通信裝置及其操作方法
【專(zhuān)利摘要】需要使得通信電路能夠在根據(jù)無(wú)線充電對(duì)安裝在通信裝置上的電池的充電的時(shí)段期間操作并能夠防止通信電路在對(duì)二次電池充電時(shí)段期間損壞。通信裝置1包括通信線圈11、電力接收部12、充電控制部13、第一開(kāi)關(guān)部18、第二開(kāi)關(guān)部15、通信電路16以及處理器17。在通信線圈的端子電壓超出電力供應(yīng)閾值電壓Vth0時(shí)，電力接收部的電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生第一狀態(tài)H的第一控制信號(hào)Cnt1。響應(yīng)于第一控制信號(hào)Cnt1，第一開(kāi)關(guān)部被控制在第一端子T1和第三端子T3之間導(dǎo)通。當(dāng)在對(duì)二次電池14充電的時(shí)段期間，通信線圈的端子電壓超出充電閾值電壓VthH和VthL時(shí)，電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生第三狀態(tài)L的第二控制信號(hào)Cnt2。響應(yīng)于該第二控制信號(hào)Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部被控制關(guān)斷。
【專(zhuān)利說(shuō)明】通信裝置及其操作方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]通過(guò)引用將2012年8月I日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2012-171240的公開(kāi)(包括申請(qǐng)文件、附圖以及摘要)整體并入在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種通信裝置及其操作方法。尤其是，本發(fā)明涉及有效地使得通信電路能夠在安裝在通信裝置上的電池的無(wú)線充電期間操作并防止通信電路在對(duì)輔助電池充電時(shí)段期間損壞的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004]根據(jù)相關(guān)技術(shù)，IC卡安裝有半導(dǎo)體集成電路以及天線線圈。為了向IC卡供應(yīng)電力，天線線圈從讀/寫(xiě)裝置(被稱作卡讀寫(xiě)器)接收RF信號(hào)，并且整流器電路對(duì)該RF信號(hào)進(jìn)行整流。沒(méi)有電源的IC卡被廣泛用于自動(dòng)票務(wù)系統(tǒng)、電子貨幣、以及貨物分布管理。該IC卡也被稱作RFID卡，這是因?yàn)樵揑C卡是RF供電的，并且在內(nèi)建非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)唯一的標(biāo)識(shí)信息(ID信息)。針對(duì)自動(dòng)票務(wù)系統(tǒng)和電子貨幣的IC卡使用利用13.56MHz的RF頻率的近場(chǎng)通信(NFC)。
[0005]另一方面，無(wú)線充電系統(tǒng)使用也不斷增加。諸如智能電話的便攜式裝置可以在其正被置于特殊充電臺(tái)上時(shí)充電，而無(wú)需耦接供電線纜到便攜式裝置。無(wú)線充電系統(tǒng)滿足了智能電話作為多功能移動(dòng)電話的對(duì)于大功耗的需要。智能電話與英特網(wǎng)具有高親和性，并且提供基于個(gè)人計(jì)算機(jī)功能并且除電話和電子郵件能力以外還提供有PDA能力的多功能移動(dòng)電話。無(wú)線充電系統(tǒng)基于無(wú)線電源聯(lián)盟(Wireless Power Consortium,WPC)開(kāi)發(fā)的Qi國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)送裝置和接收裝置每一都具有線圈，以使得能夠根據(jù)電磁感應(yīng)從發(fā)送裝置供應(yīng)電力到接收裝置。無(wú)線充電系統(tǒng)有利地消除了對(duì)插上或拔下用于充電的電源連接器的需要，并且省略了打開(kāi)和關(guān)閉便攜式裝置上的電源連接器蓋的操作。
[0006]根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)I中的圖2以及相關(guān)公開(kāi)，在端口裝置和移動(dòng)裝置之間執(zhí)行NFC。端口裝置進(jìn)行非接觸式電力傳送以對(duì)移動(dòng)裝置的二次電池(電池組)充電。移動(dòng)裝置包括NFC感應(yīng)線圈和充電感應(yīng)線圈。NFC感應(yīng)線圈耦接到NFC芯片。充電感應(yīng)線圈耦接到充電電力接收部、充電控制器和二次電池。端口裝置包括NFC感應(yīng)線圈和充電感應(yīng)線圈。NFC感應(yīng)線圈耦接到NFC芯片。充電感應(yīng)線圈耦接到充電電力供應(yīng)部。
[0007]根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)I中的圖7及其相關(guān)公開(kāi)，描述了另一非接觸式電力傳送系統(tǒng)。在端口裝置和移動(dòng)裝置之間進(jìn)行NFC。端口裝置對(duì)移動(dòng)裝置的二次電池充電。移動(dòng)裝置包括用于NFC和充電的感應(yīng)線圈。該感應(yīng)線圈耦接到電路選擇器。電路選擇器耦接到NFC芯片和充電電力接收部。電路選擇器選擇NFC芯片和充電電力接收部中的一個(gè)。所選擇的一個(gè)通過(guò)電路選擇器耦接到感應(yīng)線圈。端口裝置包括用于NFC和充電的一個(gè)感應(yīng)線圈。該感應(yīng)線圈耦接到電路選擇器。電路選擇器耦接到NFC芯片和充電電力供應(yīng)部。電路選擇器選擇NFC芯片和充電電力供應(yīng)部中的一個(gè)。所選擇的一個(gè)通過(guò)電路選擇器耦接到感應(yīng)線圈。[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本未審查專(zhuān)利公開(kāi)N0.2009-253649
[0009]發(fā)明概述
[0010]在本發(fā)明之前，本發(fā)明的發(fā)明人開(kāi)發(fā)了用于安裝在便攜式通信裝置(諸如智能電話)上的二次電池(電池組)的無(wú)線或非接觸式充電系統(tǒng)。
[0011]在開(kāi)發(fā)中，發(fā)明人首先檢查了過(guò)去的便攜式通信裝置和充電系統(tǒng)。
[0012]在智能電話出現(xiàn)之前，移動(dòng)電話也安裝有天線線圈和用于NFC的NFC芯片，以使得能夠執(zhí)行諸如自動(dòng)票務(wù)系統(tǒng)和電子貨幣的應(yīng)用功能。因此，智能電話安裝有遵照較早移動(dòng)電話系統(tǒng)的天線線圈和用于NFC的NFC芯片。然而，較早的NFC電源僅足以操作天線線圈和NFC芯片，但不足以對(duì)移動(dòng)電話上安裝的二次電池(電池組)充電。
[0013]WPC開(kāi)發(fā)的Qi標(biāo)準(zhǔn)使用范圍從IOOKHz到200KHz的頻率，比用于NFC的13.56MH的RF頻率低得多。根據(jù)Qi標(biāo)準(zhǔn)，智能電話以及類(lèi)似的移動(dòng)電話需要安裝有與Qi標(biāo)準(zhǔn)兼容的能夠接收低頻率的天線，以及用于較早NFC的另一天線線圈，以能夠使用與無(wú)線充電系統(tǒng)兼容的二次電池充電系統(tǒng)。結(jié)果，智能電話以及類(lèi)似的移動(dòng)電話需要安裝有兩種類(lèi)型的天線。通過(guò)在本發(fā)明之前的檢查，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)難以確保安裝這些天線的空間。
[0014]在開(kāi)發(fā)期間,在與無(wú)線充電系統(tǒng)兼容的對(duì)二次電池充電之前，請(qǐng)求雙向(two-way)認(rèn)證，以確定安裝有二次電池的電子裝置是否需要被充電。然而，WPC開(kāi)發(fā)的Qi標(biāo)準(zhǔn)僅僅允許從電力接收系統(tǒng)到電力供應(yīng)系統(tǒng)的單向(one-way)通信。通過(guò)本發(fā)明之前的檢查，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，Qi標(biāo)準(zhǔn)并不支持為實(shí)現(xiàn)雙向認(rèn)證所需的兩者系統(tǒng)之間的雙向通信。
