半导体集成电路及其操作方法及包括其的电子设备与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月27日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请no.10-20160141203的优先权，其全部内容通过引用合并在此。

本文公开的发明构思的示例性实施例涉及一种集成电路。例如，至少一些示例性实施例涉及一种半导体集成电路、其操作方法和/或包括该半导体集成电路的电子设备。

背景技术：

诸如智能电话、移动设备和平板电脑之类的电子设备向用户提供各种功能。电子设备支持的功能正在增加以应对用户的各种需求。根据这种趋势，出现了支持无线充电功能和有线充电功能的电子设备。

此外，电子设备可以通过磁安全传输(mst)来支持支付功能。基于mst的支付功能取代现有的卡类型支付，并通过电子设备向用户提供支付功能。因此，具有支付功能的电子设备正在增加。

然而，电子设备(尤其是移动设备)的面积可能由于设备特性而受到限制。如此，在移动设备中安装用于执行各种功能的各种组件可能存在限制。因此，需要在占用小面积的同时执行各种功能的半导体集成电路。

技术实现要素：

至少一些示例性实施例涉及一种半导体集成电路。

在一些示例性实施例中，所述半导体集成电路包括：通过中间节点连接到电池的再充电开关，所述再充电开关被配置为如果半导体集成电路以有线充电模式操作，则选择性地形成用于对所述电池进行有线充电的电流路径；以及在所述中间节点和地之间的无线再充电/mst装置，所述无线再充电/mst装置被配置为：如果半导体集成电路以有线充电模式操作，则将所述中间节点与地断开，如果半导体集成电路以无线充电模式操作，则通过所述中间节点向电池提供无线充电电流，以及如果半导体集成电路以磁安全传输(mst)模式操作，则通过所述中间节点从电池接收电流，所述无线再充电/mst装置被配置为基于所述电流产生磁信号。

至少一些示例性实施例涉及一种支持有线充电模式、无线充电模式和mst模式的半导体集成电路的有线充电方法。

在一些示例性实施例中，所述方法包括：将半导体集成电路设置为有线充电模式；断开第一开关和第二开关，接通第三开关并接通第四开关，其中第一开关和第二开关并联连接到包括在半导体集成电路中的无线再充电/mst装置的中间节点，第三开关在第一开关和地之间，第四开关在第二开关和地之间；操作线性充电器，所述线性充电器在所述中间节点和电池之间；以及接通再充电开关，所述再充电开关在外部电源和所述中间节点之间。

至少一些示例性实施例涉及一种电子设备。

在一些示例性实施例中，所述电子设备包括：电池；连接到电池的半导体集成电路，所述半导体集成电路被配置为支持电池的有线充电模式、电池的无线充电模式和磁安全传输(mst)模式的操作；连接到半导体集成电路的收发器，所述收发器被配置为在无线充电模式和mst模式下辅助半导体集成电路；以及控制器，被配置为控制所述收发器，所述控制器被配置为：如果半导体集成电路以有线充电模式和无线充电模式之一操作，则经由控制信号指示半导体集成电路向电池提供电流，以及如果半导体集成电路以mst模式操作，则指示电池向半导体集成电路提供mst电流以产生磁信号。

在一些其他的示例性实施例中，半导体集成电路(i/c)可以包括三功能设备，所述三功能设备包括一对i/o端子和中间节点，所述三功能设备被配置为：如果所述三功能设备被设置为有线充电模式，则基于经由第一电源和所述中间节点之间的有线连接接收到的充电电流对电池进行充电，如果所述三功能设备被设置为无线充电模式，则经由收发器和第二电源之间的无线连接对电池进行充电，以及如果所述三功能设备被设置为磁安全传输(mst)模式，则经由所述收发器和外部设备之间的无线连接向所述外部设备发送信息，其中所述收发器连接在所述i/o端子之间。

