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▶ 富士通セミコンダクターメモリソリューション株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024174474
(43)【公開日】2024-12-17
(54)【発明の名称】ＲＦＩＤタグ、集積回路およびＲＦＩＤタグの制御方法
(51)【国際特許分類】
G06K 19/07 20060101AFI20241210BHJP
H02J 50/10 20160101ALI20241210BHJP
【ＦＩ】
G06K19/07 130
G06K19/07 090
G06K19/07 230
H02J50/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023092316
(22)【出願日】2023-06-05
(71)【出願人】
【識別番号】520233375
【氏名又は名称】富士通セミコンダクターメモリソリューション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】田村 哲朗
(57)【要約】
【課題】整流回路からの電源電圧により動作する負荷の消費電力が変化する場合にも、入力インピーダンスの不整合を抑制して電力効率の低下を抑制する。
【解決手段】ＲＦＩＤタグは、アンテナで受信する電力に応じて動作する集積回路および負荷を含み、集積回路は、直列に接続される複数のダイオードと、互いに隣接する一対のダイオードの接続ノードとアンテナとの間にそれぞれ配置される複数のキャパシタとを含み、アンテナで受信する交流信号をダイオードとキャパシタとを各々含む複数段のチャージポンプにより整流することで電源電圧を生成する整流回路と、電源電圧により動作する負荷の消費電力に応じて、電源電圧の生成に使用するチャージポンプの段数を変更する制御回路と、を有する。ＲＦＩＤタグの通信距離を効率的に伸ばすことができるため、ＲＦＩＤタグが搭載されるシステムの信頼性を向上することができる。
【選択図】図６
【解決手段】ＲＦＩＤタグは、アンテナで受信する電力に応じて動作する集積回路および負荷を含み、集積回路は、直列に接続される複数のダイオードと、互いに隣接する一対のダイオードの接続ノードとアンテナとの間にそれぞれ配置される複数のキャパシタとを含み、アンテナで受信する交流信号をダイオードとキャパシタとを各々含む複数段のチャージポンプにより整流することで電源電圧を生成する整流回路と、電源電圧により動作する負荷の消費電力に応じて、電源電圧の生成に使用するチャージポンプの段数を変更する制御回路と、を有する。ＲＦＩＤタグの通信距離を効率的に伸ばすことができるため、ＲＦＩＤタグが搭載されるシステムの信頼性を向上することができる。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アンテナで受信する電力に応じて動作する集積回路および負荷を含み、
前記集積回路は、
直列に接続される複数のダイオードと、互いに隣接する一対の前記ダイオードの接続ノードと前記アンテナとの間にそれぞれ配置される複数のキャパシタとを含み、前記アンテナで受信する交流信号を前記ダイオードと前記キャパシタとを各々含む複数段のチャージポンプにより整流することで電源電圧を生成する整流回路と、
前記電源電圧により動作する前記負荷の消費電力に応じて、前記電源電圧の生成に使用する前記チャージポンプの段数を変更する制御回路と、を有する、
ＲＦＩＤタグ。
前記集積回路は、
直列に接続される複数のダイオードと、互いに隣接する一対の前記ダイオードの接続ノードと前記アンテナとの間にそれぞれ配置される複数のキャパシタとを含み、前記アンテナで受信する交流信号を前記ダイオードと前記キャパシタとを各々含む複数段のチャージポンプにより整流することで電源電圧を生成する整流回路と、
前記電源電圧により動作する前記負荷の消費電力に応じて、前記電源電圧の生成に使用する前記チャージポンプの段数を変更する制御回路と、を有する、
ＲＦＩＤタグ。
【請求項2】
前記負荷が動作する第１動作モードと前記負荷の動作が停止する第２動作モードとを有し、
前記制御回路は、前記第１動作モードにおいて前記電源電圧を生成する前記チャージポンプの段数を、前記第２動作モードにおいて前記電源電圧を生成する前記チャージポンプの段数より減らす、
請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
前記制御回路は、前記第１動作モードにおいて前記電源電圧を生成する前記チャージポンプの段数を、前記第２動作モードにおいて前記電源電圧を生成する前記チャージポンプの段数より減らす、
請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項3】
前記整流回路から出力される電源電流を検出する電流検出回路を有し、
前記制御回路は、前記電源電流が閾値以上のときの前記チャージポンプの段数を、前記電源電流が前記閾値より小さいときの前記チャージポンプの段数より減らす、
請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
前記制御回路は、前記電源電流が閾値以上のときの前記チャージポンプの段数を、前記電源電流が前記閾値より小さいときの前記チャージポンプの段数より減らす、
請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項4】
前記整流回路は、
直列に接続された複数の前記ダイオードを含む第１ダイオード群と、
直列に接続された複数の前記ダイオードを含み、出力が前記負荷の入力に電気的に接続された第２ダイオード群と、
前記第２ダイオード群の入力と接地線との間に配置されたダイオードと、
前記第１ダイオード群の入力を接地線に接続する第１スイッチと、
前記第１ダイオード群の出力を前記第２ダイオード群の入力に接続する第２スイッチと、を有し、
前記制御回路は、前記整流回路から出力される電源電流が所定値以上のときに前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオフし、前記整流回路から出力される電源電流が所定値より小さいときに前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオンする、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
直列に接続された複数の前記ダイオードを含む第１ダイオード群と、
直列に接続された複数の前記ダイオードを含み、出力が前記負荷の入力に電気的に接続された第２ダイオード群と、
前記第２ダイオード群の入力と接地線との間に配置されたダイオードと、
前記第１ダイオード群の入力を接地線に接続する第１スイッチと、
前記第１ダイオード群の出力を前記第２ダイオード群の入力に接続する第２スイッチと、を有し、