[0015]根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)I中的圖7以及相關(guān)公開(kāi)，移動(dòng)裝置安裝有一個(gè)感應(yīng)線圈用于NFC和充電。電路選擇器選擇性地將感應(yīng)線圈耦接到NFC芯片和充電電力接收部。根據(jù)該充電系統(tǒng)，在電路選擇器將感應(yīng)線圈耦接到充電電力接收部以對(duì)二次電池充電時(shí)，感應(yīng)線圈不耦接自NFC芯片。結(jié)果，NFC芯片被供應(yīng)以僅僅自二次電池的工作電壓。然而，如果來(lái)自二次電池的充電是不足的，則來(lái)自二次電池的工作電壓也是不足的，使得NFC芯片不能工作。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，存在使NFC芯片在用于對(duì)二次電池充電的時(shí)段期間操作以及允許充電電力接收部處理關(guān)于二次電池充電的信息的要求。例如，所述信息指示:充電電力太低或高，并需要增加或降低。通過(guò)在本發(fā)明之前的所述檢查，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果二次電池被不充分地充電，則在用于對(duì)二次電池充電的時(shí)段期間，上面所述的充電系統(tǒng)禁止NFC芯片處理充電信息。通過(guò)該檢查，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，上述充電系統(tǒng)禁止充電信息處理，因?yàn)閮H電路選擇器被耦接以在NFC芯片和充電電力接收部之間切換，并且不存在用于在它們之間發(fā)送充電信息的路徑。
[0016]通過(guò)檢查，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在對(duì)二次電池充電的時(shí)段期間通信線圈端子處的電壓增加直至近似100至200伏，并最終損壞NFC芯片。
[0017]下面說(shuō)明解決這些問(wèn)題的手段。通過(guò)參考下面的說(shuō)明和附圖可以容易地確定本發(fā)明的這些及其它目的和新穎特征。
[0018]下面概要說(shuō)明本申請(qǐng)中公開(kāi)的發(fā)明的代表性實(shí)施例。
[0019]根據(jù)一代表性的實(shí)施例的一種通信裝置(I)包括:通信線圈(11)、電力接收部
(12)、充電控制部(13)、第一開(kāi)關(guān)部(18)、第二開(kāi)關(guān)部(15)、通信電路(16)、和處理器(17)。
[0020]在通信線圈(11)的端子電壓超出指定的電力供應(yīng)閾值電壓(VthO)時(shí)，電力接收部(12)的電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生第一狀態(tài)(H)的第一控制信號(hào)(Cntl )。[0021]響應(yīng)于第一狀態(tài)(H)的第一控制信號(hào)(Cntl),第一開(kāi)關(guān)部(18)被控制以在第一端子(Tl)和第三端子(T3)之間導(dǎo)通。
[0022]在對(duì)二次電池(14)充電的時(shí)段期間，在通信線圈(11)的端子電壓超出比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓(VthO)高的充電閾值電壓(VthH和VthL)時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生第三狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)。
[0023]響應(yīng)于第三狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)，第二開(kāi)關(guān)部(15)被控制關(guān)斷。
[0024]下面概要說(shuō)明本申請(qǐng)中公開(kāi)的發(fā)明的代表性的方面所提供的效果。
[0025]通信裝置(I)使得通信電路能夠在安裝在通信裝置上的電池的無(wú)線充電期間操作，并防止通信電路在對(duì)二次電池充電的時(shí)段期間損壞。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施例的電力接收通信部I如何對(duì)電力供應(yīng)通信部2進(jìn)行非接觸式通信和非接觸式充電；
[0027]圖2示出了根據(jù)圖1所示的第一實(shí)施例的電力接收通信部I的詳細(xì)配置；
[0028]圖3示出了根據(jù)圖1和2所示的第一實(shí)施例的電力接收通信部I的波形操作；
[0029]圖4示出了構(gòu)成根據(jù)圖1和2所示的第一實(shí)施例的電力接收通信部I的NFC線圈11和NFC芯片16之間耦接的第二開(kāi)關(guān)部15的MOS晶體管；
[0030]圖5示出了構(gòu)成根據(jù)圖1和2所示的第一實(shí)施例的電力接收通信部I的NFC線圈11和NFC芯片16之間耦接的第二開(kāi)關(guān)部15的PIN 二極管；以及
[0031]圖6示出了構(gòu)成根據(jù)圖1和2所示的第一實(shí)施例的電力接收通信部I的NFC線圈11和NFC芯片16之間耦接的第二開(kāi)關(guān)部15的MEMS開(kāi)關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]1.實(shí)施例概述
[0033]下面概要說(shuō)明本申請(qǐng)中公開(kāi)的發(fā)明的代表性實(shí)施例。該說(shuō)明使用帶括號(hào)的附圖中的附圖標(biāo)記。附圖標(biāo)記僅僅指示對(duì)其分配該附圖標(biāo)記的要素的概念的示例。
[0034][I]根據(jù)一代表性的實(shí)施例的一種通信裝置(I)包括:通信線圈(11)、電力接收部
(12)、充電控制部(13)、第一開(kāi)關(guān)部(18)、第二開(kāi)關(guān)部(15)、通信電路(16)、和處理器(17)。
[0035]通信線圈(11)接收從另一通信裝置(2 )發(fā)送的發(fā)送信號(hào)。
[0036]電力接收部(12)根據(jù)通信線圈(11)接收的發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生電源電壓(VDD)。
[0037]充電控制部(13)可連接到二次電池(14)。
[0038]充電控制部(13)可以利用電源電壓(Vdd)對(duì)二次電池(14)充電。
[0039]通信線圈(11)可經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)部(15)連接到通信電路(16)的發(fā)送/接收端子。
[0040]處理器(17)耦接到通信電路(16)。
[0041]電源電壓(Vdd)被供應(yīng)到第一開(kāi)關(guān)部(18)的第一端子(Tl)。二次電池(14)的電池電壓(Vbat)可以被供應(yīng)到第一開(kāi)關(guān)部(18)的第二端子(T2)。第一開(kāi)關(guān)部(18)的第三端子(T3)耦接到通信電路(16)。
[0042]電力接收部(12)包括電壓檢測(cè)電路(121)，其響應(yīng)通信線圈(11)的端子電壓。
[0043]在通信線圈(11)的端子電壓超出指定的電力供應(yīng)閾值電壓(VthO)時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生第一狀態(tài)(H)的第一控制信號(hào)(Cntl)。
[0044]響應(yīng)于第一狀態(tài)(H)的第一控制信號(hào)(Cntl),第一開(kāi)關(guān)部(18)被控制在第一端子(Tl)和第三端子(T3)之間導(dǎo)通。
[0045]在所述通信線圈(11)的端子電壓不超出所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生第二狀態(tài)(L)的第一控制信號(hào)(Cntl)，所述第二狀態(tài)(L)不同于所述第一狀態(tài)(H)。
[0046]響應(yīng)于該第二狀態(tài)(L)的第一控制信號(hào)(Cntl )，第一開(kāi)關(guān)部(18)被控制在第二端子(T2)和第三端子(T3)之間導(dǎo)通。
[0047]在對(duì)二次電池(14)充電的時(shí)段期間，在通信線圈(11)的端子電壓超出比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓(VthO)高的充電閾值電壓(VthH和VthL)時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生第三狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)。
[0048]響應(yīng)于第三狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)，第二開(kāi)關(guān)部(15)被控制關(guān)斷。
[0049]在通信線圈(11)的端子電壓不超出所述比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓高的充電閾值電壓時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生與所述第三狀態(tài)(H)不同的第四狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)。
[0050]響應(yīng)于第四狀態(tài)(H)的第二控制信號(hào)(Cnt2)，第二開(kāi)關(guān)部(15)被控制導(dǎo)通。
[0051]在第二開(kāi)關(guān)部(15)被控制導(dǎo)通時(shí)通信電路(16)可與其它通信裝置(2)通信(見(jiàn)圖1)。
