用于对系统内的非接触通信和非接触充电进行管理的系统、以及结合有该系统的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型的实施例及其实施方式涉及:信息的非接触传输、以及电源模块(例如，电池)的非接触充电(或再充电)。
【背景技术】
[0002]非接触或无线通信在读取器和对象之间执行，其中对象例如为标签类型应答器、非接触智能卡或者模拟成卡模式的移动电话，但不限于这些实例。
[0003]读取器例如还可以是模拟成读取器模式的移动电话。
[0004]本领域技术人员公知的缩写为NFC的近场通信，是用于无线连接的技术，其允许在电子设备(诸如，非接触智能卡或者模拟为卡模式的移动电话)与读取器之间、在短距离(例如，1cm)内进行通信。
[0005]NFC技术尤其适合于连接任何类型的用户设备并且使得能够进行快速且容易的通
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[0006]非接触对象，是能够根据非接触通信协议经由天线与另一非接触对象(例如，读取器)交换信息的对象。
[0007]作为非接触对象的NFC对象，是与NFC技术兼容的对象。
[0008]NFC技术是依据标准IS0/IEC 18092和IS0/IEC 21481而标准化的开放技术平台，但是结合有多种已经存在的标准，诸如，在标准IS0-14443中定义的类型A和类型B协议，其可以是可用于NFC技术的通信协议。
[0009]除了其作为电话的传统功能之外，蜂窝移动电话可以用于(如果装配有特定装置的话)通过使用可用于NFC技术的非接触通信协议与另一非接触设备(例如非接触读取器)交换信息。
[0010]这允许在安装在移动电话中的安全元件与非接触读取器之间交换信息。从而可以实现许多应用，诸如，公共交通的移动购票(移动电话用作旅行票)、或者移动支付(移动电话用作支付卡)。
[0011]当信息在读取器和模拟成标签或卡模式的对象之间传输时，读取器通过其天线生成磁场，其通常在传统使用的标准中为13.56MHz频率的波形。
[0012]另一方面，模拟标签的对象的天线调制由读取器生成的场。
[0013]该调制通过修改连接至对象的天线的端子的负载来执行。
[0014]通过修改跨对象的天线的端子的负载，读取器的天线的输出阻抗由于两个天线之间的磁耦合的影响而变化。这导致存在于读取器的和对象的天线上和天线中的电压和电流的幅度和/或相位的变化。因此，以这种方式，从对象传输至读取器的信息经由负载调制而传输至读取器的天线电流。
[0015]此外，非接触充电技术允许能量从能量源(例如，充电器)跨分隔充电器与负载的空气空间而非接触传送至负载(例如，无线通信设备，例如，蜂窝移动电话)。
[0016]在用于非接触充电的各个标准中，A4WP(无线功率联盟)标准是被智能蜂窝移动电话(或智能手机)的主要制造商选择的一个标准。
[0017]本领域技术人员可以根据他们的需要参考A4WP标准的规则的多个出版物。RyanTseng等人的标题为“Introduct1n to the Alliance for Wireless Power Loosely-Coupled Wireless Power Transfer System Specificat1n Vers1n I.0，，的文章(IEEEWireless Power Transfer Conference 2013 ,Technologies, Systems andApplicat1ns，2013年5月15-16日，意大利，佩鲁贾)可能尤其地被引用。
[0018]总之，非接触能量从功率发射单元(或PTU)和功率接收单元(或PRU)传送，其受控于用于充电处理的管理协议。非接触能量在等于6.78MHz的频率下生成。
【实用新型内容】
[0019]根据一个实施例及其实施方式，本实用新型的构想为:以简单和紧凑的方式在同一系统内组合非接触通信功能(例如，NFC通信类型的)和非接触充电功能(例如，根据A4WP规范的)。
[0020]根据一个实施例及其实施方式，该构想是组合这些功能，同时确保充电路径不会影响非接触通信的性能特性、充电处理的特性不损伤专用于非接触通信的部件，并且确保非接触通信的特性不影响功率传输的效率。