前記制御回路は、前記整流回路から出力される電源電流が所定値以上のときに前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオフし、前記整流回路から出力される電源電流が所定値より小さいときに前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオンする、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項5】
前記整流回路は、
直列に接続された複数の前記ダイオードを含み、初段の前記ダイオードが接地された第１ダイオード群と、
直列に接続された複数の前記ダイオードを含み、出力が前記負荷の入力に電気的に接続された第２ダイオード群と、
前記第２ダイオード群の入力と接地線との間に配置されたダイオードと、
前記第１ダイオード群の出力を前記第２ダイオード群の入力に接続する第１スイッチと、
前記第１ダイオード群の出力を前記負荷の入力に電気的に接続する第２スイッチと、を有し、
前記制御回路は、前記整流回路から出力される電源電流が所定値以上のときに前記第１スイッチをオフし、前記第２スイッチをオンし、前記整流回路から出力される電源電流が所定値より小さいときに前記第１スイッチをオンし、前記第２スイッチをオフする、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
直列に接続された複数の前記ダイオードを含み、初段の前記ダイオードが接地された第１ダイオード群と、
直列に接続された複数の前記ダイオードを含み、出力が前記負荷の入力に電気的に接続された第２ダイオード群と、
前記第２ダイオード群の入力と接地線との間に配置されたダイオードと、
前記第１ダイオード群の出力を前記第２ダイオード群の入力に接続する第１スイッチと、
前記第１ダイオード群の出力を前記負荷の入力に電気的に接続する第２スイッチと、を有し、
前記制御回路は、前記整流回路から出力される電源電流が所定値以上のときに前記第１スイッチをオフし、前記第２スイッチをオンし、前記整流回路から出力される電源電流が所定値より小さいときに前記第１スイッチをオンし、前記第２スイッチをオフする、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項6】
前記整流回路と前記負荷とを接続する電源線上に配置される電源スイッチを有し、
前記制御回路は、前記負荷を動作させる場合、前記電源電圧が前記負荷の動作電圧以上になったときに前記電源スイッチをオンする、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
前記制御回路は、前記負荷を動作させる場合、前記電源電圧が前記負荷の動作電圧以上になったときに前記電源スイッチをオンする、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項7】
アンテナで受信する電力に応じて動作する集積回路であって、
直列に接続される複数のダイオードと、互いに隣接する一対の前記ダイオードの接続ノードと前記アンテナとの間にそれぞれ配置される複数のキャパシタとを含み、前記アンテナで受信する交流信号を前記ダイオードと前記キャパシタとを各々含む複数段のチャージポンプにより整流することで電源電圧を生成する整流回路と、
前記電源電圧により動作する負荷の消費電力に応じて、前記電源電圧の生成に使用する前記チャージポンプの段数を変更する制御回路と、を有する、
集積回路。
直列に接続される複数のダイオードと、互いに隣接する一対の前記ダイオードの接続ノードと前記アンテナとの間にそれぞれ配置される複数のキャパシタとを含み、前記アンテナで受信する交流信号を前記ダイオードと前記キャパシタとを各々含む複数段のチャージポンプにより整流することで電源電圧を生成する整流回路と、
前記電源電圧により動作する負荷の消費電力に応じて、前記電源電圧の生成に使用する前記チャージポンプの段数を変更する制御回路と、を有する、
集積回路。
【請求項8】
アンテナで受信する電力に応じて動作する集積回路および負荷を含むＲＦＩＤタグの制御方法であって、
前記集積回路が有する、直列に接続される複数のダイオードと、互いに隣接する一対の前記ダイオードの接続ノードと前記アンテナとの間にそれぞれ配置される複数のキャパシタとを含む整流回路が、前記アンテナで受信する交流信号を前記ダイオードと前記キャパシタとを各々含む複数段のチャージポンプにより整流することで電源電圧を生成し、
前記集積回路が有する制御回路が、前記電源電圧により動作する前記負荷の消費電力に応じて、前記電源電圧の生成に使用する前記チャージポンプの段数を変更する、
ＲＦＩＤタグの制御方法。
前記集積回路が有する、直列に接続される複数のダイオードと、互いに隣接する一対の前記ダイオードの接続ノードと前記アンテナとの間にそれぞれ配置される複数のキャパシタとを含む整流回路が、前記アンテナで受信する交流信号を前記ダイオードと前記キャパシタとを各々含む複数段のチャージポンプにより整流することで電源電圧を生成し、
前記集積回路が有する制御回路が、前記電源電圧により動作する前記負荷の消費電力に応じて、前記電源電圧の生成に使用する前記チャージポンプの段数を変更する、
ＲＦＩＤタグの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＲＦＩＤタグ、集積回路およびＲＦＩＤタグの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
アンテナで信号と電力とを受信する半導体装置において、整流回路に含まれるダイオードとキャパシタとによるチャージポンプの段数を、受信する電力の大きさに応じて切り替えることで、適切な電源電圧を生成する手法が提案されている。半導体装置は、受信電力が小さいときにチャージポンプの段数を増やして所定の電源電圧を確保し、受信電力が大きいときにチャージポンプの段数を減らして電力の損失を最小限にする（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
例えば、リーダライタとの間で無線通信を実施するＲＦＩＤタグは、インピーダンスが可変なマッチング回路と、ダイオードとキャパシタとを含む複数段のチャージポンプを含み、リーダライタから受信する信号を整流して直流電圧を出力する整流回路とを有する。ＲＦＩＤタグは、入力信号の強度の低下をリーダライタからのインピーダンスの調整指示として検出したときに、マッチング回路のインピーダンスを調整する（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１３－２５４９６７号公報
【特許文献2】特開２０１９－０５４３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
