HK1119282B - 用於使用能量恢複去激活電子商品防盜標簽的技術 - Google Patents

Description

用于使用能量恢复去激活电子商品防盗标签的技术

背景技术

电子商品防盗(EAS)系统用于控制库存，并且防止从受控区中偷窃或未被授权地取走附加EAS安全标签的物品。这种系统可包括发射机和接收机以建立包围受控区的防盗区(通常在零售店的入口和/或出口)。防盗区被设立为使得从受控区取走物品或者将物品带入受控区必须经过防盗区。

EAS安全标签可贴在物品，例如一件商品、产品、容器、货盘、集装箱等等上。标签包含适于与EAS系统发射机向防盗区内发射的第一信号相互作用的标识器或传感器。该相互作用在防盗区内建立了第二信号。EAS系统接收机接收第二信号。如果附加有EAS安全标签的物品穿过防盗区，则EAS系统将第二信号识别为物品未被授权地存在于受控区内，并且例如可能在一些情况下触发警报。一旦物品被购买，则EAS安全标签被去激活，从而当标签穿过防盗区时不会激活警报。

附图说明

图1示出根据一个实施例的模块的示意图。

图2示出根据一个实施例的模块的示意图。

图3图示出根据一个实施例的波形。

图4示出根据一个实施例的模块的示意图。

图5图示出根据一个实施例的波形。

图6示出根据一个实施例的框图。

图7示出根据一个实施例的图示。

图8图示出根据一个实施例的波形。

图9图示出根据一个实施例的波形。

图10图示出根据一个实施例的波形。

图11图示出根据一个实施例的波形。

图12图示出根据一个实施例的图示。

图13示出根据一个实施例的图示。

图14示出根据一个实施例的图示。

图15示出根据一个实施例的图示。

图16示出根据一个实施例的框图。

图17示出根据一个实施例的编程逻辑。

具体实施方式

EAS标签包含两个材料条：呈现磁机械谐振现象的用高磁导率的磁性材料制成的谐振器，和用硬磁材料制成的偏磁元件(biaselement)。偏磁元件的状态设定了标签的操作频率。起作用的标签包含被磁化的偏磁元件。使用去磁模块将该磁性偏磁元件去磁而将标签去激活。去磁过程可包括在第一时间段中使偏磁元件经受强交流(AC)磁场，该磁场强度足以克服标签的偏磁元件的抗磁力，并且在第二时间段上使磁场强度沿衰荡衰变包络逐渐减小到接近零的点。在第二时间段上的衰荡包络的衰变可被称为例如衰荡衰变速率。去磁周期是在第一和第二时间段上发生的整个去磁过程所需的时间。有效去磁需要在减少磁场强度之前应用足够强的磁场以克服偏磁元件材料的抗磁力。在去磁周期期间(尤其是在衰荡衰变期间)应用磁场需要一定量的去磁能量。该能量的一部分通常被消耗和浪费。

文中所述的实施例提供了去磁能量的通常会被浪费的部分的恢复。被恢复的能量通常可被返回能量源，或者被存储在储能设备内并且在随后的去激活周期期间被重新使用。实施例提供了高效的去激活线圈以及模块中的其它模块元件，例如电感(L)、电容器(C)和电阻(R)。实施例提供了控制去激活模块的衰荡衰变速率以实现最优去激活性能的技术。

图1示出包含去激活模块114(去激活器)和能量恢复模块112的去激活和能量恢复去磁器模块100(去磁器)的一个实施例。去磁器100例如可使用多个去激活器114和能量恢复模块112以包含多种构造和拓扑结构的多种组合的形式来实现。在一个等同实施例中，去激活器114可包含电感-电容器-电阻(LCR)谐振腔模块。尽管可明确地提供LCR谐振腔的电感性和电容性元件，但是在一个实施例中，电阻元件可包含LCR模块的集总寄生和有损耗电阻特性。去激活器114可包括去激活衰荡衰变模块，该模块通过去激活电容器108耦合到能量恢复模块112。在一个实施例中，去激活器114可通过能量耦合器115耦合到能量恢复模块112。在一个实施例中，能量耦合器115可以是电容器。在一个实施例中，能量耦合器115可以是电感。因此，能量恢复模块112可以电感性或电容性地耦合到去激活器114。电容器108通常在去激活周期开始之前被能量源或储能设备(未示出)充电。在一个实施例中，去激活器114包括耦合到去激活开关106(开关)的去激活天线线圈102(线圈)。在一个实施例中，线圈102可包括包含空气芯或磁芯的线圈以在线圈102附近形成去激活区域的空间内生成强磁场。在一个实施例中，开关106可包括三端双向可控硅开关元件，但是可使用其它类型的开关。去激活器114还可包括耦合到开关106的去激活和能量恢复控制模块104(控制器)。控制器104可经由连线110连接到开关106，并且可经由连线118连接到能量恢复模块112。