附图说明

图1是示出了根据本发明构思的示例性实施例的半导体集成电路的框图；

图2是示出了图1中示出的再充电开关的电路图；

图3是示出了图1中示出的无线再充电/mst单元的电路图；

图4是示出了图1中示出的无线再充电/mst单元的另一实施例的电路图；

图5是用于描述图1的半导体集成电路在有线充电模式下的操作的电路图；

图6是示出了用于描述图1的半导体集成电路在有线充电模式下的操作的流程图；

图7和图8是用于描述图1的半导体集成电路在无线充电模式下的操作的电路图；

图9是示出了用于描述图1的半导体集成电路在无线充电模式下的操作的流程图；

图10是示出了图7和图8中示出的电池的电路图；

图11是示出了图1中示出的线性充电器的操作的示图；

图12是用于描述图1的半导体集成电路在mst模式下的操作的电路图；

图13是用于描述图1的半导体集成电路在mst模式下的操作的时序图；

图14和图15是用于描述图1的半导体集成电路在第一mst状态和第二mst状态下的操作的电路图；

图16是示出了图1的半导体集成电路在mst模式下的操作的流程图；以及

图17是示出了包括图1中示出的半导体集成电路在内的电子设备的框图。

具体实施方式

下面以使本领域普通技术人员容易实现本发明构思的程度详细并清楚地描述了本发明构思的示例性实施例。

图1是示出了根据本发明构思的示例性实施例的半导体集成电路的框图。

参考图1，半导体集成电路100可以包括再充电开关110、无线再充电/磁安全传输(mst)单元(或备选地，三功能设备)120和线性充电器130。

再充电开关110连接在充电端子chgin和节点n0之间。再充电开关110响应于控制信号ctl[0]而形成从充电端子chgin到端子b+的电流路径。为了保护充电端子chgin的过电压，过电压保护(ovp)(未示出)可以连接到充电端子chgin。

无线再充电/mst单元120连接在节点n0和端子b-之间。端子b-与接地节点gnd连接。无线再充电/mst单元120可以通过第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+与收发器(未示出)连接。无线再充电/mst单元120操作为响应于控制信号ctrl[1∶4]而连接节点n0和端子b-以形成通过线性充电器130到端子b+的电流路径，或者断开节点n0和端子b-。

线性充电器130连接在节点n0和端子b+之间。线性充电器130可以调节流过其中的电流量。尽管图1的示例性实施例示出了包括在半导体集成电路100中的线性充电器130、无线再充电/mst单元120，但是示例性实施例不限于此。例如，线性充电器130可以以与无线再充电/mst单元120分离的单个芯片的形式来实现。将参考图10和图11描述线性充电器130的操作。

根据本发明构思的示例性实施例，半导体集成电路100可以用支持有线充电操作模式、无线充电操作模式和mst操作模式的一个电路来实现。因此，可以减小包括半导体集成电路100的电子设备(未示出)的尺寸。这里，电池(未示出)可以连接在端子b+和端子b-之间。半导体集成电路100操作为以有线充电模式和无线充电模式对电池充电。

例如，在有线充电模式中，可以将外部电源(未示出)连接到充电端子chgin。在这种情况下，再充电开关110由控制信号ctrl[0]控制，使得通过线性充电器130形成从充电端子chgin到端子b+的电流路径，并且无线再充电/mst单元120由控制信号ctrl[1∶4]控制，使得接地节点gnd的电压不被提供给节点n0。将参考图5和图6描述半导体集成电路100的有线充电模式的操作。

在无线充电模式中，再充电开关110由控制信号ctrl[0]断开，从而没有电流流过再充电开关110。在这种情况下，无线再充电/mst单元120由控制信号ctrl[1∶4]控制，使得通过来自收发器的外部电力将电流从节点n0提供给端子b+，所述收发器可以连接到第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+。将参考图7至图9描述半导体集成电路100的无线充电模式的操作。

mst是这样一种技术，其允许当包含信用卡信息的电子设备和信用卡支付终端(例如，pos终端)直接或间接地彼此接触以进行支付时，信用卡支付终端自动加载存储在电子设备中的信用卡信息。根据mst技术，信用卡信息通过磁信号发送到信用卡支付终端。根据示例性实施例，在mst模式中，半导体集成电路100进行操作以产生磁信号。

在mst模式中，再充电开关110由控制信号ctrl[0]断开，从而没有电流通过再充电开关110。在这种情况下，无线再充电/mst单元120由控制信号ctrl[1∶4]控制，使得电流被提供给连接到第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+的收发器，以产生磁信号。将参考图12至图16描述半导体集成电路100在mst模式下的操作。