段数が切り替え可能な複数のチャージポンプを含む整流回路の入力インピーダンスは、チャージポンプの段数の切り替えにより変化する。このため、チャージポンプの段数の切り替え時に入力インピーダンスを整合しない場合、整流回路から負荷に供給する電力が不足するおそれがある。また、入力インピーダンスは、整流回路から負荷に流れる負荷電流が変化する場合にも変化するため、負荷電流の変化に応じて入力インピーダンスを整合しない場合、負荷を動作させるための適正な電力が生成されないおそれがある。
【0006】
１つの側面では、本発明は、整流回路からの電源電圧により動作する負荷の消費電力が変化する場合にも、入力インピーダンスの不整合を抑制して電力効率の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一つの観点によれば、ＲＦＩＤタグは、アンテナで受信する電力に応じて動作する集積回路および負荷を含み、前記集積回路は、直列に接続される複数のダイオードと、互いに隣接する一対の前記ダイオードの接続ノードと前記アンテナとの間にそれぞれ配置される複数のキャパシタとを含み、前記アンテナで受信する交流信号を前記ダイオードと前記キャパシタとを各々含む複数段のチャージポンプにより整流することで電源電圧を生成する整流回路と、前記電源電圧により動作する前記負荷の消費電力に応じて、前記電源電圧の生成に使用する前記チャージポンプの段数を変更する制御回路と、を有する。
【発明の効果】
【0008】
整流回路からの電源電圧により動作する負荷の消費電力が変化する場合にも、入力インピーダンスの不整合を抑制して電力効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一実施形態におけるＲＦＩＤタグの一例を示すブロック図である。
【図3】アンテナのインピーダンスとＬＳＩの入力インピーダンスとの整合の一例を示す説明図である。
【図5】整流回路の回路段数と、入力抵抗および入力容量との関係の一例を示す説明図である。
【図10】別の実施形態におけるＲＦＩＤタグに搭載されるＬＳＩの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して実施形態が説明される。以下では、信号等の情報が伝達される信号線および端子には、信号名と同じ符号が使用され、電圧が供給される電圧線および端子には、電圧名と同じ符号が使用される。
【0011】
図１は、一実施形態におけるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグの一例を示す。図１に示すＲＦＩＤタグ１０は、データ等の情報とともに受ける電力により動作するパッシブＲＦＩＤタグである。ＲＦＩＤタグ１０は、アンテナ１２とＬＳＩ（Large-Scale Integration）１００と負荷２００とを有する。ＬＳＩ１００は、アンテナ１２が接続される端子ＲＦ＋、ＲＦ－と、負荷２００が接続される端子ＶＯＵＴとを有する。ＬＳＩ１００は、集積回路の一例である。なお、アンテナ１２は、ＲＦＩＤタグ１０に外付けされてもよく、負荷２００は、ＬＳＩ１００内に搭載されてもよい。
【0012】
ＬＳＩ１００は、整流回路１１０、電源電圧制御回路１２０、変調復調回路１３０、ロジック回路１４０およびメモリ１５０を有する。図１に示すＬＳＩ１００では、各回路間を接続する電源線のみが示され、信号線の記載は省略されている。
【0013】
整流回路１１０は、アンテナ端子ＲＦ＋、ＲＦ－を介してアンテナ１２から受ける相補の交流信号を整流することで電源電圧を生成し、生成した電源電圧を電源電圧制御回路１２０を介して電源電圧ＶＯＵＴとして出力する。電源電圧ＶＯＵＴは、電源電圧制御回路１２０、変調復調回路１３０、ロジック回路１４０、メモリ１５０および負荷２００の動作電圧として使用される。整流回路１１０の例は、図６に示される。
【0014】
電源電圧制御回路１２０は、整流回路１１０により生成された電源電圧ＶＯＵＴに基づいて、ロジック回路１４０を起動またはリセットする制御信号等を出力する。電源電圧制御回路１２０は、起動されたロジック回路１４０から受ける制御信号に基づいて、整流回路１１０の動作を制御する制御信号と、ＬＳＩ１００と負荷２００との接続を制御する制御信号と、負荷２００の動作を制御する制御信号とを出力する。電源電圧制御回路１２０の例は、図８および図９に示される。
【0015】
変調復調回路１３０は、アンテナ端子ＲＦ＋、ＲＦ－を介してアンテナ１２から受ける交流信号を復調してデータ等の情報を取り出し、取り出した情報をロジック回路１４０に出力する。変調復調回路１３０は、ロジック回路１４０から受けるデータ等の情報を変調し、変調した信号をアンテナ端子ＲＦ＋、ＲＦ－を介してアンテナ１２に出力する。
【0016】
なお、ＬＳＩ１００がアンテナ端子ＲＦ＋を有し、アンテナ端子ＲＦ－の代わりに接地端子を有する場合、整流回路１１０は、アンテナ端子ＲＦ＋を介してアンテナ１２から受ける交流信号を整流することで電源電圧を生成する。変調復調回路１３０は、アンテナ端子ＲＦ＋を介してアンテナ１２から受ける交流信号を復調し、変調した信号をアンテナ端子ＲＦ＋を介してアンテナ１２に出力する。
【0017】
ロジック回路１４０は、変調復調回路１３０から受ける情報が書き込みコマンドを示す場合、書き込みコマンドともに受けたデータをメモリ１５０に書き込む。ロジック回路１４０は、変調復調回路１３０から受ける情報が読み出しコマンドを示す場合、メモリ１５０から読み出したデータを変調復調回路１３０に出力する。なお、ロジック回路１４０は、変調復調回路１３０から受ける情報がモニタコマンドを示す場合、ＬＳＩ１００の状態を示す情報（動作モード、電源電圧ＶＯＵＴの値等）を変調復調回路１３０に出力してもよい。
【0018】
メモリ１５０は、例えば、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）等の電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである。メモリ１５０には、アンテナ１２を介してＲＦＩＤタグ１０の外部から受けるデータ、ＲＦＩＤタグ１０内で使用される各種制御情報およびＲＦＩＤタグ１０の識別情報等が記憶される。なお、メモリ１５０は、ＲｅＲＡＭ（Resistive Random Access Memory）またはＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）でもよい。
【0019】
負荷２００は、電源電圧ＶＯＵＴを受けて動作する。例えば、負荷２００は、ロジック回路１４０から電源電圧制御回路１２０に指示される動作モードに応じて、動作し、または動作を停止する。負荷２００は、ＬＳＩ１００の動作を補助する機能を有してもよく、ＬＳＩ１００の機能に追加される機能を有してもよい。また、負荷２００は、電源電圧ＶＯＵＴに応じて充電されるバッテリーを有し、アンテナ１２から電力を受けていないときにＬＳＩ１００等のＲＦＩＤタグ１０に搭載される回路を動作させる機能を有してもよい。