例如，控制器104通过经由连线110控制开关106来控制去激活衰荡衰变期的定时。在一个实施例中，控制器104还包括微处理器105以在衰荡衰变期上提供具有一定形状的衰荡衰变轮廓(profile)。在去激活过程期间，EAS标签被带入去激活区域，例如强磁场的范围内，并且强AC磁场被施加在该EAS标签上。例如，为了将EAS标签去激活，在去激活期间，控制器104接通开关106，并且电容器108内存储的能量被以线圈电流116的形式传递给线圈102。电流116生成磁场以将EAS标签去激活。去激活器114控制开关106以开始去磁过程，并且在衰荡衰变期期间，随着电容器108内最初容纳的能量被消耗在LCR谐振腔电路中的各个电阻性元件内，AC磁场的强度减小。去激活器114的等效LCR谐振腔模块产生强且逐渐减小的AC磁场。在去激活周期开始之前，去激活器114利用电压给电容器108充电。当去激活周期在控制器104的控制下开始时，开关106将被充电的电容器108连接到线圈102。线圈102的电感与电容器108形成谐振腔模块。如果谐振腔模块内的集总等效电阻足够低，则LCR模块将欠阻尼，并且逐渐减小的AC电流116流过线圈102。电流116流过线圈102的绕组以在去激活区域内产生逐渐减小的AC磁场。当电流116和得到的磁场衰变到预定水平时，去激活周期完成。当电容器108被完全再充电时，去激活器114准备好进行下一个去激活周期。

去激活器线圈102的电感、谐振电容器108的电容和电容器108上的充电电压确定去激活器114的LCR模块在给定的去激活周期内的峰值电压、电流116和谐振频率。另外，去激活器线圈102的大小、其绕组结构和芯材料例如是可确定去激活器114的LCR模块的磁场强度和有损耗电阻特性的设计参数。

EAS标签的正确去激活要求AC磁场包络的指数衰变或衰荡衰变在去激活区域内以预定的速率减小。在一个实施例中，该预定速率被限制为以下速率：以该速率磁场不会从一个峰值到相反相位的下一个峰值，即，半个谐振周期之后，减小超过35％。较快的衰荡衰变速率不足以将EAS标签去激活。较慢的衰荡衰变速率较好地适用于将在去激活磁场内静止的EAS标签去激活。但是，非常慢的衰荡衰变速率不合需要，这是因为衰荡衰变包络在去激活周期结束时达到非常低的接近零的值需要非常长的衰变时间。低谐振频率去激活器114具有有限的响应时间。因此，非常慢的衰荡衰变不太合需要，这是因为如果在去激活磁场仍在衰变的同时快速移动的EAS标签移入和移出去激活区域，则该标签不能被正确地去激活。因此，文中所述的一些实施例实现在20％到30％之间的衰荡衰变速率。

通常，在使用传统去激活器模块的传统去激活器天线模块中，不能获得通过使用高效材料形成去激活器核心天线，例如线圈102或其他部件，获得的好处。一旦实现20-30％的衰荡衰变速率，增加衰荡衰变速率并不是有利的。由于如上所述需要迅速的去激活响应，所以不使用非常慢的衰荡衰变速率。

需要非常大的去激活距离的实施例也需要非常大量的能量来将EAS标签去激活。因此，需要去激活电容器108具有非常大的储能容量，以在去激活线圈102内生成具有足够高的强度的磁场以增加去激活区域的大小。但是，这些实施例昂贵，并且可能由于在每个去激活周期之后将去激活电容器108完全再充电所必需的电源的大小而不切实际。

需要高效率的实施例可以是电池供电。但是，由于在每个去激活周期之后需要对电容器108完全充电，所以电池寿命受到很大限制。如果具有有效去激活线圈102的实施例将衰荡衰变速率减小到小于20-30％，则其可能不能用于提供快速和有效的EAS标签去激活。

实施例可包含高功率模块以增加电源的功率电平，并且使用大容量电容器来平均电源需求。其它实施例包含高效模块以减少去激活器电容器108内存储的能量的数量、增加去激活范围和增加电池寿命。

例如控制器104经由连线118控制能量恢复过程的定时。在衰荡衰变期期间，控制器104控制或调节能量恢复模块112以恢复通常在去激活周期的衰荡衰变部分期间将被浪费的能量。文中所述的能量恢复模块112的各种实施例可用于在去激活周期的谐振衰荡衰变期期间从去激活器114中恢复能量。能量恢复模块112的各实施例可经由与去激活器114的直接、电感性的或电容性的耦合连接恢复能量。被恢复的能量被输送给电源或储能设备，例如电池或电容器。在随后的去激活周期中可使用被恢复的能量。包含能量恢复模块112的各实施例通过恢复否则会在包含传统电路的去激活器114内被消耗的能量，提高了去磁器100的整体功率效率。

能量恢复模块112使得能够实现高效的去磁器100的各实施例，该去磁器100通常将以远低于期望的20-30％的衰荡衰变速率的速率衰荡。使用能量恢复模块112，各种实施例提供了实现期望的衰荡衰变速率同时有效地恢复否则会被消耗的能量的方法。然后，被恢复的能量被输送给电源或储能模块以便在随后的去激活周期期间使用，从而提高去磁器100的效率。高效率使得设计者可减小去激活器114的电源需求，并且允许使用高效材料同时保持适合于快速和有效去激活的合乎需要的衰荡衰变包络。

