电子供电电路、可调电压提供电路和强认证令牌的制作方法

专利名称：电子供电电路、可调电压提供电路和强认证令牌的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子电路，更具体地涉及一种用于在电子设备如认证令牌中使用的电源电路。
背景技术：
强认证令牌是一种本领域公知的小型便携式手持专用硬件安全设备。通过提供只有在知道服务提供者或应用所采用的认证服务器与认证令牌之间共享的秘密或密钥的情况下才能生成的动态口令，强认证令牌允许服务提供者和应用认证令牌的持有者。为了生成动态口令或一次性口令，强认证令牌对共享秘密和动态变量应用密码算法，例如包括计数器值、表示当前时间的值以及随机质询(random challenge)中的一个或更多个。通常,动 态口令只能用一次，因而与静态口令相比大大提高了安全级别。某些强认证令牌还能够对事务(transaction)数据生成电子签名。强认证令牌是受欢迎的，尤其对于安全应用如网上银行，这是因为与静态口令相比，强认证令牌提供更高等级的安全以及高度的用户便利性。为了生成动态口令和电子签名以及处理例如借助于键盘和显示器输入和输出的数据，强认证令牌包括某种数据处理装置，如微处理器。强认证令牌通常还包括某些非易失性存储器以存储数据如配置数据、秘密(包括用于生成动态口令的共享秘密)、计数器值、PIN (个人标识号)值等。在很多情况下，这种非易失性存储器包括永久加电的RAM (随机存取存储器)。使用时间值生成动态口令的强认证令牌通常包括实时时钟。某些强认证令牌具有智能卡接口，以允许令牌设备与智能卡通信。智能卡可以用于存储用于生成动态口令或者电子签名的数据。令牌还可以将算法的部分或全部委派给智能卡以生成动态口令或电子签名。为了使得适用的领域尽可能广泛，强认证令牌被设计成完全自主的并且不需要与其它系统如用户的客户机的任何连接。为了避免对用于强认证令牌与要保护的系统或应用之间的数据传送的数字连接的需要，强认证令牌通常具有显示器，用于将生成的动态证书如一次性口令或电子签名传递给终端用户；以及按钮或者小键盘，用于请求生成新的证书和/或输入质询、事务数据、PIN码等。其它已知的用于强认证令牌的通信设备可以包括听觉输出发生器。为了避免对外部电源的需要，强认证令牌通常是用电池供电的。为了使得令牌的机械复杂度和用户的可能的麻烦最小，这些电池通常不是可替换的。在这种情况下，电池寿命通常是令牌寿命的限制因素。很多典型的强认证令牌需要在5伏下工作的电源。这种电源要求可以源于为了得到最优对比度而需要以大约5伏驱动的LCD (液晶显示器)显示器的使用；和/或用于给需要5伏电源电压的插入的智能卡提供电力的令牌的使用；和/或由用于与令牌光学通信的令牌电源驱动的光学部件的使用。由于3伏电池的较低的成本和很小的形状因子，所以通常使用3伏电池。因此，典型的强认证令牌包括两个串联连接的电池以共同提供高至6伏的原始电压，该6伏的电压被下调节至5伏的稳定电压。[0010]为了改善物流(例如通过邮件服务的分发)的便携性和容易程度，强认证令牌优选地尽可能的小巧和轻便。某些强认证令牌具有与信用卡的尺寸相似的塑料卡的形状因子。这在很大程度上限制了尺寸，因而限制了信用卡形状的强认证令牌中使用的电池的容量。要大范围地使用强认证令牌，因而易受显著的成本压力的影响。为了控制成本，优选的是使部件的数量和成本最小化。本文中包括对本发明的背景技术的讨论，以解释本发明的背景。不应当将其理解为承认以上讨论的任何材料在本申请 的优先权日时已经被公布、已知或者是公知常识的一部分。