【0020】
図２は、図１のＲＦＩＤタグ１０を含むシステムの一例を示す。図２に示すシステムＳＹＳは、ＲＦＩＤタグ１０と、ＲＦＩＤタグ１０との間で無線信号を送受信するリーダライタ２０およびアンテナ２２とを有する。リーダライタ２０は、アンテナ２２から無線信号（情報および電力）を送信し、ＲＦＩＤタグ１０から返信される情報を受信する。
【0021】
図３は、アンテナのインピーダンスとＬＳＩの入力インピーダンスとの整合の一例を示す。図３に示すＲＦＩＤタグは、図１と同様にアンテナと整流回路と負荷とを有する。整流回路は、アンテナを介して受ける交流の入力信号を整流して電源電圧を生成し、生成した電源電圧を負荷に供給する。
【0022】
符号ＰＩＮは、入力信号の強度を示し、符号ＩＬＯＡＤは、整流回路から負荷への出力電流を示す。符号ＩＬＯＡＤは、電源電圧を受けて動作する負荷の消費電流である。以下では、負荷の消費電流は、負荷電流とも称される。符号ＲＬＯＡＤは、負荷の大きさを抵抗成分として示す。符号ＺＡＮＴは、アンテナのインピーダンスを示す。符号ＺＬＳＩは、ＬＳＩの入力インピーダンスを示す。ＬＳＩの入力インピーダンスＺＬＳＩは、図３の整流回路の特性により決まる。
【0023】
図３のＲＦＩＤタグにおいて、アンテナとＬＳＩの入力部との間の入力インピーダンスを整合させることで、ＬＳＩは、アンテナで受ける入力電圧ＶＩＮから最大限の電力を得ることができる。一方、入力インピーダンスが整合されない場合、アンテナで受ける入力電圧ＶＩＮの一部は、（反射係数Γ）＊（入力電圧ＶＩＮ）として反射するため、ＬＳＩに十分な電力が供給されない場合がある（符号＊は、乗算符号）。反射係数Γは、入力電圧ＶＩＮの反射量を相対的に示すため、以下では、入力電圧ＶＩＮの反射量は、反射Γとして説明される。
【0024】
アンテナのインピーダンスＺＡＮＴを式（１）、ＬＳＩの入力インピーダンスＺＬＳＩを式（２）とすると、反射係数Γは、式（３）により示される。入力インピーダンス整合の条件は、式（４）に示される。式（１）において、符号ＲＡＮＴは、アンテナの抵抗を示し、符号Ｘはリアクタンスを示す。式（１）、（２）において、符号ｊは、虚数単位を示す。式（２）において、符号ＲＰは、ＬＳＩの入力抵抗を示し、符号Ｃｐは、ＬＳＩの入力容量を示し、符号ωは、入力信号の角周波数を示す。
【0025】
ＺＡＮＴ＝ＲＡＮＴ＋ｊＸＡＮＴ ‥（１）
ＺＬＳＩ＝ＲＰ||（１／ｊωＣｐ） ‥（２）
Γ＝（ＺＬＳＩ－ＺＡＮＴ）／（ＺＬＳＩ＋ＺＡＮＴ） ‥（３）
ＺＡＮＴ＝ＺＬＳＩ ＊ ‥（４）
ＺＬＳＩ＝ＲＰ||（１／ｊωＣｐ） ‥（２）
Γ＝（ＺＬＳＩ－ＺＡＮＴ）／（ＺＬＳＩ＋ＺＡＮＴ） ‥（３）
ＺＡＮＴ＝ＺＬＳＩ ＊ ‥（４）
【0026】
図４は、図３のＲＦＩＤタグにおいて、ＬＳＩへの入力信号の強度ＰＩＮと、ＬＳＩの入力抵抗ＲＰ、反射係数Γおよび負荷電流ＩＬＯＡＤとの関係を示す。図４の左側は、負荷の大きさＲＬＯＡＤが一定の場合を示し、図４の右側は、負荷の大きさＲＬＯＡＤが切り替え可能である場合を示す。例えば、図３のＲＦＩＤタグは、負荷が動作を停止するモード（ＲＬＯＡＤ大）と、負荷が動作するモード（ＲＬＯＡＤ小）とを有するとする。
【0027】
なお、ＬＳＩの入力容量Ｃｐは、入力信号の強度ＰＩＮによらずほぼ一定であり、入力容量Ｃｐの影響は、アンテナのリアクタンスの調整によりキャンセルできるため、図示は省略する。
【0028】
例えば、入力信号強度ＰＩＮが大きいほど、整流回路のダイオードに流れる電流が増加し、ダイオードの抵抗は低下する。このため、ＰＩＮ－ＲＰ特性に示すように、ＬＳＩの入力抵抗ＲＰは、入力信号強度ＰＩＮが大きいほど小さくなる。
【0029】
ＰＩＮ－Γ特性に示すように、反射Γは、入力信号強度ＰＩＮ（すなわち、電力）の増加に伴い小さくなり、アンテナ抵抗ＲＡＮＴとＬＳＩの入力抵抗ＲＰとが一致したときに最も小さくなる。入力信号強度ＰＩＮがさらに大きくなると反射（Γ）は徐々に大きくなる。このため、入力信号強度ＰＩＮが大きい領域でも、入力信号として得られる電力のうち、反射する電力は利用できない。
【0030】
ＰＩＮ－ＩＬＯＡＤ特性に示すように、負荷電流ＩＬＯＡＤは、反射Γが最小になる入力信号強度ＰＩＮまで入力信号強度ＰＩＮの増加とともに増加し、その後は、反射（Γ）の増加に伴い増加量が緩やかになる。
【0031】
以上より、ＬＳＩを動作させる電力が得られる最小の入力信号強度ＰＩＮに対して反射Γが最も小さくなるようにアンテナの抵抗値ＲＡＮＴを調整することで、ＲＦＩＤタグの通信距離を効率的に伸ばすことができる。
【0032】
また、式（２）に示したＬＳＩの入力インピーダンスＺＬＳＩは、整流回路のダイオードに流れる電流によって決まるため、電流が流れる負荷の大きさＲＬＯＡＤにも依存する。図４の右側のＰＩＮ－ＲＰ特性に示すように、ＬＳＩの入力抵抗ＲＰは、負荷の大きさＲＬＯＡＤが大きいほど高くなる。これは、負荷の大きさＲＬＯＡＤが大きい場合、負荷電流ＩＬＯＡＤが減少し、整流回路のダイオードに流れる電流が減少し、ＬＳＩの入力抵抗ＲＰが増加するためである。
【0033】
図４の右側に示すように、負荷の大きさＲＬＯＡＤが大きい場合に合わせてアンテナの抵抗値をＲＡＮＴ１に設定した場合、負荷の大きさＲＬＯＡＤが小さいときの適切な入力信号強度ＰＩＮ（図４（ａ））での反射Γは大きくなる（図４（ｂ））。アンテナの抵抗値をＲＡＮＴ１に設定した場合、反射Γが最小になる入力信号強度ＰＩＮは、図４（ａ）の適切値ＰＩＮより小さくなる（図４（ｃ））。また、アンテナの抵抗値をＲＡＮＴ１に設定した場合、図４（ａ）の適切値ＰＩＮにおける負荷電流ＩＬＯＡＤは、小さくなる（図４（ｄ））。
【0034】
アンテナの抵抗値をＲＡＮＴ１より低い値ＲＡＮＴ２に設定することで、図４（ａ）の適切値ＰＩＮにおける反射Γを最小にすることができる（図４（ｅ）、（ｆ））。そして、図４（ａ）の適切値ＰＩＮにおける負荷電流ＩＬＯＡＤを増加させることができる（図４（ｇ））。換言すれば、アンテナの抵抗値をＲＡＮＴ２に下げて、アンテナのインピーダンスＺＡＮＴとＬＳＩの入力インピーダンスＺＬＳＩとを整合させることで、負荷の大きさＲＬＯＡＤが小さいときに負荷電流ＩＬＯＡＤを増加することができる。
【0035】
なお、ＰＩＮ－ＲＰ特性の右側の特性に符号（ｈ）で示すように、入力信号強度ＰＩＮが大きく、入力抵抗ＲＰがアンテナ抵抗ＲＡＮＴ１より小さい状態で負荷電流ＩＬＯＡＤが増加、すなわち負荷ＲＬＯＡＤが減少すると、入力抵抗ＲＰが低下して反射が増えるため、整流回路の出力電圧は低下する。このとき、特許文献１の技術では、チャージポンプの段数が増えるため、図５のＰＩＮ－ＲＰ特性に示すように、入力抵抗ＲＰが低下して反射がさらに増え、インピーダンス整合が悪化するという悪循環になる。
【0036】