图2示出LCR等效模块200的一个实施例的示意图。在一个实施例中，去磁器100的LCR等效模块200包括代表线圈202的电感和其他杂散或寄生电感的电感元件202(L)，代表去激活电容器108、开关106的电容和其它杂散或寄生电容的电容元件206(C)。实施例在模块内通常不包含离散的电阻元件。相反，电阻元件204(R)由电容器108的等效串联电阻(ESR)、去激活开关106的ESR、线圈102的绕组电阻和其他损耗(例如当在线圈102内使用磁芯时的磁材料损耗)形成。在去激活衰荡衰变期期间，元件202(L)、204(R)和206(C)形成串联LCR模块。各实施例包括直接或间接连接到去激活器衰荡衰变模块的能量恢复模块112。

图3在300图示出从去激活开关106被接通时开始的去激活电容器108的电压波形，其中竖轴302上示出电容器108的衰荡衰变电压，而横轴304上示出时间。图3示出两个曲线。曲线306是电容器108的衰荡衰变电压，并且曲线308A、308B是该衰荡衰变电压的正和负包络。曲线图306和308A、B示出不存在能量恢复模块112的影响的去激活电容器108的衰荡衰变电压和衰变包络波形。例如，曲线306示出去激活电容器108两端的电压波形，该去激活电容器108两端没有能量恢复模块112负荷，从而没有能量恢复。曲线306的去激活器衰荡衰变电压波形的曲线308A、B包含正部分308A和负部分308B。下文的等式(1)描述了作为时间(t)的函数的、去激活器114内的去激活电容器108的电压波形的活动。等式(5)定义了曲线308A、308B的衰荡衰变包络。应注意，等式(5)是等式(1)的第一项，并且定义了曲线306的正弦波形去激活器电压的指数衰变速率。

V_cap＝V_init·e^-α·t·cos(ω_d·t)    (1)

其中，V_init是去激活电容器108上的初始电压，并且：

V_env＝±V_init·e^-α·t    (5)

图4示出图1内所示的去磁器100的LCR等效模块400的一个实施例的示意图，该实施例包含与电容元件206(C)平行的能量恢复模块112。等效模块400还包括电感元件202(L)和电阻元件204(R)。能量恢复模块112可用等效负荷402(Re)表示。在一个实施例中，能量恢复模块112对于去激活电容器206可呈现为恒定的平行负荷402。但是，可使用控制模块控制平行负荷402，从而在去激活衰荡衰变期期间从模块400提取出的能量的数量作为时间的函数改变。下文将对此更详细地说明。例如，可根据等式(6)逼近去激活电容器206两端的电压。能量恢复模块112可将被提取出的能量有效地输送回下文所述的能量源或者储能模块，实现节能。

V_cap＝V_init·e^-α·t·cos(ω_d·t)    (6)

其中，V_init是去激活电容器206上的初始电压，并且：

等式(7)-(8)是根据“Principles of Solid-State PowerConversion”，Ralph E.Tarter，1985，Howard W.Sams，pgs.33-36改写的。

图5在500图示出从去激活开关106被接通时开始的去激活电容器108上的电压波形，其中竖轴302上示出电容器108的电压，横轴304上示出时间。图5示出三个曲线。如前所述，曲线306是没有能量恢复的电容器108的衰荡衰变电压，并且曲线308A、B是衰变包络，而曲线502是受能量恢复模块112影响的电容器衰荡衰变电压。为了进行比较，曲线306和308A、B示出不具有能量恢复模块112的能量恢复作用的去激活电容器108衰荡衰变电压和衰变包络波形，而曲线502是在其两端受到能量恢复模块112的负荷影响的电容器108的衰荡衰变电压。图5示出去激活衰荡衰变模块，例如去激活器104，内容纳的能量可被能量恢复模块112提取，从而去磁器100的电容器108的衰荡衰变电压的衰变要比遵循例如曲线308A、B内所示的包络的自然衰荡衰变电压的衰变快得多。

图6示出去激活和能量恢复去磁模块600(去磁器)的一个实施例的框图。在一个实施例中，去磁器600包括去激活器601、整流器604、能量恢复模块112和能量模块606，该能量模块包含例如能量源或储能设备。去激活器601包含连接到开关106的线圈102，该开关继而连接到电容器108。去激活和能量恢复控制模块602(控制器)可经由与开关106的连线610控制去激活功能并且可经由与能量恢复模块112的连线612控制能量恢复功能。控制模块602(控制器)控制去激活电容器108两端的电压衰变波形。在一个实施例中，控制器602还可包括微处理器105以在衰荡衰变期上提供具有一定形状的衰荡衰变轮廓。在一个实施例中，能量恢复模块112可连接在去激活电容器108的两端。其它实施例可提供经由电容器或电感耦合(未示出)连接在线圈102(未示出)两端或者连接到去磁器600的能量恢复模块112。在一个实施例中，整流器604可设置在去激活电容器108和能量恢复模块112之间。整流器604可是全波或半波整流器604。整流器604对去激活电容器108的电压进行整流。已整流电压随后例如在输入端614被提供给能量恢复模块112的输入。能量恢复模块112转换该被恢复的能量，并且经由输出端616将其提供给能量模块606。在一个实施例中，能量模块606可例如是电池或者例如产生电力的其它设备。在一个实施例中，能量模块606可例如是电容器、可再充电的电池或者其它储能设备，从而被恢复的能量可被存储以便稍后使用。

