电源模块、滤除浪涌电流的方法及智能卡与流程

本发明涉及滤除电路浪涌电路的电源模块、滤除方法及包括该电源模块的智能卡。

背景技术：
智能卡给人们生活带来了极大便利。如手机上使用的SIM卡或MicroSD卡，它们既有原先的基础功能，又具有非接触式通信和身份识别功能，可用于公共交通、门禁和移动支付等多个方面，做到了一卡多用，避免了携带多张卡片。智能卡需满足通用ISO7816协议标准，即平均功耗电流需低于50mA，且最大浪涌电流不得超过100mA。然而，智能卡在由智能卡管理器供入电源（即上电）时或者启动特定功能应用时，电路中电流会突然增大，出现浪涌电流，而且该浪涌电流很容易超过限定值。当智能卡管理器在检测到浪涌电流超过限定电流值时，会错误的判断智能卡供电出现异常而强行切断对智能卡供电，导致智能卡不能正常工作。

技术实现要素：
本技术方案要解决的主要技术问题是减少智能卡在上电时以及进入特定功能应用时出现浪涌电流。为解决上述问题，本技术方案提供一种电源模块，包括供电端，还包括浪涌滤波电路，所述浪涌滤波电路包括控制模块以及蓄能模块；所述控制模块串联在所述供电端与所述蓄能模块之间，所述蓄能模块另一端接地，所述控制模块用于在工作电路刚与所述供电端串联时控制所述供电端对所述蓄能模块充电，以及把结束充电的所述蓄能模块与所述供电端并联来同时向所述工作电路供电，而滤除工作电路功率突变时出现的浪涌电流。在本发明一实施例中，该蓄能模块包括电容，所述电容容量大于1uf。在本发明一实施例中，该控制模块包括充电控制子模块以及开关控制子模块，所述充电控制子模块串联在所述供电端以及所述蓄能模块之间，用于在所述工作电路刚与所述供电端串联时对所述蓄能模块进行限流充电；所述开关控制子模块与所述充电控制子模块并联，其在所述蓄能模块充电期间断开，并在所述蓄能模块充电结束后闭合。在本发明一实施例中，该开关控制子模块包括延时单元、控制单元以及开关单元；所述开关单元与所述充电控制子模块并联，所述控制单元与所述延时单元以及所述开关单元串联，用于根据所述延时单元产生的信号控制开关单元的状态。在本发明一实施例中，该充电控制子模块包括限流电阻。在本发明一实施例中，该控制模块还包括状态指示单元，所述状态指示单元用于指示所述蓄能模块充电状态。在本发明一实施例中，该控制模块包括电流源、延时电容、二极管、以及晶体管；其中，所述电流源连接电源供电端以及所述延时电容的一端，所述延时电容的另一端接地；所述二极管正极连接延时电容的非接地端，负极连接电源供电端；所述晶体管的栅极连接所述二极管正极端；所述晶体管的源极连接所述蓄能模块，漏极接地；所述蓄能模块还与电源供电端连接；所述工作电路刚与所述供电端串联时，电流源对延时电容充电，所述晶体管栅极电压升高，所述晶体管导通电阻变小，电源对蓄能模块限流充电，所述蓄能模块充电完成后，所述晶体管完全导通，所述蓄能模块与所述电源供电端并联，同时向所述工作电路供电，滤除工作电路功率突变时出现的浪涌电流。在本发明一实施例中，该控制模块包括电流源以及晶体管；其中，所述电流源连接所述晶体管的源极和漏极，所述晶体管的栅极连接智能卡处理器的延时单元，源极连接蓄能模块，漏极接地；所述蓄能模块还与电源供电端连接；所述智能卡上电初期，所述电流源控制对蓄能模块的充电电流，在所述蓄能模块充电完成后，所述晶体管栅极接收所述处理器的延时单元的信号，导通晶体管，所述蓄能模块与所述电源供电端并联，同时向所述工作电路供电，滤除智能卡功率突变时电路出现的浪涌电流。一种智能卡，包括工作电路，以及上述的电源模块，所述工作电路包括处理器模块、接口模块、收发模块和功能模块；所述电源模块对所述工作电路供电。一种滤除浪涌电流的方法，包括：通过含有浪涌滤波电路的电源模块对智能卡的工作电路供电；工作电路出现浪涌电流，采用所述浪涌滤波电路滤除浪涌电流。在本发明一实施例中，该通过含有浪涌滤波电路的电源模块对智能卡供电的步骤包括：智能卡上电，对蓄能模块进行限流充电；蓄能模块充电完成，把所述蓄能模块与供电端并联，共同对所述工作电路供电；所述工作电路出现浪涌电流，浪涌滤波电路滤除浪涌电流的步骤包括：所述工作电路功率突然增加，电路出现浪涌电流时，浪涌滤波电路滤除电路出现的浪涌电流。