[0052]該實(shí)施例使得通信電路能夠在根據(jù)無(wú)線充電對(duì)通信裝置上安裝的電池充電的時(shí)段期間操作，并且能夠防止通信電路在對(duì)二次電池充電的時(shí)段期間被損壞。
[0053]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，所述充電閾值電壓(VthH和VthL)包括第一充電閾值電壓(VthL)和第二充電閾值電壓(VthH)。第一充電閾值電壓(VthL)高于所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓(VthO)。所述第二充電閾值電壓(VthH)高于所述第一充電閾值電壓(VthL)。
[0054]當(dāng)在對(duì)二次電池(14)充電的時(shí)段期間，通信線圈(11)的端子電壓超出第二充電閾值電壓(VthH)時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生第三狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)。
[0055]在通信線圈(11)的端子電壓低于所述第一充電閾值電壓(VthL)時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生與所述第三狀態(tài)(H)不同的第四狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)。
[0056]根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，在其間響應(yīng)于第二控制信號(hào)(Cnt2)第二開(kāi)關(guān)部(15)被控制導(dǎo)通的通信時(shí)段(Tl、T3和T5)期間(見(jiàn)圖3)，通信電路(16)使用通信線圈(11)能夠與其它通信裝置(2)通信。
[0057]根據(jù)又一優(yōu)選實(shí)施例，電力接收部(12)、充電控制部(13)和通信電路(16)通過(guò)傳送關(guān)于二次電池(14)的充電的信息的布線彼此耦接。
[0058]在通信時(shí)段(Tl、T3和T5)期間，通信電路(16)能夠與其它通信裝置(2)通信關(guān)于二次電池(14)的充電的信息。
[0059]根據(jù)又一優(yōu)選實(shí)施例，在二次電池(14)的充電時(shí)段(T2和T4)期間，充電控制部
(13)能夠利用電源電壓(Vout)對(duì)二次電池(14)充電。響應(yīng)于第三狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)，第二開(kāi)關(guān)部(15)被控制關(guān)斷(見(jiàn)圖3)。
[0060]根據(jù)又一優(yōu)選實(shí)施例，在充電時(shí)段(T2和T4)期間，通信電路(16)可以在供應(yīng)到第一開(kāi)關(guān)部(18)的第三端子(T3)的電源電壓(Vdd)操作(見(jiàn)圖3)。[0061]根據(jù)又一優(yōu)選實(shí)施例，處理器(17)耦接到第一開(kāi)關(guān)部(18)的第三端子(T3)。
[0062]在充電時(shí)段(T2和T4)期間，處理器(17)可以在供應(yīng)到第一開(kāi)關(guān)部(18)的第三端子(T3)的電源電壓(Vdd)操作(見(jiàn)圖3)。
[0063]根據(jù)又一優(yōu)選實(shí)施例，在通信時(shí)段(Tl、T3和T5)期間，通信電路(16)能夠根據(jù)NFC與其它通信裝置(2 )通信(見(jiàn)圖1)。
[0064]根據(jù)又一優(yōu)選實(shí)施例，第二開(kāi)關(guān)部(15)包括增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Ql至Q9)，其電流路徑串聯(lián)耦接在第一端口(Pl)和第二端口(P2)之間，第一端口耦接到通信線圈(11)，而第二端口耦接到通信電路(16 )。
[0065]從電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生的第二控制信號(hào)(Cnt2)被供應(yīng)到增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Ql至Q9)的柵極(見(jiàn)圖4)。
[0066]根據(jù)一具體實(shí)施例，第二開(kāi)關(guān)部(15)包括PIN 二極管(Dl至D9)，其串聯(lián)耦接在第一端口(Pl)和第二端口(P2)之間，第一端口耦接到所述通信線圈，而第二端口耦接到所述通/[目電路。
[0067]
[0068]根據(jù)另一具體實(shí)施例，第二開(kāi)關(guān)部(15)包括MEMS開(kāi)關(guān)(SWl至SW9)，其串聯(lián)耦接在第一端口(Pl)和第二端口(P2)之間，第一端口耦接到所述通信線圈，而第二端口耦接到所述通信電路。
[0069][2]根據(jù)另一方面的一代表性實(shí)施例提供了一種操作通信裝置(I)的方法，所述通信裝置包括通信線圈(11)、電力接收部(12)、充電控制部(13)、第一開(kāi)關(guān)部(18)、第二開(kāi)關(guān)部(15)、通信電路(16)和處理器(17)。
[0070]通信線圈(11)接收從另一通信裝置(2 )發(fā)送的發(fā)送信號(hào)。
[0071]電力接收部(12)根據(jù)通信線圈(11)接收的發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生電源電壓(VDD)。
[0072]充電控制部(13)可連接到二次電池(14)。
[0073]充電控制部(13)可以利用電源電壓(Vdd)對(duì)二次電池(14)充電。
[0074]通信線圈(11)可經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)部(15)連接到通信電路(16)的發(fā)送/接收端子。
[0075]處理器(17)耦接到通信電路(16)。
[0076]電源電壓(Vdd)被供應(yīng)到第一開(kāi)關(guān)部(18)的第一端子(Tl)。二次電池(14)的電池電壓(Vbat)可以被供應(yīng)到第一開(kāi)關(guān)部(18)的第二端子(T2)。第一開(kāi)關(guān)部(18)的第三端子(T3)耦接到通信電路(16)。
[0077]電力接收部(12)包括電壓檢測(cè)電路(121)，其響應(yīng)通信線圈(11)的端子電壓。
[0078]在通信線圈(11)的端子電壓超出指定的電力供應(yīng)閾值電壓(VthO)時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生第一狀態(tài)(H)的第一控制信號(hào)(Cntl)。
[0079]響應(yīng)于第一狀態(tài)(H)的第一控制信號(hào)(Cntl),第一開(kāi)關(guān)部(18)被控制在第一端子(Tl)和第三端子(T3)之間導(dǎo)通。
[0080]在所述通信線圈的端子電壓不超出所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生第二狀態(tài)(L)的第一控制信號(hào)(Cntl)，所述第二狀態(tài)不同于所述第一狀態(tài)。
[0081]響應(yīng)于該第二狀態(tài)(L)的第一控制信號(hào)(Cntl )，第一開(kāi)關(guān)部(18)被控制在第二端子(T2)和第三端子(T3)之間導(dǎo)通。
[0082]當(dāng)在對(duì)二次電池(14)充電的時(shí)段期間，通信線圈(11)的端子電壓超出比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓(VthO)高的充電閾值電壓(VthH和VthL)時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生第三狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)。
[0083]響應(yīng)于第三狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)，第二開(kāi)關(guān)部(15)被控制關(guān)斷。
[0084]在通信線圈(11)的端子電壓不超出所述比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓高的充電閾值電壓時(shí)，電壓檢測(cè)電路(121)產(chǎn)生與所述第三狀態(tài)(H)不同的第四狀態(tài)(L)的第二控制信號(hào)(Cnt2)。
[0085]響應(yīng)于第四狀態(tài)(H)的第二控制信號(hào)(Cnt2)，第二開(kāi)關(guān)部(15)被控制導(dǎo)通。
[0086]在第二開(kāi)關(guān)部(15)被控制導(dǎo)通時(shí)通信電路(16)可與其它通信裝置(2)通信(見(jiàn)圖1)。
[0087]2.實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明
[0088]將進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例。在用于示出優(yōu)選實(shí)施例的附圖中，在先前附圖中描述了的具有相同功能的部件一般由同樣的附圖標(biāo)記指示，并且為了簡(jiǎn)明，省略重復(fù)的說(shuō)明。