能量恢复模块112的实施例根据能量模块606的所需特征而改变。通常，能量恢复模块112的实施例可例如包括开关和电感元件，例如电感或变压器以实现该转换。在一个实施例中，该开关可包括高频开关，并且该电感元件可包括高频电感元件。能量恢复模块112的实施例可例如包括各种拓扑结构的开关调节器以实现能量恢复功能。具体拓扑结构的选择依赖于输入/输出特性，例如，去激活电容器108的预期输入电压、提供给能量模块606的输出电压、能量恢复模块112的负荷作用和能量恢复模块112的操作功率电平。

例如，图7、13、14和15示出适于实现能量恢复模块112的开关调节器/变换器(调节器)的拓扑结构的一些图示。这些拓扑结构可例如包括隔离式回扫调节器、升压(boost)调节器、降压(buck)调节器和单端初级电感调节器(SEPIC)。尽管这些拓扑结构中的每一个可适合于电压和功率电平的各种组合，但是它们不代表可用于实现根据文中所述的实施例的能量恢复模块112的拓扑结构的详尽列表。尽管文中说明了各种拓扑结构的构造，但是将参照例如图7所示的隔离式回扫拓扑结构说明这些各种拓扑结构的操作的示例。

图7示出包含隔离式回扫调节器700拓扑结构的能量恢复模块112的一个实施例。隔离式回扫调节器700可包括耦合电感702，该电感702例如包含初级绕组704和次级绕组706。一方面，初级绕组704在输入端614连接到整流器604。另一方面，初级绕组连接到开关708。在一个实施例中，开关708可例如是高频开关。次级绕组706连接到串联二极管10，该二极管继而连接到并行电容器712。电容器712两端的电压经由输出端616被提供给能量模块606。例如来自整流器604的V_in 615在输入端614被接收并且提供给初级绕组704。当开关708接通预定的一段时间时，其提供了接地的返回通路，并且V_in 615导致电流I_in沿箭头714所示的方向流动。开关708被控制器602以频率f_s生成的并且经由连线612提供给开关708的脉冲接通或调制预定的一段时间。因此，控制器602控制耦合电感702内的电流I_in的转换。当开关708被接通时能量被存储在耦合电感702内。当开关708被断开时，电流I_out释放到电容器712内。因此，电流I_in被“转换”成电流I_out。沿箭头720指示的方向流动的能量恢复电流I_out被提供给串联二极管710，并且将电容器712充电到电压V_cap 719。输出电容器电压V_cap 719经由连线616提供给能量模块606。因此，能量恢复模块112在控制器602和开关708的控制下转换在输入端614处提供给耦合电感702的I_in内的能量，并且经由连线616将该能量供给能量模块606。电容器电压V_cap 719供给或充电能量模块606，该能量模块可包括电池、可再充电电池、电容器或其它电能量源或储能设备。

在一个实施例中，开关708的接通时间t_on可用如下的等式(10)定义：

其中，t_on是开关708的接通时间；L_p是变压器702的初级绕组704的电感；f_s是被控制器602控制的回扫调节器700的开关频率；并且R_load是回扫调节器700施加在去激活电容器108上的平均电阻负荷。

本领域那些技术人员应理解，等式(10)假设在来自控制器602的恒定开关频率(f_s)和恒定开关708接通时间(t_on)的情况下，回扫调节器700对于去激活电容器108呈现为恒定平均负荷。初级绕组704的电感(L_p)可被合适地选择以适应去激活电容器108上的最大电压和去激活器601的开关频率(例如，通过连线610施加在开关106上的开关频率)。因此，回扫调节器700例如可以固定的频率和固定的占空周期(duty cycle)以不连续的模式操作，以对于去激活器601呈现恒定的平均电阻负荷。

图8在800图示出开关708的接通信号和能量恢复电流I_in之间的关系，其中在竖轴810上示出开关708接通信号和能量恢复电流I_in，并且在横轴812上示出时间。图8示出两个曲线。曲线802是开关708接通信号，曲线804是对应的能量恢复电流I_in。曲线802示出开关708的开关周期T_s(即，开关频率f_s＝1/T_s)和开关708的对应的接通时间t_on。在一个实施例中，开关708接通时间t_on可在整个衰荡衰变期的持续时间内保持恒定。曲线804示出恢复电流I_in信号的周期T_s ¹。如图所示，恢复电流I_in信号的周期T_s ¹跟踪开关708的接通时间T_s。