图2是示出了图1中示出的再充电开关的电路图。

参考图2，再充电开关110可以包括主开关swo和二极管d0。

主开关swo可以用由控制信号ctrl[0]控制的nmos晶体管来实现。二极管d0的阳极与充电端子chgin连接，且其阴极与节点n0连接。二极管d0可以是nmos晶体管的寄生二极管。在这种情况下，再充电开关110可以被配置为使得nmos晶体管的源极端子连接到充电端子chgin，且其漏极端子连接到节点n0。即使再充电开关110断开，二极管d0也防止了从节点n0到充电端子chgin的非预期的漏电流。

然而，示例性实施例不限于图2所示的那些。例如，再充电开关110可以用pmos晶体管来实现。备选地，再充电开关110可以用以级联形式连接的nmos晶体管或pmos晶体管来实现。然而，本发明构思的示例性实施例可以不限于此。例如，再充电开关110可以用各种形式的开关来实现。

图3是示出了图1中示出的无线再充电/mst单元的电路图。

参考图3，无线再充电/mst单元120a可以包括第一开关sw1至第四开关sw4以及第一二极管d1至第四二极管d4。

第一开关sw1响应于控制信号ctrl[1]形成节点n0和第一输入/输出端子c-之间的电流路径。第一开关sw1可以用由控制信号ctrl[1]控制的pmos晶体管来实现。第一二极管d1的阳极与第一输入/输出端子c-连接，且其阴极与节点n0连接。

第二开关sw2响应于控制信号ctrl[2]形成节点n0和第二输入/输出端子c+之间的电流路径。第二开关sw2可以用由控制信号ctrl[2]控制的pmos晶体管来实现。第二二极管d2的阳极与第二输入/输出端子c+连接，且其阴极与节点n0连接。

第一二极管d1和第二二极管d2中的每一个可以是相应pmos晶体管的寄生二极管。在这种情况下，第一开关sw1可以被配置为使得相应pmos晶体管的源极端子连接到节点n0，且其漏极端子连接到第一输入/输出端子c-。此外，第二开关sw2可以被配置为使得相应pmos晶体管的源极端子连接到节点n0，且其漏极端子连接到第二输入/输出端子c+。在示例性实施例中，当图1的半导体集成电路100在有线充电模式下操作时，由二极管d1和d2阻止从节点n0到第一输入/输出端子c-或第二输入/输出端子c+的非预期的漏电流。

第三开关sw3响应于控制信号ctrl[3]形成第一输入/输出端子c-和端子b-之间的电流路径。第三开关sw3可以用由控制信号ctrl[3]控制的nmos晶体管来实现。第三二极管d3的阳极与端子b-连接，且其阴极与第一输入/输出端子c-连接。

第四开关sw4响应于控制信号ctrl[4]形成第二输入/输出端子c+和端子b-之间的电流路径。第四开关sw4可以用由控制信号ctrl[4]控制的nmos晶体管来实现。第四二极管d4的阳极与端子b-连接，且其阴极与第二输入/输出端子c+连接。第三二极管d3和第四二极管d4中的每一个可以是相应nmos晶体管的寄生二极管。

在另一个示例性实施例中，第一开关sw1和第二开关sw2可以分别用nmos晶体管实现，并且第三开关sw3和第四开关sw4可以分别用pmos晶体管实现。备选地，第一开关sw1至第四开关sw4可以用以级联形式连接的nmos晶体管或pmos晶体管来实现。然而，本发明构思的示例性实施例可以不限于此。例如，第一开关sw1至第四开关sw4可以用各种形式的开关来实现。

如上所述，无线再充电/mst单元120a可以通过第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+与收发器(未示出)连接，并且可以与收发器一起在无线充电模式或mst模式下操作。

图4是示出了根据另一示例性实施例的图1中示出的无线再充电/mst单元的电路图。

参考图4，无线再充电/mst单元120b可以包括第一开关sw1至第四开关sw4、第一二极管d1至第四二极管d4和电容器c0。除了电容器c0之外，图4的无线再充电/mst单元120b的操作和配置与图3的无线再充电/mst单元120a的操作和配置相同。因此，以下省略其描述。

电容器c0连接在节点n0和端子b之间。当无线再充电/mst单元120b与收发器(未示出)一起在无线充电模式下操作时，电容器c0消除诸如在节点n0处形成的电压纹波之类的噪声。例如，代替电容器c0，可以在节点n0和端子b-之间连接用于去除在节点n0处产生的高频带噪声的高通滤波器。在这种情况下，可以通过与端子b-连接的接地节点gnd去除在节点n0处产生的高频带噪声。

