CN104460813B - 一种适于rfid阅读器的过温保护的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于RFID阅读器的过温保护的方法，包括如下步骤：在RFID阅读器中的电路上增加带隙温度检测电路；基于带隙温度检测电路检测位于运算放大器上高增益节点的基集电极电压VBE电压；基于基集电极电压VBE电压获取带隙温度检测电路上的带隙基准电压ΔVBE值；基于ΔVBE与温度的线性关系判断RFID阅读器上的带隙基准电压ΔVBE值是否超过过温电压值；如果超过过温电压值则进行复位操作或者休眠RFID阅读器芯片。通过本发明实施例，可以解决RFID阅读器工作环境温度过高，实现整个电路的保护，从而可以引起复位操作或者RFID阅读器芯片，从而保障整个RFID阅读器不至于在高温环境下受损。

Description

一种适于RFID阅读器的过温保护的方法

技术领域

本发明涉及RFID技术领域，具体涉及一种适于RFID阅读器的过温保护的方法。

背景技术

射频识别(RadfoFrequencyIdentification，简称RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过电磁波或电感祸合方式传递信号，以完成对目标对象的自动识别。与条形码、磁卡、接触式IC卡等其它自动识别技术相比，即RFID技术具有识别过程无须人工干预、可同时识别多个目标、信息存储量大、可工作于各种恶劣环境等优点。因此，RFID技术已经被广泛地应用于固定资产管理、生产线自动化、动物和车辆识别、公路收费、门禁***、仓储、商品防伪、航空包裹管理、集装箱管理等领域。典型的射频识别***可以分为标签、阅读器和后端数据处理***三个部分。

中国专利文献CN101819642A是本发明最接近的现有技术，由于RFID阅读器和卡片工作的环境多样化，其对整个环境适应性不同，整个RFID阅读器等设备收时承受的环境温度影响力有限，需要而整个需要引入温度检测和过温保护***，避免RFID阅读器中的芯片过温受损。

发明内容

针对现有技术中的不足，为了防止温度过高或者过低而导致芯片不工作出错，本发明提供了一种适于RFID阅读器的过温保护的方法，通过精准检测RFID温度过高而导致的芯片受损。

本发明提供了一种适于RFID阅读器的过温保护的方法，包括如下步骤：

在RFID阅读器中的电路上增加带隙温度检测电路；

基于带隙温度检测电路检测位于运算放大器上高增益节点的基集电极电压VBE电压；

基于基集电极电压VBE电压获取带隙温度检测电路上的带隙基准电压ΔVBE值；

基于ΔVBE与温度的线性关系判断RFID阅读器上的带隙基准电压ΔVBE值是否超过过温电压值；

如果超过过温电压值则进行复位操作或者休眠RFID阅读器芯片。

所述方法还包括：

预先在RFID阅读器中设置过温电压值，所述过温电压值为影响到RFID阅读器芯片的一个阈值数。

所述带隙温度检测电路为：工作在不同电流下的双极晶体管。

所述双极晶体管完全相同。

所述方法还包括：如果带隙基准电压ΔVBE值没有超过过温电压值，则实时基于带隙温度检测电路检测位于运算放大器上高增益节点的基集电极电压VBE电压。

在本发明针对实际的RFID电路，在RFID阅读器中引入一个带隙温度检测电路，通过该带隙温度检测电路检测位于运算放大器上高增益节点的基集电极电压VBE电压，以及根据计算出的带隙基准电压ΔVBE值与过温电压值的比较就可以判断整个RFID阅读器上的温度是否超标，从而可以解决RFID阅读器工作环境温度过高，实现整个电路的保护，从而可以引起复位操作或者RFID阅读器芯片，从而保障整个RFID阅读器不至于在高温环境下受损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中的带隙基准源PTAT电路原理图；

图2是本发明实施例中的适于RFID阅读器的过温保护的方法流程图；

图3是本发明实施例中的适于RFID阅读器中的带隙基准源PTAT电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

首先结合图1中的带隙基准源PTAT(ProportionaltoAbsoluteTemperature)电压产生原理作个简单说明，两个工作在不同的电流下的双极晶体管的VBE与温度成正比两个双极晶体管完全相同，它们的工作电流分别为nI0和I0，则根据VBE的公式可以计算出ΔVBE的值为：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔV}}_{BE}=V_{BE1}-V_{BE2}\\ =V_T\ln \frac{{\mathrm{nI}}_0}{I_{s1}}-V_T\ln \frac{I_0}{I_{s2}}\\ =V_T\ln n\end{array}$

已知所以可以得出

$\frac{\∂{\mathrm{\ΔV}}_{BE}}{\∂T}=\frac{k}{q}\ln n$

从式中我们看出ΔVBE的温度系数为一个恒定值，亦即ΔVBE与温度具有良好的线性关系。因此可以利用带隙基准源PATA电路所产生的电压值计算出ΔVBE来检测温度是否过高。