図５は、整流回路の回路段数と、入力抵抗および入力容量との関係の一例を示す。例えば、整流回路は、接地線と負荷との間に直列に接続される複数のダイオードＤと、互いに隣接する一対のダイオードＤの接続ノードとアンテナ端子ＲＦ＋（またはＲＦ－）との間にそれぞれ配置される複数のキャパシタＣとを含む。
【0037】
ダイオードＤは、アンテナ端子ＲＦ＋、ＲＦ－から見ると、アンテナ端子ＲＦ＋、ＲＦ－間に並列に接続される。このため、ダイオードＤの段数が増えると、アンテナ間の抵抗、すなわちＬＳＩの入力抵抗Ｒｐは低下する。また、図４のＰＩＮ－ＲＰ特性に示したように、ＬＳＩの入力抵抗ＲＰは、入力信号強度ＰＩＮが大きいほど小さくなる。
【0038】
ＬＳＩの入力容量Ｃｐは、キャパシタの数にほぼ比例するため、チャージポンプの段数に依存する。しかし、ＬＳＩの入力容量Ｃｐは、入力信号の強度ＰＩＮによらずほぼ一定である。
【0039】
図６は、図１のＬＳＩ１００における要部の一例を示す。図６において、実線は、電圧が伝達される電圧線を示し、点線は、制御信号が伝達される信号線を示す。ＬＳＩ１００は、整流回路１１０により複数段のチャージポンプを使用して電源電圧を生成するとともに、制御回路１２０により負荷２００の消費電力に応じてチャージポンプの段数を変更する制御方法を実施する。
【0040】
整流回路１１０は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の間に直列に接続された４個のダイオードＤと、スイッチＳＷ２と電源電圧制御回路１２０との間に直列に接続された５個のダイオードＤとを有する。スイッチＳＷ１は、第１スイッチの一例であり、スイッチＳＷ２は、第２スイッチの一例である。
【0041】
各ダイオードＤのアノードは、接地線側に配置され、各ダイオードＤのカソードは、電源電圧制御回路１２０側に配置される。また、整流回路１１０は、スイッチＳＷ２の電源電圧制御回路１２０側に配置されるダイオードＤのカソードにカソードが接続され、アノードが接地線に接続されたダイオードＤを有する。
【0042】
整流回路１１０は、互いに隣接する一対のダイオードＤの接続ノードとアンテナ端子ＲＦ＋（またはＲＦ－）との間にそれぞれ配置される８個のキャパシタＣを有する。偶数番目のダイオードＤのアノードは、キャパシタＣを介してアンテナ端子ＲＦ＋に接続されている。奇数番目のダイオードＤのアノードは、初段のダイオードＤを除き、キャパシタＣを介してアンテナ端子ＲＦ－に接続されている。
【0043】
整流回路１１０において、チャージポンプの１段分は、ダイオードＤとダイオードＤのアノードに接続されたキャパシタＣである。そして、整流回路１１０は、スイッチＳＷ１側から順次配置された４段のチャージポンプと、電源電圧制御回路１２０側に順次配置された４段のチャージポンプとを有する。スイッチＳＷ１側に順次配置された４段のチャージポンプのダイオードＤは、第１ダイオード群の一例である。電源電圧制御回路１２０側に順次配置された４個のチャージポンプのダイオードＤは、第２ダイオード群の一例である。
【0044】
なお、図６では、整流回路１１０が、４段または８段のチャージポンプとして動作する例が示されるが、チャージポンプの段数は、４段と８段とに限定されない。チャージポンプは、生成する電源電圧の値に応じた適切な段数に設定される。また、図６では、チャージポンプの段数を２段階に切り替える例が示されるが、チャージポンプの切り替えは、３段階以上でもよい。
【0045】
また、ＬＳＩ１００がアンテナ端子ＲＦ＋を有し、アンテナ端子ＲＦ－を持たない場合、アンテナ端子ＲＦ－の代わりに接地端子が設けられ、初段を除く奇数番目のダイオードＤのアノードは、キャパシタＣを介して接地端子に接続されてもよい。
【0046】
整流回路１１０の最終段のダイオードＤは、電源電圧制御回路１２０およびスイッチＳＷ３を介して負荷２００の入力である電源端子に接続される。例えば、スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタであり、スイッチＳＷ３は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタである。スイッチＳＷ３は、電源スイッチの一例である。
【0047】
電源電圧制御回路１２０は、負荷２００が動作せず、整流回路１１０を８段のチャージポンプとして動作させるとき、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンするスイッチ制御信号をスイッチＳＷ１、ＳＷ２に出力する。電源電圧制御回路１２０は、負荷２００が動作し、整流回路１１０を４段のチャージポンプとして動作させるとき、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフするスイッチ制御信号をスイッチＳＷ１、ＳＷ２に出力する。
【0048】
負荷２００が動作しないとき、整流回路１１０から出力される電源電流は、図１の電源電圧制御回路１２０、変調復調回路１３０、ロジック回路１４０およびメモリ１５０に供給される。このときの電源電流は、所定値より小さいとする。負荷２００が動作するとき、整流回路１１０から出力される電源電流は、図１の負荷２００、電源電圧制御回路１２０、変調復調回路１３０、ロジック回路１４０およびメモリ１５０に供給される。このときの電源電流は、所定値以上であるとする。
【0049】
この場合、電源電圧制御回路１２０は、負荷２００が動作しないことで電源電流が所定値より小さいときにスイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンし、負荷２００が動作することで電源電流が所定値以上のときにスイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフする。電源電圧制御回路１２０は、チャージポンプの段数を変更する制御回路の一例である。
【0050】
スイッチＳＷ１は、スイッチＳＷ２のオフ中にスイッチＳＷ１、ＳＷ２間の４段のチャージポンプがポンプ動作することを抑止する。これより、整流回路１１０を４段のチャージポンプとして動作させるときにスイッチＳＷ２の入力側のノードＮＤの電圧が上限値を超えることを抑止することができ、整流回路１１０が破壊することを抑止することができる。
【0051】
ＬＳＩ１００の起動時に整流回路１１０により電源電圧が生成されるまでスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のオン／オフが制御できない場合、電源電圧制御回路１２０は、ＬＳＩ１００の起動時に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３をオフするように設計される。この場合、ＬＳＩ１００の起動時に整流回路１１０は、４段のチャージポンプとして動作し、電源電圧制御回路１２０を動作させる最小電力を確保する。
【0052】
