资源说明:迄今为止,还没有一种那么薄和那么柔韧得足以放人智能卡里的电池。另外,绝大多数电池都包含着有害物质,从环保上考虑也阻止了电池的大规模使用。基于这些原因,在智能卡里供芯片运行所需要的电能就必须从阅读器传送到卡里。
这种能量传递是基于耦合变压器的原理,参见图1 所示。在终端里用线圈产生强大的高频磁场以便传送能量。最常用的频率是125kHz和13,56MHz。如果一个非接触卡被放到终端附近,终端设各的磁场的一部分就会穿过卡的线圈,在卡的线圈里感生电压ui。这个电压被整流后就用来对芯片供电。由于终端的线圈与卡之间的耦合非常弱。因此,这种配置的效率很低。因而有必要使终端线圈里的电流量加大,以便达到必
智能卡的电能传送是现代智能卡技术中的一个重要环节,特别是在非接触式智能卡中,由于卡片体积小、厚度薄,无法内置常规电池,因此必须依赖外部设备提供电能来驱动卡内的微芯片运行。这一过程是通过电磁感应,即耦合变压器原理实现的。
在智能卡与读卡器之间,电能传输主要依赖于高频磁场的产生。读卡器内部含有一个线圈,当接通电源后,线圈会在特定的频率下产生强大磁场,如125kHz和13.56MHz,这两个频率是常见的非接触式智能卡通信频率。当非接触式智能卡靠近读卡器时,读卡器产生的磁场会穿透卡片上的线圈,这个线圈相当于一个接收器,会在其中感应出电压,即ui。
感应电压经过整流处理后,即可为智能卡内部的集成电路供电。然而,由于线圈间的耦合效应较弱,导致能量传输效率较低。为提高效率,通常需要增大读卡器线圈中的电流,以增强磁场强度。同时,为了达到最佳的谐振效果,读卡器线圈会并联一个电容C,使其与线圈形成并联谐振电路,谐振频率应与传输信号频率一致。
在智能卡端,卡片内同样有一个线圈Lo和电容C,组成一个谐振电路,其频率与读卡器端匹配,以确保最佳的能量接收。感应电压的大小与信号频率、线圈Lo的匝数以及线圈环绕的面积成正比。因此,通过提高信号频率,可以减少线圈的匝数,以适应更薄更小巧的卡片设计。例如,125kHz时线圈可能需要100到1000匝,而13.56MHz时,线圈仅需3到10匝即可。
这种无电池的智能卡设计不仅解决了卡片的物理限制问题,同时也考虑到了环境保护因素,因为大多数电池含有有害物质,不适宜大规模使用。电感耦合的方式使得智能卡能够在无需物理接触的情况下获取能量,提高了用户的使用便利性,并广泛应用于交通卡、门禁系统、支付卡等多种领域。
智能卡的电能传送是基于电磁感应的原理,通过高频磁场在读卡器和智能卡之间进行能量交换,利用谐振电路提高传输效率,实现了卡片的无线供电,从而保证了智能卡在没有内置电池的情况下也能正常工作。这一技术在现代社会中扮演着不可或缺的角色,极大地推动了非接触式支付和身份认证等领域的技术进步。
本源码包内暂不包含可直接显示的源代码文件,请下载源码包。
English
