guān)可 以封裝成一個(gè)兩端電子器件。應(yīng)當(dāng)說明的是以上示例性實(shí)施例對本實(shí)用新型的描述并非對其限制，所屬本領(lǐng) 域技術(shù)人員閱讀本申請后，在本申請的啟發(fā)下可以對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行種種 修改或者等同替換，但這些修改或變換均涵蓋在申請待批的本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開關(guān)，其特征在于所說開關(guān)包括天線(1)、無源射頻標(biāo)簽(2)、開關(guān)觸發(fā)電路(3)和半導(dǎo)體開關(guān)(4)；所述無源射頻標(biāo)簽(3)連接天線(1)和開關(guān)觸發(fā)電路(3)，所述開關(guān)觸發(fā)電路(3)連接半導(dǎo)體開關(guān)(4)；所述無源射頻標(biāo)簽(2)通過所述天線(1)接收讀寫器發(fā)送的無線信號(hào)后向所述開關(guān)觸發(fā)電路(3)發(fā)送控制指令；所述開關(guān)觸發(fā)電路(3)接收到所述無源射頻標(biāo)簽(2)發(fā)送的控制指令后觸發(fā)半導(dǎo)體開(4)關(guān)執(zhí)行開/關(guān)動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開關(guān)，其特征在于 所述半導(dǎo)體開關(guān)(4)采用單向可控硅、雙向可控硅、功率場效應(yīng)管或絕緣柵雙極型功率管。
3.如權(quán)利要求1所述的一種利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開關(guān)，其特征在于 所述無源射頻標(biāo)簽(2)包括由整流器(21)、電容和穩(wěn)壓器(23)構(gòu)成的電源恢復(fù)電路(24)， 所述電源恢復(fù)電路(24)從所述天線(1)接收的無線信號(hào)電波中恢復(fù)出電能，并向所述無源 射頻標(biāo)簽(2)和開關(guān)觸發(fā)電路(3)供電。
4.如權(quán)利要求3所述的一種利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開關(guān)，其特征在于 所述電源恢復(fù)電路(24)的整流器(21)采用半波整流器、橋式全波整流器或者倍壓式整流器。
5.如權(quán)利要求2所述的一種利用無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開關(guān)，其特征在于 所述半導(dǎo)體開關(guān)(4)采用單向可控硅或雙向可控硅時(shí)的觸發(fā)電路(3)由過零觸發(fā)電路(31) 和脈沖形成電路(32)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于無線射頻識(shí)別技術(shù)的兩端全固態(tài)開關(guān)，其包括天線、無源射頻標(biāo)簽、開關(guān)觸發(fā)電路和半導(dǎo)體開關(guān)；無源射頻標(biāo)簽連接天線和開關(guān)觸發(fā)電路，開關(guān)觸發(fā)電路再連接半導(dǎo)體開關(guān)，無源射頻標(biāo)簽包括電源恢復(fù)電路，電源恢復(fù)電路從天線接收的無線電波中恢復(fù)出電能向無源射頻標(biāo)簽和開關(guān)觸發(fā)電路供電。本實(shí)用新型利用無線射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)遙控開關(guān)裝置，解決了遙控開關(guān)裝置需外部供電的問題，采用全固態(tài)半導(dǎo)體開關(guān)，響應(yīng)速度快，沒有待機(jī)功耗，并且全固態(tài)開關(guān)體積小，使整個(gè)開關(guān)裝置可以封裝成一個(gè)兩端電子器件，便于安裝。
文檔編號(hào)H03K17/94GK201577079SQ20102000098
公開日2010年9月8日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者玄正罡, 管超 申請人:惠州市恒睿電子科技有限公司