本技术方案的有益效果是：在智能卡的电源模块中增加浪涌电流滤波电路，在智能卡上电初期控制对蓄能模块的充电电流，避免电路出现浪涌电路；在智能卡进入特定功能模块时利用蓄能模块对电路进行旁路滤波，滤除电路出现的浪涌电流，使智能卡可以正常工作。附图说明图1为本技术方案一实施例提供的终端系统结构示意图；图2为本技术方案一实施例提供的智能卡的浪涌滤波电路的结构示意图；图3为本技术方案一实施例提供的智能卡的浪涌滤波电路中的控制模块的结构示意图；图4为本技术方案另一实施例提供的智能卡的浪涌滤波电路中的控制模块的结构示意图；图5为本技术方案另一实施例提供的智能卡的浪涌滤波电路的结构示意图；图6为本技术方案另一实施例提供的智能卡的浪涌滤波电路的结构示意图；图7a为本技术方案一实施例提供的滤除浪涌电流的方法的流程图；图7b为本技术方案另一实施例提供的滤除浪涌电流的方法的流程图；图8为本技术方案一实施例提供的智能卡的结构示意图；具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本发明进一步详细说明。本发明的主要发明构思为：在智能卡的电源模块增加浪涌滤波电路，在智能卡上电时，通过浪涌滤波电路控制对蓄能模块充电的电流，避免智能卡工作电路中出现浪涌电流；在智能卡进入特定功能应用时，通过浪涌滤波电路把蓄能模块并联到智能卡工作电路中滤除工作电路出现的浪涌电流，使得智能卡能够正常工作。为便于说明，现定义后文所载的“工作电路”为智能卡的工作电路。请参考图1，图1为本技术方案一实施例提供的终端系统包括智能卡0、智能卡管理器和终端本体；其中所述智能卡0中的复位、时钟分别与所述智能卡管理器的对应的复位和时钟一一对应连接。所述智能卡管理器与其他模块一般都由终端厂商集成在终端本体上。该终端本体可以是手机、便携式电脑等。所述智能卡管理器用于通过与其外接的电源向智能卡0供电，并通过ISO7816接口（图未示）与智能卡0相互传输数据，来对智能卡0进行管理。所述智能卡包括电源模块，所述电源模块一端（即供电端）与智能卡管理器的电源输出端（即向智能卡供电的电源总线）相连，另一端接地，用于输入经由智能卡管理器的电流而对智能卡0中各工作电路供电。所述电源模块包括浪涌滤波电路00，所述浪涌滤波电路00用于滤除智能卡内各工作电路中产生的浪涌电流。在智能卡0上电初期，或者进入某些特定功能的应用时，智能卡内工作电路的功耗增加，会出现大于100mA的浪涌电流，而在ISO7816标准规定中，出现大于100mA的电流是不允许的，因此，智能卡管理器检测到出现的浪涌电流时，很容易误判断为智能卡0出现供电异常而断开电源，使得智能卡0不能正常工作。浪涌滤波电路00可以滤除电路中出现的浪涌电流，使得智能卡管理器检测到的电流不会超过ISO7816标准中规定的电流值，使所述智能卡能够正常工作。请参考图2，所述浪涌滤波电路00包括控制模块1和蓄能模块2；其中，所述控制模块1的一端与电源供电端（即智能卡管理器的电源输出端）连接，另一端与所述蓄能摸块2连接，所述蓄能模块2的另一端接地。所述蓄能模块2在控制模块1的控制下能够从电路中储蓄能量，也可以把能量释放到电路中。具体而言，在所述智能卡上电时，可以通过控制模块1控制对蓄能模块2的充电电流，使得工作电路中的电流不会因为蓄能模块2要吸收能量而变化很大，从而避免引起过大的浪涌电流。在智能卡0进入某特定的功能应用时，智能卡的功耗增加。通过控制模块1可以在智能卡0工作电路稳定后且进入特定应用功能引起功耗增加前或同时控制蓄能模块2与供电端并联，由蓄能模块2中储蓄的能量与电源供电端一起分担增加的功耗。这样，智能卡管理模块不会检测到过大的浪涌电流而断开电源，智能卡0得以正常工作。所述蓄能模块2可以为容量比较大的电容，容量最好大于1uf，当然，所述蓄能模块2并不限于为容量较大的电容，可以为其他用于储蓄电能的器件，以避免在所述智能卡0进入特定功能应用时，所述蓄能模块2将无法向工作电路提供较高功耗。但是，蓄能模块2的容量并不限于此。