電源電圧の上昇により動作を開始した電源電圧制御回路１２０は、負荷２００を動作させない場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンして整流回路１１０を８段のチャージポンプとして動作させ、スイッチＳＷ３をオフする。一方、電源電圧の上昇により動作を開始した電源電圧制御回路１２０は、負荷２００を動作させる場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフして整流回路１１０を４段のチャージポンプとして動作させる。また、電源電圧制御回路１２０は、スイッチＳＷ３をオンすることで、負荷２００に電源電圧を供給する。
【0053】
一方、ＬＳＩ１００の起動時に、整流回路１１０により電源電圧が生成されなくてもスイッチＳＷ１－ＳＷ３のオン／オフが制御できる場合、電源電圧制御回路１２０は、ＬＳＩ１００の起動時にスイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンし、スイッチＳＷ３をオフする。これにより、整流回路１１０は、８段のチャージポンプとして動作する。その後、電源電圧制御回路１２０は、負荷２００を動作させる場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフして整流回路１１０を４段のチャージポンプとして動作させるとともに、スイッチＳＷ３をオンする。
【0054】
図７は、図６の整流回路１１０の段数の切り替えにより入力インピーダンスを整合させる一例を示す。図４および図５と同様の特性については、詳細な説明は省略する。ＰＩＮ－ＲＰ特性において、ＬＳＩの入力抵抗ＲＰは、負荷の大きさＲＬＯＡＤが大きいほど高くなり、ダイオードＤの段数が少ないほど高くなる。
【0055】
図７に示す例では、負荷の大きさＲＬＯＡＤが大きい場合、ダイオードＤが８段のほうが４段に比べて、入力抵抗ＲＰがアンテナ抵抗ＲＡＮＴに近くなり、反射Γが小さくなるため、インピーダンス整合のずれを小さくでき、負荷電流ＩＬＯＡＤを大きくすることができる。一方、負荷の大きさＲＬＯＡＤが小さい場合、例えば、ダイオードＤが８段での入力信号強度ＰＩＮが大きい領域では、入力抵抗ＲＰがアンテナ抵抗ＲＡＮＴから大きくずれてしまう。この場合、ダイオードＤを４段に切り替えた方が、インピーダンス整合が改善して大きい負荷電流ＩＬＯＡＤを得ることができる。
【0056】
例えば、ＲＦＩＤタグ１０が、負荷２００を動作させる第１動作モード（負荷の大きさＲＬＯＡＤ小、負荷電流ＩＬＯＡＤ大）と、負荷２００の動作を停止する第２動作モード（負荷の大きさＲＬＯＡＤ大、負荷電流ＩＬＯＡＤ小）とを有するとする。この場合、第１動作モードでは、チャージポンプは４段に設定され、第２動作モードでは、チャージポンプは８段に設定される。
【0057】
第１動作モードでは、チャージポンプを８段に設定する場合に比べて、より小さい入力信号強度ＰＩＮでＬＳＩ１００を動作させることができる（図７（ａ））。第２動作モードでは、チャージポンプを４段に設定する場合に比べて、より小さい入力信号強度ＰＩＮでＬＳＩ１００を動作させることができる（図７（ｂ））。このように、本実施形態は、ＲＦＩＤタグ１０が消費電力の異なる動作モードを有し、用途や使用環境に応じて動作モードを選択する場合に有用である。
【0058】
なお、ＬＳＩの入力容量Ｃｐの容量値は、４段での動作の場合と８段での動作の場合とで変わらず、入力信号の強度ＰＩＮに対してもほぼ一定である。入力容量Ｃｐの影響は、アンテナのリアクタンスの調整によりキャンセルすることができる。
【0059】
図８は、図６の電源電圧制御回路１２０の一例を示す。図８においても、実線は、電圧が伝達される電圧線を示し、点線は、制御信号が伝達される信号線を示す。図８に示す電源電圧制御回路１２０は、ロジック回路１４０によって設定されるＬＳＩ１００の動作モードに応じて、整流回路１１０のダイオードＤの段数を８段または４段に切り替え、負荷２００の動作を制御する。
【0060】
電源電圧制御回路１２０は、電圧検出回路１２１、制御回路１２２およびｎチャネルＭＯＳトランジスタＮＭを有する。電圧検出回路１２１および制御回路１２２は、電源電圧ＶＯＵＴを受けて動作する。電圧検出回路１２１は、整流回路１１０から出力される電源電圧ＶＯＵＴを検出する。電圧検出回路１２１は、電源電圧ＶＯＵＴが所定の上限値を超えた場合、ｎチャネルＭＯＳトランジスタＮＭをオンさせて、電源線ＶＯＵＴの電荷を接地線に逃がす。
【0061】
電圧検出回路１２１は、電源電圧ＶＯＵＴがＬＳＩ１００の動作電圧に到達した場合、ロジック回路１４０に出力するリセット信号ＲＳＴを解除してロジック回路１４０にＬＳＩ１００の起動処理を実施させる。一方、電圧検出回路１２１は、電源電圧ＶＯＵＴがＬＳＩ１００の動作電圧より低下した場合、ロジック回路１４０にリセット信号ＲＳＴを出力し、ロジック回路１４０にＬＳＩ１００をリセットさせる。
【0062】
ロジック回路１４０は、例えば、内蔵するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のコントローラが実行するプログラムに基づいて、ＬＳＩ１００の動作モードを設定し、設定した動作モードを示す制御信号ＣＮＴＬを制御回路１２２に出力する。例えば、動作モードは、負荷２００を動作させる第１動作モードと、負荷２００の動作を停止する第２動作モードとを含む。
【0063】
制御回路１２２は、ロジック回路１４０から受ける制御信号ＣＮＴＬが負荷２００を動作させる第１動作モードを示すとき、整流回路１１０を４段のチャージポンプとして動作させ、負荷２００を動作させる制御を実施する。例えば、制御回路１２２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフさせるスイッチ制御信号とスイッチＳＷ３をオンさせるスイッチ制御信号をスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３にそれぞれ出力する。また、制御回路１２２は、負荷２００を動作させる動作制御信号を負荷２００に出力する。
【0064】
例えば、制御回路１２２は、ロジック回路１４０から第１動作モードを示す制御信号ＣＮＴＬを受けた後、電源電圧ＶＯＵＴが負荷２００の動作電圧以上になったことを示す制御信号ＣＮＴＬを受けた場合、スイッチＳＷ３をオンさせる。これにより、電源電圧ＶＯＵＴが安定しない期間に負荷２００に電源電圧ＶＯＵＴが供給されることを抑止することができ、負荷２００の誤動作を抑止することができる。
【0065】
一方、制御回路１２２は、ロジック回路１４０から受ける制御信号ＣＮＴＬが負荷２００の動作を停止させる第２動作モードを示すとき、整流回路１１０を８段のチャージポンプとして動作させ、負荷２００の動作を停止する制御を実施する。例えば、制御回路１２２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンさせるスイッチ制御信号とスイッチＳＷ３をオフさせるスイッチ制御信号をスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３にそれぞれ出力する。また、制御回路１２２は、負荷２００の動作を停止させる動作制御信号を負荷２００に出力する。