[0089]1.第一實(shí)施例
[0090]非接觸式通信和非接觸式充電
[0091]圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施例的電力接收通信部I如何在電力供應(yīng)通信部2上進(jìn)行非接觸式通信和非接觸式充電。
[0092]圖1所示的電力接收通信部I安裝在移動(dòng)電話(諸如智能電話)上。電力接收通信部I進(jìn)行作為具體非接觸式通信系統(tǒng)的NFC，以使得能夠?qū)崿F(xiàn)電子支付，諸如，自動(dòng)票務(wù)系統(tǒng)和電子貨幣。電力接收通信部I利用用于NFC(其作為同樣的具體非接觸式通信系統(tǒng))的天線對(duì)二次電池(電池)進(jìn)行非接觸式充電。
[0093]電力接收器通信部的配置
[0094]如圖1中所示，根據(jù)第一實(shí)施例的電力接收通信部I包括NFC線圈11、電力接收部
12、充電控制部13、二次電池14、第一開(kāi)關(guān)部18、第二開(kāi)關(guān)部15、NFC芯片16和處理器17。處理器17可以被以另外的方式配置作為包括處理器17的大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路。
[0095]NFC線圈11通過(guò)移動(dòng)電話中布線基板上的布線直接耦接到電力接收部12的輸入端子。另一方面，NFC線圈11經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)部15耦接到NFC芯片16的發(fā)送/接收端子。NFC線圈11接收來(lái)自電力供應(yīng)通信部2的感生的電力以用于二次電池的非接觸式充電。電力接收部12將感生的電力整流、平滑并轉(zhuǎn)換成電源電壓Vddi和VDD2。產(chǎn)生自電力接收部12的電源電壓Vddi經(jīng)由充電控制部13供應(yīng)到二次電池14。產(chǎn)生自電力接收部12的電源電壓Vdd2經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)部18的第一端子Tl和第三端子T3供應(yīng)到NFC芯片16和處理器17。充電控制部13完全充電二次電池14到被設(shè)置為電池電壓Vbat，其能夠經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)部18的第二端子T2和第三端子T3供應(yīng)到NFC芯片16。
[0096]電力接收部12包含電壓檢測(cè)電路121，其檢測(cè)NFC線圈11的端子電壓。在該端子電壓超出電力供應(yīng)閾值電壓VthO時(shí)，電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生高電平第一控制電壓Cntl。響應(yīng)于該高電平第一控制電壓Cntl，第一開(kāi)關(guān)部18被控制在第一端子Tl和第三端子T3之間導(dǎo)通。在電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生低電平第一控制電壓Cntl時(shí)，第一開(kāi)關(guān)部18被控制在第二端子T2和第三端子T3之間導(dǎo)通。
[0097]電力接收部12通過(guò)移動(dòng)電話中布線基板上的布線耦接到充電控制部13和NFC芯片16。因此，電力接收部12能夠發(fā)送關(guān)于二次電池14的充電的數(shù)據(jù)到充電控制部13和NFC芯片16。該數(shù)據(jù)包含表示二次電池14被充電得太低或高的數(shù)據(jù)以及涉及用于充電的雙向認(rèn)證的數(shù)據(jù)。
[0098]在對(duì)二次電池14充電的時(shí)段期間，NFC線圈11的端子電壓達(dá)到如100到200伏那么高。電壓檢測(cè)電路121檢測(cè)到該端子電壓超出高充電閾值VthH。電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生低電平第二控制電壓Cnt2。響應(yīng)于低電平第二控制電壓Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部15被控制關(guān)斷。第二開(kāi)關(guān)部15能夠防止NFC芯片16由于對(duì)二次電池14充電的時(shí)段期間NFC線圈11的100到200伏的高的端子電壓而被損壞。
[0099]在不對(duì)二次電池14充電的時(shí)段期間，NFC線圈11的端子電壓下降低于如100到200伏的高電壓。電壓檢測(cè)電路121檢測(cè)到該端子電壓降到低于低充電閾值VthL。于是電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生高電平第二控制電壓Cnt2。響應(yīng)于高電平第二控制電壓Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部15被控制導(dǎo)通。NFC芯片16于是能夠利用NFC線圈11與電力供應(yīng)通信部2進(jìn)行NFC以用于發(fā)送和接收操作。處理器17表示安裝在諸如智能電話的移動(dòng)電話上的應(yīng)用處理器。處理器17耦接到非易失性閃存存儲(chǔ)器、顯示裝置(諸如IXD)以及輸入/輸出裝置(諸如，數(shù)字鍵盤(pán))，以使得能夠與電力供應(yīng)通信部2進(jìn)行NFC。根據(jù)NFC，非易失性閃存存儲(chǔ)器存儲(chǔ)電子支付信息，以使得顯示裝置和輸入/輸出裝置可用于根據(jù)NFC的電子支付。在對(duì)于電力接收部12的電力供應(yīng)閾值電壓VthO、低充電閾值VthL和高充電閾值VthH之間，預(yù)定 VthO〈VthL〈VthH 的關(guān)系。
[0100]電力供應(yīng)通信部的配置
[0101]如圖1中所示，電力供應(yīng)通信部2包括NFC線圈21、電力發(fā)送部22、電力控制器部23、電力控制器部23、電力供應(yīng)部24、第三開(kāi)關(guān)部25、NFC芯片26和處理器27。
[0102]圖1所示的電力供應(yīng)通信部2包括除包括相關(guān)技術(shù)的被稱作對(duì)于IC卡的卡讀寫(xiě)器的讀/寫(xiě)裝置的NFC功能以外，還包括用于電力接收通信部I的二次電池14的非接觸式充電功能。
[0103]NFC線圈21通過(guò)布線直接耦接到電力發(fā)送部22的輸出端子。NFC線圈21還經(jīng)由第三開(kāi)關(guān)部25耦接到NFC芯片26的發(fā)送/接收端子。電力供應(yīng)部24被供應(yīng)以商用電源電壓以產(chǎn)生感生的電力，其通過(guò)NFC線圈21發(fā)送并用于對(duì)電力接收通信部I的二次電池14的非接觸式充電。因此，從電力供應(yīng)部24產(chǎn)生電源電壓Vccl并將該電源電壓作為電源電壓Vcc2經(jīng)由電力控制器部23供應(yīng)到電力發(fā)送部22。此外，電力控制器部23產(chǎn)生電源電壓Vcc3和Vcc4，其被分別供應(yīng)到NFC芯片26和處理器27。
[0104]電力發(fā)送部22通過(guò)布線耦接到電力控制器部23和NFC芯片26。因此，電力發(fā)送部22能夠發(fā)送關(guān)于二次電池14的充電的數(shù)據(jù)到充電控制部23和NFC芯片26。該數(shù)據(jù)包含表示二次電池14被充電得太低或高的數(shù)據(jù)以及涉及用于充電的雙向認(rèn)證的數(shù)據(jù)。
[0105]在對(duì)電力接收通信部I中的二次電池14充電的時(shí)段期間，電力供應(yīng)通信部2中的NFC線圈21的端子電壓達(dá)到100到200伏那么高。處理器27使用低電平操作模式信號(hào)“模式”以控制第三開(kāi)關(guān)部25關(guān)斷。結(jié)果，第三開(kāi)關(guān)部25在關(guān)斷時(shí)能夠防止NFC芯片26由于在電力接收通信部I中的對(duì)二次電池14充電的時(shí)段期間NFC線圈的100到200伏的高端子電壓而被損壞。
[0106]在不對(duì)電力接收通信部I中的二次電池14充電的時(shí)段期間，處理器27使用高電平操作模式信號(hào)“模式”來(lái)控制第三開(kāi)關(guān)部25關(guān)斷。于是NFC芯片26能夠利用NFC線圈21與電力接收通信部I進(jìn)行NFC以用于發(fā)送和接收操作。
[0107]處理器27處理來(lái)自電力接收通信部I的電子支付信息，并經(jīng)由通信路徑(諸如，英特網(wǎng))發(fā)送處理結(jié)果到各種金融機(jī)構(gòu)。
[0108]電力接收通信部的詳細(xì)配置
[0109]圖2示出了根據(jù)圖1中所示的第一實(shí)施例的電力接收器通信部I的詳細(xì)配置。
[0110]如圖2中所示，電力接收通信部I中的電力接收部12包括電壓檢測(cè)電路121、匹配電路122、整流器電路123、步降(降壓)調(diào)節(jié)器124以及用于NFC的電力供應(yīng)部125。