基于上述原理，图2示出了本发明实施例中的适于RFID阅读器的过温保护的方法流程图，具体步骤如下：

S201，在RFID阅读器中的电路上增加带隙温度检测电路；

具体实施过程中，可以在RFID阅读器中的电路上增加带隙温度检测电路，比如图3中适于RFID阅读器中的带隙基准源PTAT电路原理图，其在RFID阅读器中的运算放大器上的高增益强迫节点上引入一个带隙温度检测电路，其可以看出M1与M2、M3构成电流镜，使得流过Q1与Q2的电流相同(这里设为I)，同时此电流等于M管电流。本实施过程中Q2发射极面积是Q1发射极面积的n倍，则存在Is2＝nIs1。需要说明的是，适于图3中的整个带隙温度检测电路为：工作在不同电流下的双极晶体管，该双极晶体管完全相同。

S202，基于带隙温度检测电路检测位于运算放大器上高增益节点的基集电极电压VBE电压；

在本发明实施例过程中，适于图3中的情形下，这里可以得到VBE电压值如下：

$V_{BE1}=\frac{kT}{q}\ln \frac{I}{I_{s1}}$

$V_{BE2}=\frac{kT}{q}\ln \frac{I}{I_{s2}}.$

S203，基于基集电极电压VBE电压获取带隙温度检测电路上的带隙基准电压ΔVBE值；

在本发明实施例过程中，适于图3中的应用情形中，这里可以得到ΔVBE值如下：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔV}}_{BE}=V_{BE1}-V_{BE2}\\ =\frac{kT}{q}\ln \frac{I_{s2}}{I_{s1}}\\ =\frac{kT}{q}\ln n\end{array}.$

针对本实施例过程存在运算放大器的高增益强迫节点1和节点2电压相同，因此R1上的压降即为ΔVBE，即

$IR1={\mathrm{\ΔV}}_{BE}=\frac{kT}{q}\ln n$

$I=\frac{kT}{qR1}\ln n$

$V_{PTAT}=\frac{R2}{R1}\frac{kT}{q}\ln n$

$\frac{\∂V_{PTAT}}{\∂T}=\frac{R2}{R1}\frac{k}{q}\ln n.2$

S204，基于ΔVBE与温度的线性关系判断RFID阅读器上的带隙基准电压ΔVBE值是否超过过温电压值；

在本发明实施例过程中，由于晶体管之间的不匹配，以及更重要的是由于R1的温度系数，，其需要检测到整个R1上感应的温度是否超过实际RFID所承受的应用环境。

需要说明的是，这里的过温电压值是RFID阅读器根据实际环境来设置的，该RFID阅读器所承受的应用环境不同，主要根据其内部环境来设置，有些RFID阅读器能承受50度温度，有些阅读器能承受100度温度，那么在RFID能承受的温度情况下，根据ΔVBE与温度的线性关系，这里将此温度阈值转换成一个过温电压值，这样子就能满足过温电压值的检测，该过温电压值实际为影响到RFID阅读器芯片的一个阈值数。

需要说明的是，当超过过温电压值时，则进入到下一步S205中；如果带隙基准电压ΔVBE值没有超过过温电压值，则实时基于带隙温度检测电路检测位于运算放大器上高增益节点的基集电极电压VBE电压，即进入到S202步骤中。

S205，如果超过过温电压值则进行复位操作或者休眠RFID阅读器芯片。

如果超过过温电压值是，则需要对RFID阅读器进行工作保护，避免整个工作电路受损，保障整个工作环境的安全性，不要造成整个RFID阅读器的受损，可以让RFID阅读器进行一个复位操作或者RFID阅读器芯片处于一个休眠状态，这样子就减少工作环境中出现的散热。

综上，本发明实施例在RFID阅读器中引入一个带隙温度检测电路，通过该带隙温度检测电路检测位于运算放大器上高增益节点的基集电极电压VBE电压，以及根据计算出的带隙基准电压ΔVBE值与过温电压值的比较就可以判断整个RFID阅读器上的温度是否超标，从而可以解决RFID阅读器环境温度过高，实现整个电路的保护，从而可以引起复位操作或者RFID阅读器芯片，从而保障整个RFID阅读器不至于在高温环境下受损。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的适于RFID阅读器的过温保护的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种适于RFID阅读器的过温保护的方法，其特征在于，包括如下步骤：

在RFID阅读器中的电路上增加带隙温度检测电路；

基于带隙温度检测电路检测位于运算放大器上高增益节点的基集电极电压VBE电压；

基于基集电极电压VBE电压获取带隙温度检测电路上的带隙基准电压ΔVBE值；

基于ΔVBE与温度的线性关系判断RFID阅读器上的带隙基准电压ΔVBE值是否超过过温电压值；

如果超过过温电压值则进行复位操作或者休眠RFID阅读器芯片。

2.如权利要求1所述的适于RFID阅读器的过温保护的方法，其特征在于，所述方法还包括：

预先在RFID阅读器中设置过温电压值，所述过温电压值为影响到RFID阅读器芯片的一个阈值数。

3.如权利要求2所述的适于RFID阅读器的过温保护的方法，其特征在于，所述带隙温度检测电路为：工作在不同电流下的双极晶体管。

4.如权利要求3所述的适于RFID阅读器的过温保护的方法，其特征在于，所述双极晶体管完全相同。

5.如权利要求1至4任一项所述的适于RFID阅读器的过温保护的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果带隙基准电压ΔVBE值没有超过过温电压值，则实时基于带隙温度检测电路检测位于运算放大器上高增益节点的基集电极电压VBE电压。