发明内容技术问题如上所述，很多强认证令牌的寿命主要是由这些令牌的电池的寿命来决定的。而电池的寿命又主要是一方面由其容量，另一方面由其平均负载，即通过电池供电的电子电路的平均电力消耗来决定的。出于环保和成本原因以及希望保持令牌尽可能的小巧和轻便的考虑，希望不增加尺寸(或者甚至在可能的情况下减小尺寸)一限制了给强认证令牌供电的电池的容量。因此，需要成本高效的技术来降低由电池供电的强认证令牌的电子电路的平均电力消耗和/或以最优的方式使用令牌的电池中包含的电能。技术方案本发明基于发明人的以下见解很多强认证令牌的电子电路仅在某些操作模式下或某些操作阶段需要电源的全最大电压，而在其它操作模式下或其它操作阶段，令牌的电路可能在甚至可以小于最大电压的一半的低得多的电压下工作。通常，需要最大电压的操作阶段的持续时间远小于需要小得多的电压的阶段。例如，需要5伏电源电压的强认证令牌通常就是这样，以仅驱动需要5V的LCD显示器和/或智能卡。通常，仅在令牌以被启用的方式被使用时才是这种情况，因而这种情况可能短到每天仅几分钟。如果令牌处于不需要驱动显示器的阶段和/或如果插入的智能卡不需要5伏(而是例如I. 8伏)，则可以用仅是最大电压的一半或更小的电源电压来给令牌的电子电路供电。本发明还基于发明人的以下见解在驱动相同的电子电路的情况下，与两个串联的电池(一起提供电压2*Vbatt)相比，两个并联的电池(提供电压Vbatt)将持续明显更长的时间(假设该电路能够使用这两种电源电压工作)。这主要是因为并联连接时，两个电池中的每个电池需要仅提供电路所消耗的总电流的一半。另外，如果电路被提供以较低电压，则很多电路将消耗更低的总电流。本发明的典型实施例包括包括有大量电源的DC (直流)电子电源电路；以及可以被配置成根据电源电路需要提供的电压来以并联或串联方式连接电源的配置子电路。在某些实施例中，配置子电路以并联或者串联方式连接所有电源。在其它实施例中，配置子电路还可以被配置成使得电源被有效地分成组，其中，每组中的所有电源串联连接，而各组并联连接。在一个实施例中，电源电路包括相同类型的两个电源，并且可以切换配置子电路从而以并联方式或串联方式连接这些电源。在某些实施例中，除了可配置地以并联或串联方式连接电源之外，配置子电路在某些操作模式下还可以执行其它功能如调节或稳定由电源电路提供的电压。下文中，用术语“单向导体”来表示如下电子部件或电路其具有在本文中分别称为单向导体的阳极和阴极的两个端子；并且其允许电流沿着从标记为阳极的端子到标记为阴极的端子的方向流动，但是禁止电流沿着相反的方向，即沿着从标记为阴极的端子到标记为阳极的端子的方向流动。理想地，单向导体不允许任何电流沿着从标记为阴极的端子到标记为阳极的端子的方向流动，并且，在电流从阳极流向阴极的情况下，没有跨单向导体的电压降。但是，实际上，如果单向导体被反向偏置，即，如果阴极与阳极之间的电压差是正的，则单向导体通常具有从单相导体的阴极到其阳极的漏电流，并且，在电流从阳极到阴极
通过单向导体流动的情况下，阳极与阴极之间总是存在某个电压降。如本文中所使用的，单向导体根据这种装置和术语的习惯使用允许和禁止电流流动。例如，对于单向导体如二极管(或者耦合在一起以用作二极管的一对晶体管)，在二极管被正向偏置的情况下，允许电流流动，而在二极管被反向偏置的情况下，禁止电流流动。从而，单向装置可以禁止电流流动，而仍然允许漏电流通过该装置流动。本发明的一组实施例包括如下DC (直流)电源电路，该DC电源电路包括第一 DC电源；优选地与第一 DC电源为同一类型的第二 DC电源；以及配置子电路，其包括第一单向导体、第二单向导体和能够电断开或闭合的电子开关。开关将第一电源的正端子连接至第二电源的负端子。开关适合于使得在闭合的情况下允许电流从第一电源的正端子流向第二电源的负端子，而在断开的情况下禁止电流从第一电源的正端子流向第二电源的负端子。理想地，在开关闭合的情况下，当电流从第一电源的正端子流向第二电源的负端子时没有跨开关的电压降，而在开关断开的情况下，开关不允许任意电流从第一电源的正端子流向第二电源的负端子。