[0111]匹配電路122的輸入端子耦接到NFC線圈11的兩個(gè)端部。匹配電路122進(jìn)行NFC線圈11和整流器電路123之間的阻抗匹配。匹配電路122產(chǎn)生RF信號(hào)。整流器電路123根據(jù)全波整流對(duì)該RF信號(hào)進(jìn)行整流。被整流器電路123整流的整流器輸出信號(hào)被供應(yīng)到電壓檢測(cè)電路121和步降(降壓)調(diào)節(jié)器124。整流器電路123產(chǎn)生相對(duì)高電壓電平的直流電壓。由該直流電壓，步降(降壓)調(diào)節(jié)器124產(chǎn)生相對(duì)低電壓電平的電源電壓VddI和Vdd2，并將它們分別供應(yīng)到充電控制部13和用于NFC的電力供應(yīng)部125。
[0112]電壓檢測(cè)電路121通過(guò)監(jiān)視從整流器電路123產(chǎn)生的整流器輸出信號(hào)來(lái)檢測(cè)NFC線圈11的端子電壓。因此，在來(lái)自整流器電路123的整流器輸出信號(hào)超出電力供應(yīng)閾值電壓VthO時(shí)，電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生高電平第一控制電壓Cntl。響應(yīng)于高電平第一控制電壓Cntl第一開(kāi)關(guān)部18被控制在第一端子Tl和第三端子T3之間導(dǎo)通。
[0113]第一開(kāi)關(guān)部18可以被配置為:在電力接收部12未供應(yīng)以RF電力并且并未操作時(shí)，根據(jù)預(yù)定的默認(rèn)設(shè)置在第二端子T2和第三端子T3之間導(dǎo)通。
[0114]如圖2中所示，電壓檢測(cè)電路121包括峰值檢測(cè)電路1211和滯回電壓比較器1212。峰值檢測(cè)電路1211檢測(cè)來(lái)自整流器電路123的平滑后的輸出信號(hào)的峰值電平。滯回電壓比較器1212將峰值檢測(cè)電路1211檢測(cè)的峰值電平與上面所說(shuō)明的低充電閾值VthL和高充電閾值VthH進(jìn)行比較。
[0115]滯回電壓比較器1212檢測(cè)峰值檢測(cè)電路1211檢測(cè)的峰值電平超出高充電閾值VthH0于是檢測(cè)電路121產(chǎn)生低電平第二控制電壓Cnt2。響應(yīng)于低電平第二控制電壓Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部15被控制關(guān)斷。第二開(kāi)關(guān)部15能夠防止NFC芯片16由于對(duì)二次電池14充電的時(shí)段期間NFC線圈11的100到200伏的高的端子電壓而被損壞。
[0116]在不對(duì)二次電池14充電的時(shí)段期間，NFC線圈11的端子電壓下降低于100到200伏的高電壓。電壓檢測(cè)電路121檢測(cè)到該峰值檢測(cè)電路1211檢測(cè)的峰值電平下降到低于低充電閾值VthL。于是電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生高電平第二控制電壓Cnt2。響應(yīng)于高電平第二控制電壓Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部15被控制導(dǎo)通。于是NFC芯片16能夠利用NFC線圈11與電力供應(yīng)通信部2進(jìn)行NFC以用于發(fā)送和接收操作。
[0117]根據(jù)上述說(shuō)明，無(wú)線充電使用與NFC載波頻率相同的13.56MHz的載波頻率。然而，本發(fā)明不限于此。無(wú)線充電可以使用其它載波頻率，諸如，6.78MHz，其可以通過(guò)調(diào)節(jié)匹配電路122來(lái)接收。載波頻率并不限于13.56MHz。
[0118]電力接收通信部的操作
[0119]圖3示出了根據(jù)圖1和2所示的第一實(shí)施例的電力接收通信部I的波形操作。
[0120]從圖3的頂部到底部，第一波形表示電力接收通信部I中的NFC線圈11接收的且對(duì)應(yīng)于來(lái)自電力供應(yīng)通信部2的感生電力的RF輸入信號(hào)。該波形包括通過(guò)電壓檢測(cè)電路121檢測(cè)的電力供應(yīng)閾值VthO、低充電閾值VthL和高充電閾值VthH。
[0121]圖3中的第二波形表示從電壓檢測(cè)電路121供應(yīng)到第一開(kāi)關(guān)部18的第一控制電壓Cntl。在圖3中的第一 RF輸入信號(hào)的峰值電平超出電力供應(yīng)閾值VthO時(shí)，第一控制電壓Cntl從低電平改變到高電平。這控制第一開(kāi)關(guān)部18在第一端子Tl和第三端子T3之間導(dǎo)通。因此，從電力接收部12產(chǎn)生的電源電壓VDD2使得能夠操作電力接收通信部I中的NFC芯片16和處理器17。
[0122]圖3中的第三波形表示從電力接收部12供應(yīng)到第一開(kāi)關(guān)部18的第三端子T3的電源電壓Vdd2。在圖3中的第一 RF輸入信號(hào)的峰值電平超出電力供應(yīng)閾值VthO時(shí)，電源電壓Vdd2的電平從低電平(也就是說(shuō)，地電壓電平)改變到高電平。
[0123]圖3中的第四波形表示從電壓檢測(cè)電路121供應(yīng)到第二開(kāi)關(guān)部15的第二控制電壓 Cnt2。
[0124]在初始時(shí)段TO期間，作為圖3中的第一波形的RF輸入信號(hào)和作為圖3中的第三波形的電源電壓VDD2被設(shè)置為零電平。從電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生的第二控制電壓Cnt2也被設(shè)置為零電平或低電平。圖3中的第五圖示出了低電平第二控制電壓Cnt2控制第二開(kāi)關(guān)部15關(guān)斷。結(jié)果，圖3中的第六圖示出了在初始時(shí)段TO期間電力關(guān)斷。
[0125]在初始時(shí)段TO之后的第一時(shí)段Tl期間，作為圖3中的第一波形的RF輸入信號(hào)低于低充電閾值VthL。電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生高電平第二控制電壓Cnt2。作為圖3中的第五圖，示出了:響應(yīng)于高電平第二控制電壓Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部15被控制導(dǎo)通。結(jié)果，作為圖3中的第六圖，示出了:第一時(shí)段Tl使得能夠利用導(dǎo)通狀態(tài)的第二開(kāi)關(guān)部15和NFC線圈11在電力接收通信部I和電力供應(yīng)通信部2之間進(jìn)行NFC。
[0126]在第一時(shí)段Tl之后的第二時(shí)段T2期間，作為圖3中的第一波形的RF輸入信號(hào)高于高充電閾值VthH。電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生低電平第二控制電壓Cnt2。作為圖3中的第五圖，示出了:響應(yīng)于低電平第二控制電壓Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部15被控制關(guān)斷。在第二時(shí)段T2期間，從電力接收部12供應(yīng)到第三端子T3的電源電壓Vdd2被設(shè)置為高電平。作為圖3中的第六圖，示出了:通過(guò)電源電壓VDD2，使得電力接收通信部I中的NFC芯片16和處理器17能夠操作和處理數(shù)據(jù)。
[0127]在第三時(shí)段T3和第五時(shí)段T5期間，作為圖3中的第一波形的RF輸入信號(hào)低于低充電閾值VthL。電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生高電平第二控制電壓Cnt2。作為圖3中的第五圖，示出了:響應(yīng)于高電平第二控制電壓Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部15被控制導(dǎo)通。結(jié)果，作為圖3中的第六圖，示出了:第三時(shí)段T3和第五時(shí)段T5使得能夠利用導(dǎo)通狀態(tài)的第二開(kāi)關(guān)部15和NFC線圈11在電力接收通信部I和電力供應(yīng)通信部2之間進(jìn)行NFC。
[0128]與第二時(shí)段T2類(lèi)似地，在第四時(shí)段T4期間，作為圖3中的第一波形的RF輸入信號(hào)高于高充電閾值VthH。電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生低電平第二控制電壓Cnt2。作為圖3中的第五圖，示出了:響應(yīng)于低電平第二控制電壓Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部15被控制關(guān)斷。在第四時(shí)段T4期間，從電力接收部12供應(yīng)到第三端子T3的電源電壓Vdd2被設(shè)置為高電平。作為圖3中的第六圖，示出了:電力接收通信部I中的NFC芯片16和處理器17被電源電壓Vdd2使能以操作和處理數(shù)據(jù)。