[0021]因此，根据一个方面，提供了一种用于对结合由非接触通信功能和用于电源模块(诸如，可充电电池)的非接触充电功能的系统(例如，结合在诸如蜂窝移动电话或平板电能的无线通信设备内的)的操作进行管理的方法。
[0022]根据该方法，经由同一个天线以选择性的方式来执行非接触通信和非接触充电。
[0023]与非接触通信或非接触充电的选择性启动组合的、对单个天线的使用，允许所制得的系统具有减小的表面积。
[0024]此外，当非接触充电功能能够操作时，非接触通信功能有利地与所述天线隔离，反之亦然。
[0025]因此，这有助于使一个功能对另一个功能的影响最小化，并且有助于非接触通信功能不影响功率传送的效率。
[0026]根据一个实施例，通过以两种不同方式配置连接至所述天线的端子的匹配电路，来选择非接触通信功能或者非接触充电功能，这允许执行在用于非接触通信的频率与用于非接触充电的频率之间的频率切换。
[0027]此外，用于选择非接触充电功能的匹配电路的配置，还使得非接触通信功能能够与天线隔离。
[0028]因此，使用了同一个装置(可配置匹配电路)，以便影响频率切换，以及以便在激活了非接触充电功能时使非接触通信功能与天线隔离。
[0029]根据另一个实施例，当选择了非接触充电功能时，通过对连接在所述天线与电源模块之间的控制块的配置，来使得非接触充电功能能够操作;并且当选择了非接触通信功能时，通过对控制块的另一配置，使非接触充电功能与天线隔离。
[0030]再一次，该控制块(包括有例如在其栅极上被NMOS晶体管控制的PMOS晶体管)根据其配置(PM0S晶体管截止或其他状态)，有助于使得非接触充电功能能够操作、或者有助于在使得非接触通信功能能够操作时将该非接触充电功能与天线隔离。
[0031]根据另一方面，提供了一种系统，其包括:天线;通信装置，其被配置为根据非接触通信协议经由天线接收和/或发射信息;充电装置，其被配置为经由所述天线执行电源模块的非接触充电；以及控制装置，其被配置为选择性地使得通信装置或者充电装置能够操作。
[0032]根据一个实施例，控制装置被进一步配置为，将通信装置中的或充电装置中的未被致使为能够操作的装置与天线隔离。
[0033]根据一个实施例，通信装置被配置为以第一频率经由所述天线接收和/或发射信息，充电装置被配置为以第二频率经由所述天线执行电源模块的非接触充电，并且控制装置包括第一可配置控制装置，第一可配置控制装置被设计为，通过在第一频率和第二频率之间进行频率切换来选择通信装置或者充电装置、并且当选择了充电装置时使通信装置与天线隔离。
[0034]根据一个实施例，第一控制块包括耦合所述至天线的可配置匹配电路，其具有:
[0035]第一配置，其中第一配置与所述天线形成具有所述第一频率作为谐振频率的第一谐振电路，或者第一配置形成具有与以所述第一频率经由所述天线发射/接收信息相兼容的阻抗的匹配电路，以及
[0036]第二配置，其中第二配置与所述天线形成具有第二频率作为谐振频率的第二谐振电路。
[0037]根据一个实施例，通信装置包括输入和输出接口，并且
[0038]在所述第一配置中，匹配电路连接在所述天线与所述输入和输出接口之间，并且
[0039]在所述第二配置中，匹配电路连接在所述天线与电源冷点之间，并且输入和输出接口也连接至电源冷点。
[0040]根据一个实施例:
[0041]匹配电路包括与所述天线的端子并联的第一电容器、以及分别串联连接在所述天线的端子与输入/输出接口之间的多个第二电容器；
[0042]第一控制块还包括连接在输入/输出接口与电源冷点之间且具有第一状态和第二状态的第一可控切换模块，在第一状态下，输入/输出接口与电源冷点之间的有效连接被禁止，从而匹配电路处于其第一配置，而在第二状态下，将所述输入/输出接口有效地连接至所述电源冷点，从而匹配电路处于其第二配置，并且
[0043]控制装置包括被配置为选择性地控制所述第一切换模块的第一控制装置。
[0044]根据一个实施例，第一切换模块包括的多个MOS晶体管，该多个MOS晶体管分别连接在所述第二电容器与所述电源冷点之间、且其对应栅极被由第一控制装置传输的第一控制信号控制。
[0045]根据一个实施例，控制装置还包括第二可控且可配置的控制块，其被设计为:当第