以下，为了便于描述，将图3的无线再充电/mst单元120a描述为示例。

图5是用于描述图1的半导体集成电路在有线充电模式下的操作的电路图。

参考图5，在有线充电模式中，半导体集成电路100形成从充电端子chgin到电池200的电流路径，以对电池200充电。此外，半导体集成电路100被控制为使得接地节点gnd的电压不被提供给节点n0。这里，假设外部电源(未示出)连接到充电端子chgin，使得半导体集成电路100进入有线充电模式。

在有线充电模式中，再充电开关110由控制信号ctrl[0]接通。此外，线性充电器130被激活，因此，从外部电源通过再充电开关110和线性充电器130向电池200提供充电电流ic。电池200由所提供的充电电流ic充电。

此外，第一开关sw1和第二开关sw2由控制信号ctrl[1∶2]断开，第三开关sw3和第四开关sw4由控制信号ctrl[3∶4]接通。通过断开的第一开关sw1和第二开关sw2防止充电电流ic流到接地节点gnd。

第三开关sw3和第四开关sw4接通，因为例如如果第三开关sw3和第四开关sw4断开，则第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+被浮起。在这种情况下，由于节点n0的电压、接地节点gnd的噪声、外部噪声等，第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+之间的电压可能是不可预测的。当第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+与节点n0之间的电压差大于第一二极管d1或第二二极管d2被接通的二极管阈值电压时，第一二极管d1或第二二极管d2可以被接通，因此，节点n0可以与第一输入/输出端子c-或第二输入/输出端子c+连接。在这种情况下，充电电流ic可能通过节点n0与第一输入/输出端子c或第二输入/输出端子c+之间的路径(而不是电池200的有线充电路径)泄漏。

因此，根据示例性实施例，半导体集成电路100可以激活第三开关sw3和第四开关sw4，使得向第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+提供均匀的接地电压。如此，由于第一二极管d1或第二二极管d2被反向偏置，所以可以阻止节点n0与第一输入/输出端子c-或第二输入/输出端子c+之间的漏电流路径。

线性充电器130可以调节充电电流ic，使得向电池200供应均匀的电流量。此外，线性充电器130监视端子b+的电压，以防止电池200被过度充电。

图6是示出了用于描述图1的半导体集成电路在有线充电模式下的操作的流程图。以下，将参考图1和图5对半导体集成电路100如何在有线充电模式下操作进行描述。

参考图1、图5和图6，半导体集成电路100可以通过使用与其有线连接的外部电源(未示出)来对电池200充电。

在操作s110中，半导体集成电路100进入有线充电模式。例如，当外部电源物理地连接到半导体集成电路100的充电端子chgin时，半导体集成电路100可以进入有线充电模式。

在操作s120中，无线再充电/mst单元120a的第一开关sw1和第二开关sw2断开，而其第三开关sw3和第四开关sw4接通。在这种情况下，防止节点n0与接地节点gnd连接。在操作s130中，激活线性充电器130。如此，在再充电开关110接通之前完成用于向电池200供应充电电流ic的准备。

在操作s140中，再充电开关110的主开关swo接通。在这种情况下，从与充电端子chgin连接的外部电源提供的充电电流ic通过再充电开关110和线性充电器130而提供给电池200。电池200由所提供的充电电流ic充电。

图7和图8是用于描述图1的半导体集成电路在无线充电模式下的操作的电路图。

参考图7和图8，示出了半导体集成电路100、电池200、收发器300和再充电单元400。半导体集成电路100和电池200被配置为与图5相同，因此省略其描述。

半导体集成电路100可以通过例如使用以下方式来执行无线充电：磁感应方式、磁谐振方式或天线方式。磁感应方式是指使用电感器之间的电磁感应进行充电的方式。磁谐振方式是指使用具有相同谐振频率的电感器之间的磁共振进行充电的方式。天线方式是指使用天线的远场辐射进行充电的方式。

在下文中，描述了半导体集成电路100在无线充电模式下使用对应于磁感应方式的无线充电方式的示例性实施例。上述假设仅是示例，并且本发明构思的示例性实施例可以不限于此。

收发器300与无线再充电/mst单元120a的第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+连接。收发器300可以将从再充电单元400发送的电力转换为感应电流id，并且可以将感应电流id提供给无线再充电/mst单元120a。收发器300可以包括用于从再充电单元400发送的电力感应出感应电流id的第一电感器l1。这里，第一电感器l1的电感可以随着诸如再充电单元400的工作频率、电力传输效率等设计因素而变化，因此可以凭经验来确定。