图9在900图示出在通过例如整流器604之后的去激活电容器108的电V_in615，和所得到的高频能量恢复电流I_in，其中竖轴910上示出整流后的去激活电容器108的电压V_in615和所得到的高频能量恢复电流I_in，并且横轴912上示出时间。图9示出四个曲线。曲线902是整流后的电容器108的电压V_in615，曲线904是高频能量恢复电流I_in，曲线906是V_in615的衰变包络，并且曲线908是高频能量恢复电流I_in的衰变包络。整流后的电容器电压V_in615的曲线902和高频能量恢复电流I_in的曲线904是由包含能量恢复模块112实现的去磁器600生成的波形，该模块112包含以恒定开关频率(f_s)和恒定的开关708接通时间(t_on)操作的回扫调节器700。曲线902是所得到的被提供给初级绕组704的整流后的输入电压V_in615，并且曲线904是所得到的流过初级绕组704的高频能量恢复电流I_in。以恒定开关频率(f_s)和恒定的开关708接通时间(t_on)操作的回扫调节器700在去激活周期的衰荡衰变期T部分期间向去激活电容器108提供恒定的电阻负荷。来自去激活电容器108的整流后的电V_in615被提供给回扫调节器700的输入端614，并且当开关708接通时间t_on时产生所得到的能量恢复电流I_in。如曲线908内所示，初级绕组704内流过的高频能量恢复电流I_in的衰变包络在整个衰荡衰变期T(例如，如在900所示，大约0.02秒)内追随在曲线906内所示的整流后的去激活电容器电压V_in615的衰变包络。

图10在1000图示出图9的曲线902内所示的整流后的电容器108电压V_in615的去激活衰荡衰变期T的第一个四分之一周期和以不连续模式操作的回扫调节器700的电流波形I_in的放大视图，其中竖轴1004上示出整流后的去激活电容器108的电压V_in615和所得到的高频能量恢复电流I_in，并且横轴1006上示出时间。图10示出两个曲线。曲线902是整流后的电容器108的电压V_in615，并且曲线904是高频能量恢复电流I_in。

前文参照图7-10说明的实施例代表能量恢复模块112的隔离式回扫调节器700的拓扑结构的一个示例，该能量恢复模块112例如在整个去激活器601的衰荡衰变期T的持续时间中对于去激活电容器108用作恒定电阻负荷。但是，其它实施例可提供微处理器105以在衰荡衰变期T上提供具有一定形状的衰荡衰变轮廓以进一步提高去激活性能。在一个实施例中，微处理器105可用于控制在去激活衰荡衰变期的分离部分上的衰荡衰变轮廓的形状。例如，在微处理器105的控制下的实施例可为衰荡衰变期T提供可调节的占空周期而不是固定的占空周期。微处理器105可用于在衰荡衰变期T的不同部分期间改变例如图9的曲线908内所示的衰荡衰变包络。例如，微处理器105可用于控制衰荡衰变速率，从而该衰荡衰变速率在去激活周期的第一部分(例如，最先的几个循环)期间保持慢的衰荡衰变速率，并且然后在去激活周期的第二部分(例如，接近末端)将衰而衰变增加到较快的速率。参照图1和6，控制器104和602分别可包括微处理器105或者可被微处理器105控制，以控制在去激活周期T的不同部分期间的衰荡衰变。在一个实施例中，去激活器114、601可包括微处理器105或者可被微处理器105控制以控制在去激活周期T的最先几个循环期间以慢的衰荡衰变速率衰变，并且随后在去激活周期T中以快的衰荡衰变速率衰变。

图11在1100处图示出整流后的去激活电容器108的电压V_in615，和所得到的高频能量恢复电流I_in，它们具有被用于包含隔离式回扫调制器700拓扑结构的能量恢复模块112的微处理器105控制的具有一定形状的衰荡衰变轮廓。在一个实施例中，在整个去激活器601的衰荡衰变期T的持续时间中，能量恢复模块112相对于去激活电容器108可被操作为可变电阻负荷。微处理器105可用于在整个衰荡衰变期T的持续时间中的多个时间段(例如，T1，T2等等)上控制能量恢复模块112的可变负荷特性。在一个实施例中，例如，可调节能量恢复模块112的负荷特性以影响衰荡包络的形状。竖轴1112上示出整流后的去激活电容器108的电压V_in615和所得到的高频能量恢复电流I_in，并且横轴1114上示出时间。图11示出五个曲线。曲线1102是在低能量恢复时间段T₁1116期间的整流后的电容器电压V_in615。曲线1104是在高能量恢复时间段T₂1118期间的整流后的电容器电压V_in615。曲线1106是在T₂期间可用于恢复的能量恢复电流I_in。曲线1110是整流后的V_in615电压在时间段T₁上的衰变速率包络。曲线1112是在时间段T₂上的整流后的V_in615的衰变速率包络。图11示出微处理器控制的具有一定形状的衰荡衰变轮廓的一个示例，其中能量恢复模块112(例如，回扫调节器700的输入阻抗)呈现给去激活电容器108的负荷(例如，电阻)被控制器602内的微处理器在去激活衰荡衰变期期间的不同时间被调节。

根据特定实施例，去激活衰荡衰变包络的改变例如可提高去激活性能。当能量恢复模块112的有效负载电阻被从时间段T₁1116期间的“低能量恢复模式”调节到时间段T₂1118期间的“高能量恢复模式”时，生成去激活电容器电压V_in615和能量恢复电流I_in。例如，这使得衰荡衰变速率从在时间段T₁上的包络1110改变到时间段T₂上的包络1112。如曲线1106内所示，各自的恢复电流I_in的衰变速率发生对应的改变。如前文所述，能量恢复模块112的有效负载电阻可以是受控的微处理器，该微处理器可被安置在控制器104、602内，或者可与能量恢复模块112成一体地形成。