[0129]如從圖3所見(jiàn)，在時(shí)間共享控制下，用于激活的NFC和二次電池非充電的時(shí)段Tl、T3和T5和用于非激活NFC和二次電池充電的時(shí)段T2和T4交替出現(xiàn)。[0130]第一時(shí)段Tl、第三時(shí)段T3和第五時(shí)段T5使得能夠利用導(dǎo)通狀態(tài)的第二開(kāi)關(guān)部15和NFC線圈11在電力接收通信部I和電力供應(yīng)通信部2之間進(jìn)行NFC。結(jié)果，可以在電力接收通信部I和電力供應(yīng)通信部2之間進(jìn)行NFC以發(fā)送關(guān)于二次電池14的充電的信息、用于充電的雙向認(rèn)證數(shù)據(jù)以及電子支付信息。在用于激活的NFC和二次電池非充電的時(shí)段期間，電力接收通信部I可以利用用于電力供應(yīng)通信部2的英特網(wǎng)環(huán)境獲得各種數(shù)據(jù)和信息。該NFC也可以用于認(rèn)證電力供應(yīng)通信部2和電力接收通信部I之間的無(wú)線LAN連接，以基于該無(wú)線LAN (諸如Wireless Fidelity (無(wú)線保真，W1-Fi))使用電力供應(yīng)通信部2的英特網(wǎng)環(huán)境。
[0131 ] 在第二時(shí)段T2和第四時(shí)段T4期間，響應(yīng)于低電平第二控制電壓Cnt2，第二開(kāi)關(guān)部15被控制關(guān)斷。在電力接收通信部I和電力供應(yīng)通信部2之間NFC被禁用。在用于非激活NFC和二次電池充電的時(shí)段期間，從電力接收部12供應(yīng)的電源電壓Vdd2使得能夠操作電力接收通信部I中的NFC芯片16和處理器17。NFC芯片16和處理器17處理各種數(shù)據(jù)以監(jiān)視電力接收部12和充電控制部13的狀態(tài)。也就是說(shuō)，NFC芯片16和處理器17可以處理在用于激活的NFC和二次電池非充電的下一時(shí)段T1、T3和Τ5發(fā)送的數(shù)據(jù)。NFC芯片16和處理器17還執(zhí)行非易失性閃存存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的各種應(yīng)用程序。
[0132]利用MOS晶體管的第一開(kāi)關(guān)部的配置
[0133]圖4示出了構(gòu)成根據(jù)圖1和2所示的第一實(shí)施例的電力接收通信部I的NFC線圈11和NFC芯片16之間的耦接的第二開(kāi)關(guān)部15的MOS晶體管。
[0134]如圖4中所示，第二開(kāi)關(guān)部15的第一端口 Pl和第二端口 Ρ2被分別耦接到NFC線圈11和NFC芯片16。第二開(kāi)關(guān)部15的控制端子CNT被供應(yīng)以從電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生的第二控制電壓Cnt2。第二開(kāi)關(guān)部15的第一端口 Pl恰經(jīng)由耦接電容器耦接到NFC線圈11。
[0135]NFC線圈11的端子之間的100到200伏的電壓可以供應(yīng)在第二開(kāi)關(guān)部15的第一端口 Pl和第二端口 P2之間?？紤]到此，第二開(kāi)關(guān)部15包括九個(gè)N溝道MOS晶體管Ql至Q9，串聯(lián)耦接在第一端口 Pl和第二端口 P2之間。電阻器Rdsl2、Rds23、Rds34、..和Rds9n耦接在N溝道MOS晶體管Ql至Q9的源和漏極之間。每一所述電阻器具有近似100K Ω的高電阻值。結(jié)果，相等的直流電位可以施加到N溝道MOS晶體管Ql至Q9中的每一的源極和漏極。
[0136]具有幾千歐的電阻值的柵極電阻器Rgl2耦接在N溝道MOS晶體管Ql和Q2之間。具有幾千歐的電阻值的柵極電阻器Rg23耦接在N溝道MOS晶體管Q2和Q3之間。柵極電阻器Rg34至Rg89類(lèi)似地耦接到N溝道MOS晶體管Q3至Q9。柵極電阻器Rg45和R56之間的公共連接節(jié)點(diǎn)耦接到用于第二開(kāi)關(guān)部15的控制端子CNT。
[0137]這八個(gè)柵極電阻器Rgl2至Rg89防止N溝道MOS晶體管Ql至Q9的柵極絕緣體的絕緣擊穿。即使NFC線圈11的端子之間的100到200伏的電壓被供應(yīng)在第二開(kāi)關(guān)部15的第一端口 Pl和第二端口 P2之間，柵極電阻器也將施加到N溝道MOS晶體管Ql至Q9的柵極絕緣體的電壓抑制到柵極擊穿電壓下。
[0138]對(duì)于第二開(kāi)關(guān)部15中包括的這九個(gè)N溝道MOS晶體管Ql至Q9，可以使用增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。結(jié)果，從電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生的低電平第二控制電壓Cnt2可以可靠地控制來(lái)在初始時(shí)段T0、第二時(shí)段T2和第四時(shí)段T4期間關(guān)斷第二開(kāi)關(guān)部15。高電平第二控制電壓Cnt2在被設(shè)置為高于對(duì)于如這九個(gè)N溝道MOS晶體管Ql至Q9的增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的正閾值電壓時(shí)，控制第二開(kāi)關(guān)部15導(dǎo)通。
[0139]利用PIN 二極管的第一開(kāi)關(guān)部的配置
[0140]圖5示出了構(gòu)成根據(jù)圖1和2所示的第一實(shí)施例的電力接收通信部I的NFC線圈11和NFC芯片16之間的耦接的第二開(kāi)關(guān)部15的PIN 二極管。
[0141]如圖5中所示，第二開(kāi)關(guān)部15的第一端口 Pl和第二端口 P2被分別耦接到NFC線圈11和NFC芯片16。第二開(kāi)關(guān)部15的控制端子CNT被供應(yīng)以從電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生的第二控制電壓Cnt2。
[0142]第一端口 Pl與第一耦接電容器Cl的一端耦接。第一電感器11耦接在控制端子CNT和第一稱接電容器Cl的另一端之間。第一稱接電容器Cl的另一端與第一 PIN極管Dl的陽(yáng)極A耦接。第一 PIN極管Dl的陰極K與第二 PIN極管D2的陽(yáng)極A耦接。第二 PIN極管D2的陰極K與第三PIN極管D3的陽(yáng)極A耦接。第三PIN極管D3的陰極K與第四PIN極管D4的陽(yáng)極A耦接。第四PIN極管D4的陰極K與第五PIN極管D5的陽(yáng)極A耦接。第五PIN極管D5的陰極K與第六PIN極管D6的陽(yáng)極A耦接。第六PIN極管D6的陰極K與第七PIN極管D7的陽(yáng)極A耦接。第七PIN極管D7的陰極K與第八PIN極管D8的陽(yáng)極A耦接。第八PIN極管D8的陰極K通過(guò)第二電感器L2與地電位GND耦接，并且與一第二耦接電容器C2的一端耦接。另一第二耦接電容器C2與第二端口 P2耦接。
[0143]如圖5中所示，這八個(gè)PIN極管Dl至D8中的每一個(gè)包括P型半導(dǎo)體區(qū)P用作陽(yáng)極A，N型半導(dǎo)體區(qū)N用作陰極K，以及形成在陽(yáng)極A和陰極K之間的本征半導(dǎo)體區(qū)I。
[0144]如已知的，每一 PIN極管Dl至D8中的本征半導(dǎo)體區(qū)I的耗盡層提供了兩個(gè)端子之間的關(guān)斷狀態(tài)，如果零偏置被施加在兩個(gè)端子之間的話。如果反向偏置電壓被施加在兩個(gè)端子之間，則在兩個(gè)端子之間也觀察到關(guān)斷狀態(tài)。如果大的正向偏置電壓施加在兩個(gè)端子之間，則PIN極管Dl至D8導(dǎo)致很小的正向二極管電阻，以使得能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)端子之間的導(dǎo)通狀態(tài)。如圖5中所示，第二開(kāi)關(guān)部15包括PIN極管Dl至D8。施加大的正控制電壓到第二開(kāi)關(guān)部15的控制端子CNT在第二開(kāi)關(guān)部15的第一端口 Pl和第二端口 P2之間提供導(dǎo)通狀態(tài)。施加地電位GND到第二開(kāi)關(guān)部15的控制端子CNT在第二開(kāi)關(guān)部15的第一端口 Pl和第二端口 P2之間提供關(guān)斷狀態(tài)。
[0145]利用MEMS開(kāi)關(guān)的第一開(kāi)關(guān)部的配置
[0146]圖6示出了構(gòu)成耦接在根據(jù)圖1和2所示的第一實(shí)施例的電力接收通信部I的NFC線圈11和NFC芯片16之間的第二開(kāi)關(guān)部15的MEMS開(kāi)關(guān)。MEMS是對(duì)于微機(jī)電系統(tǒng)的縮寫(xiě)。
[0147]如圖6中所示，第二開(kāi)關(guān)部16的第一端口 Pl和第二端口 P2被分別耦接到NFC線圈11和NFC芯片16。第二開(kāi)關(guān)部15的控制端子CNT被供應(yīng)以從電壓檢測(cè)電路121產(chǎn)生的第二控制電壓Cnt2。
[0148]第一端口 Pl與第一 MEMS開(kāi)關(guān)SWl的第一端子Tl耦接。第一 MEMS開(kāi)關(guān)SWl的第二端子T2與第二 MEMS開(kāi)關(guān)SW2的第一端子Tl耦接。第二 MEMS開(kāi)關(guān)SW2的第二端子T2與第三MEMS開(kāi)關(guān)SW3的第一端子Tl耦接。第三MEMS開(kāi)關(guān)SW2的第二端子T2與第四MEMS開(kāi)關(guān)SW4的第一端子Tl耦接。第四MEMS開(kāi)關(guān)SW4的第二端子T2與第五MEMS開(kāi)關(guān)SW5的第一端子Tl耦接。第五MEMS開(kāi)關(guān)SW5的第二端子T2與第六MEMS開(kāi)關(guān)SW6的第一端子Tl耦接。第六MEMS開(kāi)關(guān)SW6的第二端子T2與第二端口 P2耦接。這六個(gè)MEMS開(kāi)關(guān)SWl至SW6的控制端子與第二開(kāi)關(guān)部15的控制端子CNT耦接。