图7和图8的示例性实施例示出了收发器300仅包括第一电感器l1。然而，示例性实施例不限于此，图7和图8的配置只是一个示例。例如，收发器300可以包括用于从再充电单元400发送的电力感应出感应电流id的任何电路。

再充电单元400可以用与半导体集成电路100、电池200和收发器300分离的单独的设备来实现。例如，再充电单元400可以仅在再充电单元400与收发器300隔开一定距离或更多距离时才向半导体集成电路100发送电力。备选地，再充电单元400可以在距收发器300一定距离内向半导体集成电路100发送电力。再充电单元400可以包括第二电感器l2和交流(ac)电源vr。再充电单元400可以通过使用ac电源vr来产生无线充电电流ir。无线充电电流ir可以具有随ac电源vr的电压相位而变化的相位。这里，为了便于说明，再充电单元400被示出为仅包括第二电感器l2和ac电源vr。再充电单元400的配置仅是一个示例。再充电单元400可以包括用于产生无线充电电流ir的任意组件，例如用于确定无线充电电流ir的量的电阻器。

以下，将描述半导体集成电路100对电池200进行无线充电的操作。首先，由再充电单元400的ac电源vr产生无线充电电流ir，并且通过无线充电电流ir的相位变化形成磁场。当形成磁场时，通过收发器300的第一电感器l1产生感应电流id。感应电流id的相位可以随着无线充电电流ir的相位而变化，并且感应电流id和无线充电电流ir之间的相位差可以是180度。

无线再充电/mst单元120a的连接关系随着感应电流id的相位而改变，并且即使在收发器300中流动的感应电流id的相位改变，提供给电池200的感应电流id的相位也可以通过改变的连接关系维持在均匀范围内。这里，根据感应电流id的相位来定义两个状态。在下文中，第一状态是指感应电流id的方向是从第一输入/输出端子c到第二输入/输出端子c+的方向的情况。第二状态是指感应电流id的方向是从第二输入/输出端子c+到第一输入/输出端子c的方向的情况。

参考图7，示出了在第一状态下无线再充电/mst单元120a的连接关系。在第一状态下，第一开关sw1和第四开关sw4由控制信号ctrl[1]和ctrl[4]断开，第二开关sw2和第三开关sw3由控制信号ctrl[2]和ctrl[3]接通。在这种情况下，形成包括第三开关sw3、第一电感器l1、第二开关sw2和线性充电器130在内的第一感应环路loop_d1。也就是说，在第一状态下，感应电流id沿着第一感应环路loop_d1流动，并且电池200由提供给端子b+的感应电流id充电。

参考图8，示出了在第二状态下无线再充电/mst单元120a的连接关系。在第二状态下，第一开关sw1和第四开关sw4由控制信号ctrl[1]和ctrl[4]接通，第二开关sw2和第三开关sw3由控制信号ctrl[2]和ctrl[3]断开。在这种情况下，形成包括第四开关sw4、第一电感器l1、第一开关sw1和线性充电器130在内的第二感应环路loop_d2。也就是说，在第二状态下，感应电流id沿着第二感应环路loop_d2流动，并且电池200由提供给端子b+的感应电流id充电。

在图7和图8中，再充电开关110由控制信号ctrl[0]断开。因此，可以防止感应电流id通过再充电开关110泄漏到充电端子chgin。通过以上描述，由再充电单元400感应的感应电流id沿相同的电流方向通过端子b+提供给电池200，并且电池200被感应电流id充电。

图9是示出了用于描述图1的半导体集成电路在无线充电模式下的操作的流程图。以下，将参考图1、图7和图8来描述图9中示出的流程图。

参考图1和图7至图9，半导体集成电路100可以通过使用由收发器300感应的感应电流id来对电池200充电。

在操作s210中，半导体集成电路100进入无线充电模式。例如，当半导体集成电路100在均匀距离内接近再充电单元400时，半导体集成电路100可以进入无线充电模式。

在操作s220中，再充电开关110的主开关swo断开。

在操作s230中，激活线性充电器130。如此，在无线再充电/mst单元120a执行无线充电操作之前完成用于向电池200供应感应电流id的准备。

在操作s240中，响应于控制信号ctrl[1]到ctrl[4]，无线再充电/mst单元120a的第一开关sw1至第四开关sw4执行图7或图8的无线充电操作。在这种情况下，电池200由所提供的感应电流id充电。