但是，实际上，当开关闭合且电流通过开关流动时，开关上通常将存在至少一些电压降。此外，实际上，在开关断开的情况下，一些漏电流通常可以从第一电源的正端子流向第二电源的负端子(假定第一电源的正端子与第二电源的负端子之间存在正的电压差)，但是该漏电流通常远小于流过开关所连接的任意电源的平均电流。如本文中所使用的，开关根据这种装置和术语的习惯使用来允许和禁止电流流动。例如，对于诸如晶体管的开关，当晶体管的基极/栅极处存在合适的电流/电压时，允许发射极/源极与集电极/漏极之间的电流流动，而在该电流/电压被去除时，禁止发射极/源极与集电极/漏极之间的电流流动。因而，开关可以禁止电流流动，而仍然允许漏电流通过该装置流动。在一个实施例中，电子开关包括PNP晶体管。第一单向导体连接两个电源的正端子，使得允许电流沿着从第一电源的正端子到第二电源的正端子的方向流动，而禁止电流沿着相反的方向流动。使用以上限定的术语表示，这意味着第一单向导体的阳极连接至第一电源的正端子，而第一单向导体的阴极连接至第二电源的正端子。第二单向导体连接两个电源的负端子，使得允许电流沿着从第一电源的负端子到第二电源的负端子的方向流动，而禁止电流沿着相反的方向流动。使用以上限定的术语表示，这意味着第二单向导体的阳极连接至第一电源的负端子，而第二单向导体的阴极连接至第二电源的负端子。电路的连接第一单向导体和第二电源的正端子的节点构成电源电路的正端子。电路的连接第二单向导体和第一电源的负端子的节点构成电源电路的负端子。在示例性实施例中，如果开关断开，则整个电路相当于包括两个并联支路的电路，其中，第一支路包括串联连接的第一电源和第一单向导体，第二支路包括串联连接的第二单向导体和第二电源。在一些实施例中，电源是电压源。在这种情况下，第一支路用作提供如下电压的电压源，该电压等于第一电压源提供的电压减去第一单向导体中的电压降。第二支路用作提供如下电压的电压源，该电压等于第二电压源提供的电压减去第二单向导体中的电压降。整个电路用作提供如下电压的电压源，该电压是第一支路提供的电压和第二支路提供的电压中的最大电压。如果开关闭合，则整个电路相当于第一电源、开关和第二电源的串联连接。在一些实施例中，电源是电压源，如果开关闭合，则整个电路相当于第一电压源、开关和第二电压源的串联连接(没有电流流过第一单向导体和第二单向导体)。整个电路用作提供如下电压的电压源，该电压是第一电压源的电压与第二电压源的电压之和减去跨开关的电压降。本发明的另一组实施例包括如下DC电源电路，该DC电源电路包括N个支路(N是大于2的整数)，每个支路包括第一单向导体、电源和第二单向导体的串联连接。电路还包括N-I个开关。每个支路的第一单向导体将电路的表示电路负端子的节点连接至该支路的电源的负端子，使得电流能够从电路的表示电路负端子的节点流向该支路的电源的负端子，但是禁止电流沿着相反的方向流动。使用以上限定的术语表示，这意味着每个支路的第一单向导体的阳极连接至电路的表示电路负端子的节点，而每个支路的第一单向导体的阴极连接至该支路的电源的负端子。每个支路的第二单向导体将该支路的电源的正端子连接至电路的表示电路正端子的节点，使得电流能够从该支路的电源的正端子流向电路的表示电路正端子的节点，但是禁止电流沿着相反的方向流动。使用以上限定的术语表示，这意味着每个支路的第二单向导体的阳极连接至该支路的电源的正端子，而每个支路的第二单向导体的阴极连接至电路的表示电路正端子的节点。每个支路通过将该支路的电源的正端子连接至下一支路的电源的负端子的开关连接至下一支路。在一些实施例中，第一支路的将电路的表示电路负端子的节点连接至该支路的电源的负端子的单向导体可以用如下双向导体来替代，该双向导体在一些实施例中可以包括普通的导电连接元件如导线。