在实际运用中，工作电路所需功耗并不限于某个数值或数值区间，因此，可根据需要灵活选择能满足相应容量需求的蓄能模块2。请一并参考图2及图3，所述控制模块1可以包括开关控制子模块11、充电控制子模块12；所述充电控制子模块12连接智能卡管理器的电源输出端（即智能卡0的电源供电端）以及所述蓄能模块2，所述蓄能模块2的另一端接地；在所述智能卡上电初期，通过所述充电控制子模块12对所述蓄能模块2进行限流充电；这样，限定对所述蓄能模块2的充电电流，不会出现因为蓄能模块2的接入而导致工作电路中的电流迅速增加而出现浪涌电流；充电结束之后，可以通过开关控制子模块11把充电控制子模块断开，直接把蓄能模块与电源供电端并联。当智能卡0进入功能应用而功耗增加时，所述蓄能模块2中向工作电路释放能量，使智能卡管理器不会检测到超过标准的浪涌电流。所述控制模块1还包括状态指示单元13，所述状态指示单元3连接蓄能模块2，对所述蓄能模块2充电状态进行指示，可以在所述蓄能模块2充电完成时发出指示信号，也可以实时地指示所述蓄能模块2的充电情况。请参考图4，所述开关控制子模块11可以包括延时单元111，控制单元112以及开关单元113；延时模块111用于智能卡0上电后延时触发开关模块113或智能卡的处理器模块。所述开关单元113与所述充电控制子模块12并联，所述控制单元112连接延时开关111以及开关单元113；在智能卡0上电时，开关单元113断开，通过所述充电控制子模块112对所述蓄能模块2进行限流充电，同时，所述延时单元111开始计时，所述延时单元111的计时时间根据所述蓄能模块2的充电时间设定，当所述蓄能模块2充电结束，延时单元计时结束，向控制单元112发出信号，所述控制单元112根据接收的信号闭合所述开关单元113，此时所述充电控制子模块12短路，直接把所述蓄能模块2并联到所述智能卡电0的电源供电端与接地端之间，由于蓄能模块与输入电源的电压值相同，开关单元113的开启并不会导致浪涌电流。当工作电路功耗增加时，所述蓄能模块2与供电端同时向工作电路供电。由于供电端与蓄能模块2并联，因此可以实现电源旁路滤波功能，防止智能卡在突发工作模式下产生浪涌电流，智能卡管理器就不会检测到较大的浪涌电流。还可以设置状态指示单元13，在蓄能模块2充电完成，延时计时结束后发出状态指示。作为举例，请参考图5，本技术方案一实施例提供的浪涌滤波电路00包括电流源14，延时电容15，二极管16，晶体管17；所述电流源14连接电源供电端以及所述延时电容15的一端，所述延时电容15的另一端接地；所述二极管16正极连接延时电容的非接地端，负极连接电源供电端；所述晶体管17的栅极连接所述二极管17正极端；所述晶体管17的源极连接所述蓄能模块，漏极接地；所述蓄能模块2还与电源供电端连接；所述智能卡0上电初期，所述电流源14对延时电容15充电，所述晶体管17栅极电压升高，所述晶体管17导通电阻变小，电源对蓄能模块2限流充电，所述蓄能模块2充电完成后，所述晶体管17完全导通，所述蓄能模块2与供电端并联，同时向工作电路供电，滤除智能卡功率突变时工作电路出现的浪涌电流。其中，所述延时电容15的大小根据所述蓄能电容2的充电时间确定，够理想情况为当所述蓄能模块2充电完成，通过所述延时电容15充电使所述晶体管17栅极电压正好可以完全导通晶体管17，把所述蓄能模块2与电源供电端并联，滤除智能卡功率突变时电路出现的浪涌电流。请参考图6，本技术方案另一实施例提供的浪涌滤波电路00包括电流源18，晶体管19；所述电流源18分别连接所述所述晶体管18的源极与漏极；所述晶体管19的栅极连接智能卡处理器延时单元，源极连接所述蓄能模块，漏极接地；所述蓄能模块2还与电源供电端连接；所述智能卡0上电初期，所述电流源18对所述蓄能模块2进行限流充电，所述蓄能模块2充电完成后，智能卡处理器延时单元产生信号控制输出所述晶体管19的栅极端，导通所述晶体管19，把所述蓄能模块2与电源供电端并联，滤除智能卡功率突变时电路出现的浪涌电流。值得一提的是，本技术方案提供的电源模块可应用于任何对供电纹波电流有限制的工作电路及装置中，使用时需将该电源模块和外接供电电源总线并联后同时向工作电路供电。