图10是示出了图7和图8中示出的电池的电路图。

参考图10，示出了电池200的建模电路的配置。电池200可以包括寄生电阻器rb和电容器cb。寄生电阻器rb可以对应于指示在制造电池200的过程中产生的寄生分量的电阻器。电容器cb通过节点n1与寄生电阻器rb连接。电容器cb通过图5的充电电流ic或图7和图8的感应电流id来存储电荷，并且所述电荷以电压的形式存储在电容器cb中。例如，电池200可以包括锂离子电池或锂聚合物电池。

图11是示出了图1中示出的线性充电器的操作的示图。在下文中，将参考图5、图7、图8和图10描述图11所示的线性充电器的操作。

参考图5、图7、图8、图10和图11，线性充电器130在有线充电模式和无线充电模式下的操作如下。

在t0和t1之间的时间间隔期间，线性充电器130以恒流模式操作。在恒流模式中，线性充电器130调节有线充电模式的充电电流ic或无线充电模式的感应电流id的量，使得向电池200提供均匀的电流量。这是为了防止电池200被过大的电流损坏。

在t0和t1之间的时间间隔中，在电压v(b+)和电压v(n1)之间保持均匀的电压差。由于在t0和t1之间的时间间隔内流到电池200和寄生电阻器rb的电流而产生电压差。也就是说，电池200的内部电压v(n1)可以由电压降和电压v(b+)来确定，所述电压降由于充电电流ic或感应电流id通过寄生电阻器rb而产生。也就是说，在有线充电模式下v(n1)＝v(b+)-(ic*rb)，在无线充电模式下v(n1)＝v(b+)-(id*rb)。

在t1和t2之间的时间间隔期间，线性充电器130以恒压模式操作。当电压v(b+)不小于目标电压vtarget时，线性充电器130进入恒压模式。也就是说，在t1，线性充电器130通过检测到电压v(b+)达到目标电压vtarget而进入恒压模式。

线性充电器130在给定时间内保持恒压模式的原因如下。即使在t1时电压v(b+)达到目标电压vtarget，电池200的内部节点n1的电压由于寄生电阻器rb的电压降而不能达到目标电压vtarget。在与由寄生电阻器rb和电容器cb确定的rc延迟相对应的时间之后，电压v(n1)可以达到目标电压vtarget。线性充电器130在恒压模式下操作，其中在t1和t2之间的时间间隔期间维持目标电压vtarget，以确保电压v(n1)达到目标电压vtarget的时间。

在时间点t2之后，为了防止电池200被过充电并且充电电压被放电，线性充电器130可以操作为将端子b+与节点n0分离。

图12是用于描述图1的半导体集成电路在mst模式下的操作的电路图。

参考图12，示出了半导体集成电路100、电池200、收发器300和销售点(pos)设备500。半导体集成电路100和电池200被配置为与图5相同，因此省略其描述。

mst是一种发出模拟传统支付卡上的磁条的磁信号的技术。mst从用户的电子设备向支付终端的读卡器发送磁信号(以模拟刷物理卡而不必升级终端的软件或硬件)。支付信息可以包括主账号(pan)、设备账号(dan)、虚拟信用卡信息、银行信息号(bin)、卡安全码(csc)、卡验证值(cvv)或密码。

收发器300与无线再充电/mst单元120a的第一输入/输出端子c-和第二输入/输出端子c+连接。在mst模式下，收发器300可以通过来自电池200的mst电流im产生磁场“b”，并且可以将产生的磁场“b”作为磁信号发送给pos设备500。收发器300可以包括通过来自电池200的mst电流im来产生磁场“b”的第三电感器l3。这里，第三电感器l3的电感可以根据包括发送mst信号的方式在内的各种因素而改变。

在图12的示例性实施例中，收发器300被示出为仅包括第三电感器l3。然而，图12的配置只是一个示例。收发器300可以包括用于通过mst电流im产生磁场“b”的任何电路。在示例性实施例中，图12的收发器300可被配置为与图5的收发器不同。pos设备500通过磁信号接收数据并处理接收到的数据，其中所述磁信号包括以磁场“b”的形式发送的支付信息。