图12在1200图示出具有85％的平均效率的回扫调节器700的一些线圈结构的能量恢复百分比与衰荡衰变速率百分比的关系曲线。能量恢复百分比在竖轴1212上示出，并且衰荡衰变速率百分比在横轴1214上示出。例如，对于能量恢复模块112的不同实施例，可实现不同的能量恢复水平。图12提供了耦合到或者连接到配置成隔离式回扫调节器700的拓扑结构的能量恢复模块112的衰荡衰变模块114的能量恢复速率。其他拓扑结构将使用类似的高频开关技术，但是可得到稍有不同的波形。图12示出五个曲线。曲线1202是20-30％的衰荡衰变速率的范围。曲线1204是具有5％的自然衰荡衰变速率效率的去激活器114、601的曲线。曲线1206是具有10％的自然衰荡衰变速率效率的去激活器114、601的曲线。曲线1208是具有15％的自然衰荡衰变速率效率的去激活器114、601的曲线。曲线1210是具有20％的自然衰荡衰变速率效率的去激活器114、601的曲线。例如，各个实施例的效率可在从如曲线1204所示的5％的自然衰荡衰变速率，到如曲线1206所示的10％的自然衰荡衰变速率，到如曲线1208所示的15％的自然衰荡衰变速率，到如曲线1210所示的20％的自然衰荡衰变速率的范围内。例如，使用回扫调节器700类型的具有85％平均效率的能量恢复模块112的仿真可用于预测在不同的操作条件下从去激活器114、601恢复的能量数量的估值。在一个实施例中，该仿真可使用连接到去激活电容器108的回扫调节器700进行。另外，在此示例分析中，与回扫调节器700相关联的等效负荷在整个衰荡衰变期中保持恒定。为了生成图12内所示的曲线，改变能量恢复负荷以提供对百分比能量恢复与得到的衰荡衰变速率的估值。

表1示出针对在20％到35％之间的衰荡衰变速率的包含各种衰荡衰变速率和去激活器114、601效率的各种实施例的所估计的能量恢复。如表所示，展现非常高的效率的去激活器114、601的实施例可能提供在60％和70％之间的非常高的能量节约。即使是展现较低的效率的去激活器114、601的实施例仍可能实现20％-30％的能量节约。例如，对于30％的目标衰荡衰变速率和10％的自然衰荡衰变速率，估计出的能量恢复为59％。

表1

图13示出包含设置成升压拓扑结构的调节器1300的能量恢复模块112的一个实施例。在一个实施例中，调节器1300可包含电感器1302，该电感的一端连接到例如输入端614和电容器108。在一个实施例中，例如，电感器1302可以是高频功率电感。电感器1302的另一端与二极管710的一端串联连接。二极管710的另一端连接到并行电容器712。电容器712可经由输出端616连接到能量模块606。如前文参照图6说明的，电容器108的电压可被整流器604整流。例如，V_in615可在输入端614处被提供给电感器1302的输入之前被整流。开关708连接到电感器1302和二极管710的连接处。当开关708被接通时间段t_on(图8)时，其提供了接地的传导通路716。控制器602控制或调制开关708。控制器602生成频率为f_s的脉冲802(图8)。脉冲802被提供给连线612以控制开关708，从而控制整流后的V_in615的转换。因此，在接通时间t_on期间，V_in615导致能量恢复电流I_in脉冲沿箭头1304所示的方向流过高频功率电感器1302。因此，在整个去激活周期期间，开关708被以频率f_s操作，从而多个能量恢复电流I_in脉冲沿箭头1304所示的方向流动，流过二极管710并且给电容器712充电。结果，电压V_cap720被存储在电容器712内并且经由连线616被提供给能量模块606以便恢复。电容器电压V_cap720给能量模块606充电，该能量模块可能包含电池、可再充电电池、电容器或其他电气能量源或储能设备。因此，调节器1300在控制器602和开关708的控制下转换在输入端614处提供的整流后的V_in615所提供的能量，并且经由连线616将该能量输送给能量模块606。

图14示出包含设置成降压拓扑结构的调节器1400的能量恢复模块112的一个实施例。在一个实施例中，开关708可连接在输入端614和电感器1302的一端之间。二极管1402可连接到开关708和电感器1302的连接处。二极管1402的另一端连接到地716。电感器1302的另一端可连接到并行电容器712。电容器712可经由输出端616连接到能量模块606。当开关708接通时间段t_on(图8)时，开关在输入端614和电感器1302之间提供传导通路。控制器602控制开关708的操作。控制器602生成频率为f_s的脉冲802(图8)。这些脉冲802被提供给连线612以控制开关708，从而控制整流后的V_in615的转换。因此，在接通时间t_on期间，整流后的V_in615导致能量恢复电流I_in脉冲沿箭头1404所示的方向流过电感器1302。因此，在整个去激活周期期间，开关708被以频率f_s操作，从而多个能量恢复I_in电流脉冲沿箭头1404所示的方向流动，并且给电容器712充电。如前所述，电压V_cap720被存储在电容器712内并且经由连线616被提供给能量模块606以便恢复。电容器电压V_cap720给能量模块606充电，该能量模块可能包含电池、可再充电电池、电容器或其他电气能量源或储能设备。因此，调节器1400在控制器602和开关708的控制下转换由V_in615提供的能量，并且经由连线616将该能量输送给能量模块606。