本技术方案还提供一种滤除浪涌电流的方法，可以包括以下步骤：通过含有浪涌滤波电路的电源模块对工作电路供电；电路出现浪涌电流，浪涌滤波电路滤除浪涌电流。请参考图7a，本技术方案一实施例提供的滤除浪涌电流的方法包括以下步骤：S1：智能卡上电，对蓄能模块进行限流充电；S2：所述蓄能模块充电完成，把所述蓄能模块并联到电源供电端与地端之间，滤除智能卡功率突变时电路出现的浪涌电流；更为具体的，请参考图7b，图7b为本实施例滤除浪涌电流的具体实现方法流程图；滤除浪涌电流的方法可以包括以下步骤：S701：智能卡上电；S702：对蓄能模块限流充电；S703：判断蓄能模块是否充电完成，若充电完成则转步骤S704，否则返回步骤S702；S704：把蓄能模块并联到电源供电端；S705：检测电路状态；S706：判断电路是否产生浪涌电流，若产生浪涌电流则转步骤S707；否则转步骤S708；S707：蓄能模块旁路滤除浪涌电流；S708：对智能卡各模块供电输出。其中，所述步骤S702对蓄能模块限流充电；以及步骤S704把蓄能模块并联到电路供电端；可以根据前面所述实施例1-3的方式进行实现。请参考图8，本技术方案一实施例提供的智能卡0包括接口模块01、处理器模块02、收发模块04、功能模块03以及用于向前述各模块供电的电源模块05。所述接口模块01、处理器模块02、收发模块04和功能模块03组成智能卡的工作电路。所述电源模块05包括有浪涌滤波电路00；所述浪涌滤波电路能够滤除电路中产生的浪涌电流，智能卡管理器不会检测到过大的浪涌电流导致错误关断智能卡0电源的情况，使智能卡0能够正常工作。具体的，所述浪涌滤波电路00，它可以实现智能卡供电电源的大电容旁路滤波，防止智能卡对智能卡管理器产生浪涌电流，在上电初期可以通过限流对蓄能模块2进行充电，实现小电流充电，因此不会在智能卡上电时出现浪涌电流；当蓄能元件充电完成后，控制模块会把所述蓄能模块2并联到供电端即电源母线上，实现大电容的电源旁路滤波功能。所述处理器模块02，用于协调处理各类的事务；其中，所述各类事务可以包括：常规操作，如SIM卡激活、信息交互、SIM卡功能模块管理等；移动支付SIM卡功能操作，如低频近场通信管理、2.4G移动支付通信管理、支付操作管理等。一般情况下，SIM卡完成上电后，终端会向SIM卡提供时钟和复位信号（低电平），当这个过程保持约400个时钟周期后，处理器模块02实现自复位；复位完成后在能适应自身条件的情况下对终端进行应答（对不满足要求的主电源输入电压和输入时钟频率不进行应答），实现自身的激活。完成了SIM卡激活后，终端要求读取SIM卡的相关信息，这时候处理器模块02根据终端指令与其进行数据交互传输，这些数据内容包括个人识别密码、电话客户信息、加密密钥和客户存储信息等。处理器02在上电初期断开所述开关控制子模块11，此时电源模块处于低功率状态，对上电初期不会产生浪涌电流；同时处理器模块02除了只处理传统的SIM卡业务外，并不处理其它事务，所以可以实现智能卡上电初期的低功耗；另外，在处理器上电初期，其内部计时器开始计时，当计到一定的时间后，即蓄能模块2电压达到输入电源电压相同量值，控制闭合所述开关控制子模块11，实现蓄能模块2与电源总线的并联，处理器模块02此时可以开启智能卡的其它特定功能。处理器模块02开启并控制非接触式收发模块04一直处于监听状态，当它接收并解调出相应数据后，会把数据传递给处理器模块02，此时处理器模块要对该数据进行错误校验，校验通过后提取出该数据中的密钥等信息；同样地，处理器也可以传递数据给非接触式收发模块04，通过非接触式信道进行数据的发送；处理器模块的这些操作叫做非接触式通信管理。SIM卡功能模块03也可以认为是数据存储模块，此模块存储有个人识别密码、电话客户信息、加密密钥和客户存储信息等内容。该模块主要的工作就是处理处理器模块12对其的数据读写操作，如当处理器指定要写入客户信息时，该模块可以按照一定的工作时序接收处理器模块的数据并保存。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。