下面描述半导体集成电路100在mst模式下产生磁信号的操作。当mst电流im随时间变化时，产生磁信号。因此，无线再充电/mst单元120a基于发送的数据增加或减小mst电流im。mst电流im的周期性变化可以定义磁信号的周期。磁信号的周期可以是可变的。也就是说，磁信号的波形可以包括具有比参考周期短的第一周期的间隔和具有比参考周期长的第二周期的间隔。例如，第一周期的磁信号可以表示逻辑“1”，第二周期的磁信号可以表示逻辑“0”。备选地，第一周期的磁信号可以表示逻辑“0”，第二周期的磁信号可以表示逻辑“1”。可以通过控制信号ctrl[1∶4]的控制时序来控制磁信号的周期。

可以考虑设计或设备特性来改变磁信号的第一和第二周期。在图12中，磁场“b”被示出为逆时针产生。然而，磁场“b”的方向只是一个示例。磁场“b”的方向可以随着流到第三电感器l3的mst电流im的方向或第三电感器l3的绕组方向而改变。

无线再充电/mst单元120的连接关系随mst电流im的相位而改变，因此来自收发器300的mst电流im的方向或相位可以改变。这里，根据mst电流im的相位来定义两个状态，即第一mst状态和第二mst状态。第一mst状态是指根据mst电流im的相位变化确定的mst电流im的方向是从第一输入/输出端子c-到第二输入/输出端子c+的方向的情况。第二mst状态是指根据mst电流im的相位变化确定的mst电流im的方向是从第二输入/输出端子c+到第一输入/输出端子c-的方向的情况。

图13是用于描述图1的半导体集成电路在mst模式下的操作的时序图。下面，将参考图12描述图13中示出的时序图。

参考图12和图13，当mst电流im的相位发生变化时产生磁场“b”，并且所产生的磁场“b”可以作为磁信号发送给pos设备500。

在t0和t1之间的时间间隔期间，mst电流im的相位被反转。也就是说，在t0之前，从第二输入/输出端子c+流向第一输入/输出端子c-的mst电流im的方向可以改变为从第一输入/输出端子c-流向第二输入/输出端子c+。无线再充电/mst单元120a的连接关系在时间点t0改变，因此，mst电流im的相位发生变化。如此，当mst电流im的相位在t0和t1之间的时间间隔内发生变化时产生磁场“b”，并且所产生的磁场“b”作为磁信号发送给pos设备500。

在t1和t2之间的时间间隔期间，mst电流im的相位完全改变，因此，均匀量的mst电流im沿一个方向流动。在这种情况下，由于mst电流im的量或相位没有变化，所以可不产生磁场“b”。t0和t2之间的时间间隔对应于第一mst状态。

在t2和t3之间的时间间隔期间，mst电流im的相位被再次反转。也就是说，在t2之前，从第一输入/输出端子c-流向第二输入/输出端子c+的mst电流im的方向可以改变为从第二输入/输出端子c+流向第一输入/输出端子c-。可以通过无线再充电/mst单元120a在时间点t2改变的连接关系来产生mst电流im的相位变化。与t0和t1之间的时间间隔类似，当mst电流im的相位在t2和t3之间的时间间隔内发生变化时产生磁场“b”，并且所产生的磁场“b”作为磁信号发送给pos设备500。

在t3和t4之间的时间间隔期间，mst电流im的相位完全改变，因此，均匀量的mst电流im沿一个方向流动。与t1和t2之间的时间间隔类似，由于mst电流im的量或相位没有改变，所以可不产生磁场“b”。t2和t4之间的时间间隔对应于第二mst状态。

在t4之后，无线再充电/mst单元120a的操作和mst电流im的相位变化与在t0和t4之间的时间间隔中描述的相同，因此省略其描述。

图14和图15分别是用于描述图1的半导体集成电路在第一mst状态和第二mst状态下的操作的电路图。在图14和图15中，再充电开关110由控制信号ctrl[0]断开。因此，可以防止mst电流im泄漏到充电端子chgin。

参考图14，示出了无线再充电/mst单元120a在第一mst状态下的连接关系。在第一mst状态下，第一开关sw1和第四开关sw4由控制信号ctrl[1]和ctrl[4]断开，第二开关sw2和第三开关sw3由控制信号ctrl[2]和ctrl[3]接通。在这种情况下，形成包括第三开关sw3、第三电感器l3、第二开关sw2和线性充电器130在内的第一mst环路loop_ml。也就是说，mst电流im在第一mst状态下沿着第一mst环路loopml流动，并且收发器300根据来自电池200的mst电流im的量或相位的变化来产生磁信号。