【0066】
図９は、図６の電源電圧制御回路１２０の別の例を示す。図８と同一または同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図９に示す電源電圧制御回路１２０は、整流回路１１０から負荷２００等に流れる電源電流に応じて、整流回路１１０のダイオードＤの段数を８段または４段に切り替え、負荷２００の動作を制御する。
【0067】
電源電圧制御回路１２０は、電圧検出回路１２１、電流検出回路１２３、第１制御回路１２４、第２制御回路１２５、センス抵抗１２６およびｎチャネルＭＯＳトランジスタＮＭを有する。電圧検出回路１２１、電流検出回路１２３、第１制御回路１２４および第２制御回路１２５は、電源電圧ＶＯＵＴを受けて動作する。電圧検出回路１２１およびｎチャネルＭＯＳトランジスタＮＭは、図８の電圧検出回路１２１およびｎチャネルＭＯＳトランジスタＮＭとそれぞれ同じである。
【0068】
センス抵抗１２６は、電源線ＶＯＵＴ上に配置され、電源線ＶＯＵＴを流れる電源電流に応じた電圧をセンス抵抗１２６の両端に生成する。電流検出回路１２３は、センス抵抗１２６の両端に生成される電圧に基づいて電源線ＶＯＵＴを流れる電源電流を検出し、検出結果を第１制御回路１２４に出力する。例えば、検出結果は、電源線ＶＯＵＴを流れる電源電流が閾値以上であるか、閾値より小さいかを示す。
【0069】
第１制御回路１２４は、電源線ＶＯＵＴを流れる電源電流が閾値以上のとき、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフさせるスイッチ制御信号をスイッチＳＷ１、ＳＷ２にそれぞれ出力する。そして、第１制御回路１２４は、整流回路１１０を４段のチャージポンプとして動作させる。
【0070】
一方、第１制御回路１２４は、電源線ＶＯＵＴを流れる電源電流が閾値より小さいとき、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオンさせるスイッチ制御信号をスイッチＳＷ１、ＳＷ２にそれぞれ出力する。そして、第１制御回路１２４は、整流回路１１０を８段のチャージポンプとして動作させる。
【0071】
第２制御回路１２５は、図８の制御回路１２２の機能のうち、スイッチＳＷ３と負荷２００とを制御する機能を有する。第２制御回路１２５は、ロジック回路１４０から受ける制御信号ＣＮＴＬが負荷２００を動作させる第１動作モードを示すとき、スイッチＳＷ３をオンさせるスイッチ制御信号をスイッチＳＷ３に出力する。また、第２制御回路１２５は、負荷２００を動作させる動作制御信号を負荷２００に出力する。
【0072】
一方、第２制御回路１２５は、ロジック回路１４０から受ける制御信号ＣＮＴＬが負荷２００の動作を停止させる第２動作モードを示すとき、スイッチＳＷ３をオフさせるスイッチ制御信号をスイッチＳＷ３に出力する。また、第２制御回路１２５は、負荷２００の動作を停止させる動作制御信号を負荷２００に出力する。
【0073】
以上、この実施形態では、ＬＳＩ１００は、負荷２００の消費電流である負荷電流ＩＬＯＡＤの大きさに応じて、整流回路１１０のチャージポンプの段数を切り替える。これにより、ＬＳＩ１００の入力インピーダンスの不整合を抑制して電力効率の低下を抑制することができる。この結果、無線の入力信号の電力を効率よく利用して、より小さい入力電力でＲＦＩＤタグ１０の動作が可能となる。また、ＲＦＩＤタグの通信距離を効率的に伸ばすことができるため、ＲＦＩＤタグが搭載されるシステムの信頼性を向上することができる。
【0074】
負荷２００を動作させる動作モードと負荷２００の動作を停止する動作モードがある場合、ＬＳＩ１００は、動作モードに応じて整流回路１１０のチャージポンプの段数を変更する。これにより、動作モード毎に入力インピーダンスの不整合を抑制して電力効率の低下を抑制することができる。
【0075】
また、整流回路１１０から出力される電源電流の大きさに応じて整流回路１１０のチャージポンプの段数を変更することで、電源電流の大きさに応じて入力インピーダンスの不整合を抑制して電力効率の低下を抑制することができる。この際、電源電流の大きさにより動作モードが判定されてもよい。
【0076】
整流回路１１０に配置される複数のダイオード群をスイッチＳＷ１、ＳＷ２により有効または無効に設定することで、チャージポンプの段数を容易に変更することができる。整流回路１１０を４段のチャージポンプとして動作させるとき、スイッチＳＷ１をオフすることで、スイッチＳＷ２の入力側のノードＮＤの電圧が上限値を超えることを抑止することができ、整流回路１１０の破壊を抑止することができる。
【0077】
電源電圧制御回路１２０は、負荷２００を動作させる場合、電源電圧ＶＯＵＴが負荷２００の動作電圧以上になったときにスイッチＳＷ３をオンする。これにより、電源電圧ＶＯＵＴが安定しない期間に負荷２００に電源電圧ＶＯＵＴが供給されることを抑止することができ、負荷２００の誤動作を抑止することができる。
【0078】
図１０は、別の実施形態におけるＲＦＩＤタグに搭載されるＬＳＩの一例を示す。図６と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図１０に示すＬＳＩ１００Ａは、図１のＬＳＩ１００と同様に、負荷２００およびアンテナ１２とともに図１のＲＦＩＤタグ１０に搭載される。すなわち、この実施形態のＲＦＩＤタグは、図１のＲＦＩＤタグ１０のＬＳＩ１００の代わりにＬＳＩ１００Ａを有する。
【0079】
また、ＬＳＩ１００Ａが搭載されるＲＦＩＤタグ１０は、図２と同様に、リーダライタ２０およびアンテナ２２とともにシステムＳＹＳに含まれてもよい。ＬＳＩ１００Ａは、図６に示したＬＳＩ１００と同様に、整流回路１１０Ａにより複数段のチャージポンプを使用して電源電圧を生成するとともに、制御回路１２０により負荷２００の消費電力に応じてチャージポンプの段数を変更する制御方法を実施する。
【0080】
整流回路１１０Ａは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、接地線とスイッチＳＷ１との間に直列に接続された５個のダイオードＤと、スイッチＳＷ１と電源電圧制御回路１２０との間に直列に接続された４個のダイオードＤとを有する。スイッチＳＷ１は、第１スイッチの一例であり、スイッチＳＷ２は、第２スイッチの一例である。
【0081】