[0149]如從圖6中的平面圖可見(jiàn)，MEMS開(kāi)關(guān)SWl至SW6每一都包括能夠與第一端子Tl和第二端子T2接觸的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)SW_CNT以及能夠根據(jù)靜電感應(yīng)下拉絕緣體薄膜Ins的下拉電極PD_EL1和PD_EL2以及錨“錨I”和“錨2”。如從圖6中的截面圖所見(jiàn)，第一端子Tl、第二端子T2、第一地電極GNDl以及第二地電極GND2形成在基板Sub的主表面上。絕緣體薄膜Ins形成在第一端子Tl、第二端子T2、第一地電極GNDl和第二地電極GND2上方。
[0150]開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)SW_CNT形成在第一端子Tl和第二端子T2上方，在絕緣體薄膜Ins的后表面上。第一下拉電極PD_EL1形成在第一地電極GNDl上方,在絕緣體薄膜Ins的上表面上。第二下拉電極PD_EL2形成在第二地電極GNDl上方，在絕緣體薄膜Ins的上表面上。第一錨“錨I”和第二錨“錨2”將絕緣體薄膜的兩端固定到基板Sub的主表面。
[0151]例如，供應(yīng)正電壓到第二開(kāi)關(guān)部15的控制端子CNT將第一下拉電極PD_EL1和第二下拉電極PD_EL2充電到相對(duì)于用于第一地電極GNDl和第二地電極GND2的地電位的正電壓。結(jié)果，靜電感應(yīng)將第一下拉電極PD_EL1和第二下拉電極PD_EL2下拉到基板Sub的主表面上。形成在絕緣體薄膜Ins的下表面上的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)SW_CNT與形成在基板Sub的主表面上的第一端子Tl和第二端子T2電接觸。另一方面，供應(yīng)地電位到第二開(kāi)關(guān)部15的控制端子CNT不產(chǎn)生靜電感應(yīng)。形成在絕緣體薄膜Ins的下表面上的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)SW_CNT不與形成在基板Sub的主表面上的第一端子Tl和第二端子T2電接觸。
[0152]盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)理解，本發(fā)明不限于此，而是，可以以另外的方式在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)不同地實(shí)施。
[0153]例如，電力供應(yīng)通信部2中的第三開(kāi)關(guān)部25可以根據(jù)圖4、5和6中所示的結(jié)構(gòu)而配置。
[0154]在圖4中所示的第二開(kāi)關(guān)部15使用串聯(lián)耦接的N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。另外，第二開(kāi)關(guān)部15可以使用其柵電極由肖特基(Schottky)勢(shì)壘形成的N溝道增強(qiáng)型MES場(chǎng)效應(yīng)晶體管。MES是金屬半導(dǎo)體的縮寫(xiě)。
【權(quán)利要求】
1.一種通信裝置，包括: 通信線圈； 電力接收部； 充電控制部； 第一開(kāi)關(guān)部； 第二開(kāi)關(guān)部； 通信電路；以及 處理器， 其中所述通信線圈接收從另一通信裝置發(fā)送的發(fā)送信號(hào)； 其中所述電力接收部根據(jù)所述通信線圈接收的發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生電源電壓； 其中所述充電控制部能夠連接到二次電池； 其中所述充電控制部能夠利用所述電源電壓對(duì)所述二次電池充電； 其中所述通信線圈經(jīng)由所述第二開(kāi)關(guān)部耦接到所述通信電路的發(fā)送/接收端子； 其中所述處理器耦接到所述通信電路； 其中所述第一開(kāi)關(guān)部的第一端子被供應(yīng)以所述電源電壓； 其中所述第一開(kāi)關(guān)部的第二端子能夠被供應(yīng)以電池電壓； 其中所述第一開(kāi)關(guān)部的第三端子與所述通信電路耦接； 其中所述電力接收部包括響應(yīng)于所述通信線圈的端子電壓的電壓檢測(cè)電路； 其中在所述通信線圈的端子電壓超出指定的電力供應(yīng)閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生第一狀態(tài)的第一控制信號(hào)； 其中響應(yīng)于所述第一狀態(tài)的第一控制信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)部被控制來(lái)在所述第一端子和所述第三端子之間導(dǎo)通； 其中在所述通信線圈的端子電壓不超出所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生第二狀態(tài)的所述第一控制信號(hào)，所述第二狀態(tài)不同于所述第一狀態(tài)； 其中響應(yīng)于所述第二狀態(tài)的第一控制信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)部被控制來(lái)在所述第二端子和所述第三端子之間導(dǎo)通； 其中在對(duì)所述二次電池充電的時(shí)段期間，在所述通信線圈的端子電壓超出比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓高的充電閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生第三狀態(tài)的第二控制信號(hào); 其中響應(yīng)于所述第三狀態(tài)的第二控制信號(hào)，所述第二開(kāi)關(guān)部被控制來(lái)關(guān)斷； 其中在所述通信線圈的端子電壓不超出比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓高的所述充電閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生與所述第三狀態(tài)不同的第四狀態(tài)的第二控制信號(hào)；其中響應(yīng)于所述第四狀態(tài)的第二控制信號(hào)，所述第二開(kāi)關(guān)部被控制來(lái)導(dǎo)通；并且其中在所述第二開(kāi)關(guān)部被控制導(dǎo)通的時(shí)段期間，所述通信電路能夠與其它通信裝置通?目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置， 其中所述充電閾值電壓包括比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓高的第一充電閾值電壓和比所述第一充電閾值電壓高的充電閾值電壓； 其中在對(duì)所述二次電池充電的時(shí)段期間，在所述通信線圈的端子電壓超出所述第二充電閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生所述第三狀態(tài)的第二控制信號(hào)； 其中在所述通信線圈的端子電壓變?yōu)榈陀谒龅谝怀潆婇撝惦妷簳r(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生與所述第三狀態(tài)不同的第四狀態(tài)的所述第二控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信裝置， 其中在其中響應(yīng)于所述第四狀態(tài)的第二控制信號(hào)所述第二開(kāi)關(guān)部被控制導(dǎo)通的通信時(shí)段期間，所述通信電路能夠利用所述通信線圈與所述其它通信裝置通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信裝置， 其中所述電力接收部、所述充電控制部以及所述通信電路通過(guò)傳送關(guān)于所述二次電池的充電的信息的布線耦接；并且 其中在所述通信時(shí)段期間，所述通信電路能夠與所述其它通信裝置通信所述關(guān)于所述二次電池的充電的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信裝置， 其中所述充電控制部能夠利用所述電源電壓對(duì)所述二次電池充電，并且在對(duì)所述二次電池充電的時(shí)段期間，響應(yīng)于所述第三狀態(tài)的第二控制信號(hào)，所述第二開(kāi)關(guān)部被控制關(guān)斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信裝置， 其中所述通信電路能夠利用供 應(yīng)到所述第一開(kāi)關(guān)部的第三端子的電源電壓在所述充電時(shí)段期間操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信裝置， 其中所述處理器耦接到所述第一開(kāi)關(guān)部的第三端子；并且 其中所述處理器能夠利用供應(yīng)到所述第一開(kāi)關(guān)部的第三端子的電源電壓在所述充電時(shí)段期間操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的通信裝置， 其中在所述通信時(shí)段期間，所述通信電路能夠與所述其它通信裝置近場(chǎng)通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信裝置， 其中所述第二開(kāi)關(guān)部包括多個(gè)增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其具有串聯(lián)耦接在第一端口和第二端口之間的電流路徑，所述第一端口耦接到所述通信線圈，所述第二端口耦接到所述通信電路；并且 其中產(chǎn)生自所述電壓檢測(cè)電路的所述第二控制信號(hào)被供應(yīng)到所述多個(gè)增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)柵極。