参考图15，示出了无线再充电/mst单元120a在第二mst状态下的连接关系。在第二mst状态下，第一开关sw1和第四开关sw4由控制信号ctrl[1]和ctrl[4]接通，第二开关sw2和第三开关sw3由控制信号ctrl[2]和ctrl[3]断开。在这种情况下，形成包括第四开关sw4、第三电感器l3、第一开关sw1和线性充电器130在内的第二mst环路loop_m2。也就是说，mst电流im在第二mst状态下沿着第二mst环路loop_m2流动，并且收发器300根据来自电池200的mst电流im的量或相位的变化来产生磁信号。

图16是示出了图1的半导体集成电路在mst模式下的操作的流程图。将参考图12至图15描述图16的流程图。参考图16，半导体集成电路100可以通过使用从电池200提供的mst电流im来产生磁信号。

在操作s310中，半导体集成电路100进入mst模式。例如，当半导体集成电路100在均匀距离内接近pos设备500时，半导体集成电路100可以进入mst模式。

在操作s320中，再充电开关110的主开关swo断开。

在操作s330中，激活线性充电器130。这里，线性充电器130可以执行与参考图11描述的恒流操作或恒压操作不同的操作。也就是说，线性充电器130可以在完全接通时作为开关操作，因此端子b+的电压可以在不改变的情况下传送给节点n0。通过操作s310到操作s330，无线再充电/mst单元120a可以完成用于产生磁信号的准备。

在操作s340中，响应于控制信号ctrl[1]至ctrl[4]，无线再充电/mst单元120a的第一开关sw1至第四开关sw4执行图12至图15的mst模式的操作。因此，半导体集成电路100与收发器300一起产生磁信号。

图17是示出了包括图1中示出的半导体集成电路在内的电子设备的框图。

参考图17，电子设备1000可以包括半导体集成电路1100、电池1200、收发器(发送器/接收器)1300、控制器1400和过电压保护(ovp)1500。半导体集成电路1100、电池1200和收发器1300的配置和操作与参考图1至图16描述的相同，因此省略其描述。

控制器1400可以包括处理电路，例如但不限于处理器、应用处理器、中央处理单元(cpu)、控制器、算术逻辑单元(alu)、数字信号处理器、微计算机、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、片上系统(soc)、可编程逻辑单元、微处理器或能够以定义的方式执行操作的任何其他设备。

此外，电子设备1000可以包括存储器(未示出)。存储器可以包括非易失性存储器设备、易失性存储器设备、非暂时性存储介质、或上述设备中两个或更多个的组合。例如，存储器可以包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、光盘只读存储器(cd-rom)、磁带、软盘和光记录介质中的一种或多种。

处理电路可以通过布局设计和/或存储在存储器中的计算机可读指令的执行被配置为专用计算机，以控制半导体集成电路1100和收发器1300。

例如，控制器1400可以产生用于控制半导体集成电路1100的控制信号ctrl[0：4]，并且可以将所产生的控制信号ctrl[0∶4]提供给半导体集成电路1100。响应于控制信号ctrl[0∶4]，半导体集成电路1100可以执行参考图1至图16描述的无线充电模式、有线充电模式和mst模式的操作。

此外，例如，控制器1400可以控制收发器1300。例如，如上所述，根据收发器1300的操作使用的电感或附加电路可以在无线充电模式和mst模式中改变。在这种情况下，控制器1400可以控制收发器1300，使得收发器1300的配置根据每个模式而改变。

电子设备1000可以包括充电端子chgin和半导体集成电路1100之间的ovp1500。ovp1500可以减少(或备选地，防止)非预期的过电流流向充电端子chgin或半导体集成电路1100。在图17中，ovp1500被示出为包括在电子设备1000中。然而，图17的配置只是一个示例。ovp1500可以在电子设备1000外部单独实现。

根据本发明构思的示例性实施例，可以减少由在有线充电模式、无线充电模式和mst模式下操作的电路或电子设备所占的面积。因此，可以降低制造成本。

尽管已经参照一些示例性实施例描述了本发明构思，但是对于本领域技术人员来说显然的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，应当理解，上述示例性实施例不是限制性的，而是说明性的。