各ダイオードＤのアノードは、接地線側に配置され、各ダイオードＤのカソードは、電源電圧制御回路１２０側に配置される。スイッチＳＷ２は、スイッチＳＷ１の入力側のノードＮＤを電源電圧制御回路１２０の入力に接続する。また、整流回路１１０Ａは、スイッチＳＷ１の電源電圧制御回路１２０側に配置されるダイオードＤのアノードにカソードが接続され、アノードが接地線に接続されたダイオードＤを有する。
【0082】
整流回路１１０Ａは、互いに隣接する一対のダイオードＤの接続ノードとアンテナ端子ＲＦ＋（またはＲＦ－）との間にそれぞれ配置される８個のキャパシタＣを有する。偶数番目のダイオードＤのアノードは、キャパシタＣを介してアンテナ端子ＲＦ＋に接続されている。奇数番目のダイオードＤのアノードは、初段のダイオードＤを除き、キャパシタＣを介してアンテナ端子ＲＦ－に接続されている。
【0083】
整流回路１１０Ａにおいても、チャージポンプの１段分は、ダイオードＤとダイオードＤのアノードに接続されたキャパシタＣである。そして、整流回路１１０Ａは、接地線とスイッチＳＷ１との間に順次配置された４段のチャージポンプと、スイッチＳＷ１と電源電圧制御回路１２０との間に順次配置された４段のチャージポンプとを有する。接地線とスイッチＳＷ１との間に配置されたダイオードＤは、第１ダイオード群の一例である。第１ダイオード群の初段のダイオードＤのアノードは接地されている。スイッチＳＷ１と電源電圧制御回路１２０との間に配置されたダイオードＤは、第２ダイオード群の一例である。
【0084】
なお、図１０では、整流回路１１０Ａが、４段または８段のチャージポンプとして動作する例が示されるが、チャージポンプの段数は、４段と８段とに限定されない。チャージポンプの段数は、生成する電源電圧の値に応じて適切に設定される。また、図１０では、チャージポンプの段数を２段階に切り替える例が示されるが、チャージポンプの切り替えは、３段階以上でもよい。
【0085】
また、ＬＳＩ１００Ａがアンテナ端子ＲＦ＋を有し、アンテナ端子ＲＦ－を持たない場合、アンテナ端子ＲＦ－の代わりに接地端子が設けられ、初段を除く奇数番目のダイオードＤのアノードは、キャパシタＣを介して接地端子に接続されてもよい。
【0086】
整流回路１１０Ａの最終のダイオードＤは、電源電圧制御回路１２０およびスイッチＳＷ３を介して負荷２００の入力である電源端子に接続される。例えば、スイッチＳＷ１は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタであり、スイッチＳＷ２、ＳＷ３は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタである。スイッチＳＷ３は、電源スイッチの一例である。
【0087】
例えば、電源電圧制御回路１２０は、図８または図９と同一または同様の構成を有する。電源電圧制御回路１２０は、整流回路１１０Ａを８段のチャージポンプとして動作させるとき、スイッチＳＷ１をオンし、スイッチＳＷ２をオフするスイッチ制御信号（例えば、ハイレベル）をスイッチＳＷ１、ＳＷ２に出力する。
【0088】
電源電圧制御回路１２０は、整流回路１１０を４段のチャージポンプとして動作させるとき、スイッチＳＷ１をオフし、スイッチＳＷ２をオンするスイッチ制御信号（例えば、ロウレベル）をスイッチＳＷ１、ＳＷ２に出力する。これにより、接地線とスイッチＳＷ１との間に配置された４段のチャージポンプと、スイッチＳＷ１と電源電圧制御回路１２０との間に配置された４段のチャージポンプとを並列に動作させることができる。
【0089】
整流回路１１０Ａが４段のチャージポンプとして動作する場合、各ダイオードＤの素子面積は、図６の整流回路１１０が４段のチャージポンプとして動作する場合の各ダイオードＤの素子面積に比べて２倍になったことに相当する。このため、４段のチャージポンプとして動作するときのダイオードＤの抵抗は、図６の整流回路１１０のダイオードＤの抵抗に比べて低くなる。これにより、この実施形態の整流回路１１０Ａは、図６の整流回路１１０に比べて、ダイオードＤの抵抗による電力ロスを減らすことができる。
【0090】
なお、整流回路１１０Ａから負荷に流れる電流は、ダイオードＤの抵抗特性ではなく、キャパシタＣの充放電で制限されるため、ＬＳＩ１００Ａの入力抵抗ＲＰの値は、図６のＬＳＩ１００の入力抵抗ＲＰの値とほぼ同じである。
【0091】
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、負荷電流ＩＬＯＡＤの大きさに応じてチャージポンプの段数を切り替えることで、ＬＳＩ１００Ａの入力インピーダンスの不整合を抑制して電力効率の低下を抑制することができる。この結果、より小さい入力電力でＲＦＩＤタグ１０の動作が可能となり、ＲＦＩＤタグの通信距離を効率的に伸ばすことができるため、ＲＦＩＤタグが搭載されるシステムの信頼性を向上することができる。
【0092】
さらに、この実施形態では、整流回路１１０Ａは、接地線とスイッチＳＷ１との間に配置された４段のチャージポンプと、スイッチＳＷ１と電源電圧制御回路１２０との間に配置された４段のチャージポンプとを並列に動作させることができる。これにより、図６の整流回路１１０に比べて、４段のチャージポンプとして動作するときのダイオードＤの抵抗を低くすることができ、ダイオードＤの抵抗による電力ロスを減らすことができる。
【0093】
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。
【符号の説明】
【0094】
１０ ＲＦＩＤタグ
１２ アンテナ
２０ リーダライタ
２２ アンテナ
１００、１００Ａ ＬＳＩ
１１０、１１０Ａ 整流回路
１２０ 電源電圧制御回路
１２１ 電圧検出回路
１２２ 制御回路
１２３ 電流検出回路
１２４ 第１制御回路
１２５ 第２制御回路
１２６ センス抵抗
１３０ 変調復調回路
１４０ ロジック回路
１５０ メモリ
２００ 負荷
Ｃ キャパシタ
ＣＮＴＬ 制御信号
Ｄ ダイオード
ＮＤ ノード
ＮＭ ｎチャネルＭＯＳトランジスタ
ＲＦ＋、ＲＦ－ アンテナ端子
ＲＳＴ リセット信号
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３ スイッチ
ＳＹＳ システム
ＶＯＵＴ 電圧
１２ アンテナ
２０ リーダライタ
２２ アンテナ
１００、１００Ａ ＬＳＩ
１１０、１１０Ａ 整流回路
１２０ 電源電圧制御回路
１２１ 電圧検出回路
１２２ 制御回路
１２３ 電流検出回路
１２４ 第１制御回路
１２５ 第２制御回路
１２６ センス抵抗
１３０ 変調復調回路
１４０ ロジック回路
１５０ メモリ
２００ 負荷
Ｃ キャパシタ
ＣＮＴＬ 制御信号
Ｄ ダイオード
ＮＤ ノード
ＮＭ ｎチャネルＭＯＳトランジスタ
ＲＦ＋、ＲＦ－ アンテナ端子
ＲＳＴ リセット信号
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３ スイッチ
ＳＹＳ システム
ＶＯＵＴ 電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】