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信裝置， 其中所述第二開(kāi)關(guān)部包括多個(gè)PIN 二極管，其串聯(lián)耦接在第一端口和第二端口之間，所述第一端口耦接到所述通信線圈并且所述第二端口耦接到所述通信電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信裝置， 其中所述第二開(kāi)關(guān)部包括多個(gè)MEMS開(kāi)關(guān)，其串聯(lián)耦接在第一端口和第二端口之間，所述第一端口耦接到所述通信線圈，并且所述第二端口耦接到所述通信電路。
12.—種操作通信裝置的方法，所述通信裝置包括通信線圈、電力接收部、充電控制部、第一開(kāi)關(guān)部、第二開(kāi)關(guān)部、通信電路、和處理器，所述方法包括: 其中所述通信線圈接收從另一通信裝置發(fā)送的發(fā)送信號(hào)； 其中所述電力接收部根據(jù)所述通信線圈接收的發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生電源電壓；其中所述充電控制部能夠連接到二次電池； 其中所述充電控制部能夠利用所述電源電壓對(duì)所述二次電池充電； 其中所述通信線圈經(jīng)由所述第二開(kāi)關(guān)部耦接到所述通信電路的發(fā)送/接收端子； 其中所述處理器耦接到所述通信電路； 其中所述第一開(kāi)關(guān)部的第一端子被供應(yīng)以所述電源電壓； 其中所述第一開(kāi)關(guān)部的第二端子能夠被供應(yīng)以電池電壓； 其中所述第一開(kāi)關(guān)部的第三端子與所述通信電路耦接； 其中所述電力接收部包括響應(yīng)于所述通信線圈的端子電壓的電壓檢測(cè)電路； 其中在所述通信線圈的端子電壓超出指定的電力供應(yīng)閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生第一狀態(tài)的第一控制信號(hào)； 其中響應(yīng)于所述第一狀態(tài)的第一控制信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)部被控制來(lái)在所述第一端子和所述第三端子之間導(dǎo)通； 其中在所述通信線圈的端子電壓不超出所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生第二狀態(tài)的所述第一控制信號(hào)，所述第二狀態(tài)不同于所述第一狀態(tài)； 其中響應(yīng)于所述第二狀態(tài)的第一控制信號(hào)，所述第一開(kāi)關(guān)部被控制來(lái)在所述第二端子和所述第三端子之間導(dǎo)通； 其中在對(duì)所述二次電池充電的時(shí)段期間，在所述通信線圈的端子電壓超出比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓高的充電閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生第三狀態(tài)的第二控制信號(hào); 其中響應(yīng)于所述第三狀態(tài)的第二控制信號(hào)，所述第二開(kāi)關(guān)部被控制來(lái)關(guān)斷； 其中在所述通信線圈的端子電壓不超出比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓高的所述充電閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生與所述第三狀態(tài)不同的第四狀態(tài)的第二控制信號(hào)；其中響應(yīng)于所述第四狀態(tài)的第二控制信號(hào)，所述第二開(kāi)關(guān)部被控制來(lái)導(dǎo)通；并且其中在所述第二開(kāi)關(guān)部被控制導(dǎo)通的時(shí)段期間，所述通信電路能夠與其它通信裝置通?目。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作通信裝置的方法， 其中所述充電閾值電壓包括比所述指定的電力供應(yīng)閾值電壓高的第一充電閾值電壓和比所述第一充電閾值電壓高的充電閾值電壓； 其中在對(duì)所述二次電池充電的時(shí)段期間，在所述通信線圈的端子電壓超出所述第二充電閾值電壓時(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生所述第三狀態(tài)的第二控制信號(hào)； 其中在所述通信線圈的端子電壓變?yōu)榈陀谒龅谝怀潆婇撝惦妷簳r(shí)，所述電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生所述與第三狀態(tài)不同的第四狀態(tài)的第二控制信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的操作通信裝置的方法， 其中在其中響應(yīng)于所述第四狀態(tài)的第二控制信號(hào)所述第二開(kāi)關(guān)部被控制導(dǎo)通的通信時(shí)段期間，所述通信電路能夠利用所述通信線圈與所述其它通信裝置通信。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的操作通信裝置的方法， 其中所述電力接收部、所述充電控制部以及所述通信電路通過(guò)傳送關(guān)于所述二次電池的充電的信息的布線耦接；并且其中在所述通信時(shí)段期間，所述通信電路能夠與所述其它通信裝置通信所述關(guān)于所述二次電池的充電的信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的操作通信裝置的方法， 其中所述充電控制部能夠利用所述電源電壓對(duì)所述二次電池充電，并且在對(duì)所述二次電池充電的時(shí)段期間，響應(yīng)于所述第三狀態(tài)的第二控制信號(hào)，所述第二開(kāi)關(guān)部被控制關(guān)斷。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的操作通信裝置的方法， 其中所述通信電路能夠利用供應(yīng)到所述第一開(kāi)關(guān)部的第三端子的電源電壓在所述充電時(shí)段期間操作。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的操作通信裝置的方法， 其中所述處理器耦接到所述第一開(kāi)關(guān)部的第三端子；并且 其中所述處理器能夠利用供應(yīng)到所述第一開(kāi)關(guān)部的第三端子的電源電壓在所述充電時(shí)段期間操作。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的操作通信裝置的方法， 其中在所述通信時(shí)段期間，所述通信電路能夠與所述其它通信裝置近場(chǎng)通信。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的操作通信裝置的方法， 其中所述第二開(kāi)關(guān)部包括多個(gè)增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其具有串聯(lián)耦接在第一端口和第二端口之間的電流路徑，所述第一端口耦接到所述通信線圈，所述第二端口耦接到所述通信電路；并且 其中產(chǎn)生自所述電壓檢測(cè)電路的所述第二控制信號(hào)被供應(yīng)到所述多個(gè)增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的多個(gè)柵極。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103580101SQ201310326582
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】遠(yuǎn)藤武文 申請(qǐng)人:瑞薩電子株式會(huì)社