图15示出包含设置成SEPIC拓扑结构的调节器1500的能量恢复模块112的一个实施例。在一个实施例中，调节器1300可包含第一高频功率电感器1302，该电感的一端连接到例如输入端614。第一高频功率电感器1302的此端可连接到电容器108。第一高频功率电感器1302的另一端可连接到开关708的输入。在此连接处，第一高频功率电感器1302还与电容器1502的一端串联连接。电容器1502的另一端可连接到二极管7102的一端和第二高频功率电感1504的一端。第二高频功率电感1504的另一端可连接到地716。二极管710的另一端可连接到电容器712，该电容器712经由输出端616连接到能量模块606。如前文参照图6说明的，在一个实施例中，电容器108两端的电压可例如被整流器604整流，并且整流后的V_in615可在输入端614处被输入高频功率电感器1302。当开关708被接通时间段t_on(图8)时，其提供了接地的传导通路716。控制器602控制开关708的操作，并且生成频率为f_s的脉冲(图8)。这些脉冲802被提供给连线612以控制开关708，从而控制整流后的V_in615的转换。在开关708接通时间t_on期间，能量恢复电流I_in脉冲沿箭头1504所示的方向流动，耦合通过电容器1502和二极管710，并且给电容器712充电。电容器712两端得到的电压V_cap经由连线616被提供给能量模块606。电容器电压V_cap给能量模块606充电，该能量模块可能包含电池、电容器或其他电气能量源或储能设备。因此，调节器模块1500如被激活和能量恢复控制器602和开关708控制那样转换在输入端614处提供的整流后的V_in615内的能量，并且经由连线616将该能量输送给能量模块606。

图16示出包含充电模块1600的去激活和能量恢复模块的一个实施例的框图。去激活、能量恢复和充电模块1600包括去激活模块1601，并且还包括设置成前文结合图7、13、14和15说明的拓扑结构(例如，回扫、升压、降压和SEPIC)中的任何一个的能量恢复模块112。去激活模块1601可包含连接到开关106的线圈102，该开关106继而可连接到去激活电容器108。去激活电容器充电模块1604(充电模块)可连接到充电开关1606和能量模块606。模块1600还可包括将能量模块606连接到充电模块1604的充电环路1610，和充电开关1606。例如，充电环路1610提供了用于从能量模块606给去激活电容器108充电的传导通路。充电开关1606的输出端连接到电容器108，并且充电开关1606的输入端连接到充电模块1604。充电开关1606可被去激活、能量恢复和充电控制模块1602(控制器)通过连线1611控制。在操作中，当控制器1602将充电开关1606接通时，充电模块1604给去激活电容器108充电。在一个实施例中，例如，用于给去激活电容器108充电的能量可被能量模块606提供。

控制器1602可控制去激活模块1601的去激活和能量恢复功能。在一个实施例中，控制器1602还可经由连线610控制开关106的操作。如前文所述的，通过调节开关106，控制器1602控制去激活电容器108两端的电压波形，以便衰荡衰变电压满足预定的特性。在一个实施例中，模块1600还包括连接到去激活电容器108的能量和恢复模块112。例如，其它实施例可提供经由电容或电感耦合(未示出)连接在线圈102(未示出)两端或者连接到模块1600的能量恢复模块112。控制器1602还经由连线1612控制能量恢复模块112的操作。在一个实施例中，整流器604可位于去激活电容器108和能量恢复模块112之间。例如，整流器604可以是全波或半波整流器。能量恢复模块112的各种实施例和技术可适于与例如全波或半波整流器604一起起作用，或者在没有整流器604的情况下操作。在包含整流器604的实施例中，去激活电容器108两端的电压被整流器604整流。例如，被整流的电压然后在输入端614被提供给能量恢复模块112的输入。能量恢复模块112然后例如转换整流后的输入电压内的能量，并经由输出端616将其提供给能量模块606。在一个实施例中，能量模块606可以是例如电池，或者产生电力的其它设备。在一个实施例中，能量模块606可以是可再充电的电池，电容器或者其它储能设备，从而被恢复的能量可被存储以便稍后在去激活周期期间使用。在操作中，在控制器1602通过连线1612的控制下，充电开关1606接通并且使充电环路1610完整。在充电开关1606处于接通状态的同时，充电模块1604利用能量模块606提供的充电能量给电容器108充电。

图17示出表示根据一个实施例的检验和/或退出过程的逻辑流程图。在一个实施例中，图17示出编程逻辑1700。编程逻辑1700可以代表文中所述的一个或多个结构，例如系统100、200、400、600、700、1300、1400、1500和1600，执行的操作。如图示1700中所示，上述系统和相关联的编程逻辑的操作可作为示例被更好地理解。

因此，在块1710中，包含去激活器的系统在第一去激活周期中生成去激活磁场。在块1720，恢复通常将在去激活电路内被消耗的、用于生成去激活磁场的能量的一部分。在块1730，被恢复的一部分能量被存储以便稍后使用。如前文说明的，恢复一部分能量包括例如接收将被恢复的该能量部分的第一电压信号部分，并且以预定的速率将该第一电压信号转换成第二电压信号。然后将该第二电压信号存储在能量模块内。在块1740，将存储的被恢复的能量提供回去激活器以在第二去激活周期内形成磁场。

文中已经说明了许多特定细节以便透彻地理解实施例。但是，本领域那些技术人员应理解，该实施例可被实现为不具有这些特定细节。在其它实例中，已经详细说明了公知的操作、部件和模块以便不会使实施例晦涩难懂。应理解，文中公开的特定结构和功能细节是代表性的，而不是限制该实施例的范围。

还应注意，任何对“一个实施例”或“一实施例”的提及是指结合实施例说明的具体特征、结构或特性被包含在至少一个实施例中。说明书中的不同位置出现的短语“在一个实施例中”并不是指同一实施例。

一些实施例可使用表述“耦合，，和“连接”以及它们的衍生词被说明。应理解，这些术语彼此可能不是同义词。例如，一些实施例可使用术语“连接”来说明以指示两个或多个元件彼此直接物理或电气接触。在另一个示例中，一些实施例可使用术语“耦合，，来说明以指示两个或多个元件直接物理或电气接触。但是，术语“耦合”还意指两个或多个元件彼此没有直接接触，而仍彼此配合或相互作用。这些实施例并不局限于此上下文。

尽管文中已经说明了本发明的一些特征，但是许多变型、替换、改变和等同物对于本领域那些技术人员是显而易见的。因此应理解，所附权利要求将包含落在实施例的真实精神内的所有变型和改变。

Claims (19)

1.一种用于去激活电子商品防盗EAS标签的装置，包括：

用于去激活电子商品防盗EAS标签的去激活器，具有去激活天线线圈和用于存储能量的电容器，所述去激活器用于在去激活周期上将被存储的所述能量转换成交流电流，所述交流电流当在所述去激活周期期间被驱动通过所述去激活天线线圈时生成去激活磁场，所述交流电流在所述去激活周期期间定义了衰荡包络；以及

能量恢复模块，具有电阻抗，该能量恢复模块被耦合到所述去激活器以基于所述阻抗恢复在所述去激活周期的一部分期间被转换成所述交流电流的所述能量的一部分，

其中所述去激活器包含：控制器，用于生成具有频率和占空周期的信号，该信号用于控制所述能量恢复模块的所述阻抗。

2.根据权利要求1的装置，其中所述能量恢复模块被耦合到所述去激活天线线圈。

3.根据权利要求1的装置，其中所述能量恢复模块被耦合到所述电容器。

4.根据权利要求1的装置，其中所述能量恢复模块通过能量耦合电容器被耦合到所述去激活器。

5.根据权利要求1的装置，其中所述能量恢复模块通过能量耦合电感器被耦合到所述去激活器。

6.根据权利要求1的装置，还包括耦合在所述去激活器和所述能量恢复模块之间的整流器，所述整流器用于对所述电容器的电压进行整流。

7.根据权利要求1的装置，还包括耦合到所述能量恢复模块的能量模块，所述能量模块用于存储被所述能量恢复模块恢复的所述一部分能量。

8.根据权利要求1的装置，其中所述能量恢复模块包含耦合到所述控制器的开关，所述开关接收所述信号以在所述占空周期的接通时间段上激活所述开关，并且在所述占空周期的断开时间段上去激活所述开关。

9.根据权利要求8的装置，其中所述频率在所述去激活周期期间保持恒定。

10.根据权利要求8的装置，其中所述频率在所述去激活周期期间是可变的。

11.根据权利要求8的装置，其中所述占空周期在所述去激活周期期间保持恒定。

12.根据权利要求8的装置，其中所述占空周期在所述去激活周期期间是可变的。

13.根据权利要求1的装置，其中所述信号在所述去激活周期期间的不同时间改变所述能量恢复模块的所述阻抗以改变所述衰荡包络。

14.根据权利要求1的装置，其中所述控制器包含用于生成所述信号的处理器。

15.一种用于去激活电子商品防盗EAS标签的方法，包括：

由去激活器使用储能设备内存储的能量在去激活周期期间生成去激活磁场；以及

由能量恢复模块恢复用于生成所述去激活磁场的所述能量的一部分，所述能量定义了衰荡包络，

其中所述在去激活周期期间生成去激活磁场的步骤包含：生成具有频率和占空周期的信号，该信号用于控制所述能量恢复模块的阻抗。

16.根据权利要求15的方法，还包括：

存储所述能量的被恢复的部分。

17.根据权利要求15的方法，其中恢复所述能量的一部分的步骤包括：

在第二去激活周期中将被存储的被恢复的能量提供给所述去激活器以生成所述磁场。

18.根据权利要求15的方法，还包括：对所述能量进行整流。

19.根据权利要求15的方法，还包括：

在所述去激活周期期间改变所述衰荡包络。