在一些实施例中，最末支路的将该支路的电源的正端子连接至电路的表示电路正端子的节点的单向导体可以用如下双向导体来替代，该双向导体在一些实施例中可以包括普通的导电连接元件如导线。在一些典型的实施例中，电路的电源是电压源。如果所有开关都闭合，则电路相当于N个电压源和N-I个开关的串联，该电路提供等于N个电压源提供的电压之和减去块N-I个开关的电压降之和的电压。如果所有开关都断开，则电路相当于包括N个并联支路的电路，其中每个支路包括第一单向导体、电压源和第二单向导体的串联连接。每个支路用作提供如下电压的电压源，该电压等于该支路的电压源提供的电压减去跨该支路的第一单向导体和第二单向导体的电压降。整个电路用作提供为任何支路提供的电压中的最大电压的电压的电压源。通过正确地闭合某些开关并且断开其它开关，可以使得电路能够提供在当所有开关都闭合时达到的最大电压与所有开关都断开时达到的最小电压之间的电压。在这种情况下，可以将各支路有效地分成连续支路的多个组，其中，每个组都被限定成使得如果两个支路通过闭合的开关连接，则根据限定，这两个支路在同一组中，而如果两个支路通过断开的开关连接，则根据限定，这两个支路在不同的组中。每个组的子电路有效地包括电压源和连接电压源的闭合开关的串联电路，并且相当于提供如下电压的电压源，该电压等于该组中的电压源提供的电压之和减去该组中的连接该组的电压源的闭合的开关的电压降之和再减去跨两个单向导体的电压降(即，将表示整个电路的负端子的节点连接至该组的第一电压源的负端子的单向导体，以及将该组的最末电压源的正端子连接至表示整个电路的正端子的节点的单向导体)。整个电路提供的电压是任意组提供的电压中的最大电压。在一个实施例中，电压源被选择为使得电压源(近似地)具有相同的电流电压特性，并且，单向导体也被选择为使得单向导体(近似地)具 有相同的电流电压特性，并且，开关也被选择为使得开关(近似地)具有相同的电流电压特性。在这种情况下，如果开关闭合或者断开，使得所有得到的组都包含相同数量的电压源(即，每组的电压源的数量被选择为整个电路中的电压源的总数的约数)，则每个组提供相同的电压，并且可以在组间获得均布负载平衡(even load balancing)。因为每组中的电压源串联连接，所以以这种方式还可以获得对于所有各个电压源的均布负载平衡。整个电路能够在具有所有各个电压源的均布负载平衡的情况下提供的不同电压的数量取决于电路中的电压源的总数N的因数分解。在一些实施例中，电源是电压源，并且电压源中的一个或更多个包括电池。在其它实施例中，电压源中的一个或更多个可以包括电能的其它源，诸如光电池、充电的电容器或者燃料电池。在一些实施例中，电压源中的一个或更多个可以包括相当于电压源的电路。例如，电压源中的一个或更多个可以包括电池和电阻器的串联连接；或者电池和二极管的串联连接(其中，二极管的阳极连接至电池的正极，或者二极管的阴极连接至电池的负极);或者电池和二极管的并联连接(其中，二极管的阳极连接至电池的负极，而二极管的阴极连接至电池的正极)。在一些典型的实施例中，单向导体中的一个或更多个可以包括二极管。在其它实施例中，单向导体中的一个或更多个可以包括其它部件，诸如基极连接至集电极的双极结型晶体管。在一些实施例中，单向导体中的一个或更多个可以包括具有仅沿一个方向传导电流的两个端子的电路。这种电路的示例包括二极管和电阻器的串联连接、两个二极管的串联连接、基极连接至集电极的两个晶体管的串联连接、二极管和基极连接至集电极的双极结型晶体管的串联连接、两个单向导体的串联连接、两个二极管的并联连接、两个单向导体的并联连接等。在一些实施例中，开关中的一个或更多个包括晶体管。在一些具体实施例中，开关中的一个或更多个包括如下PNP型双极结型晶体管，其中，该PNP型双极结型晶体管的发射极连接至第一电压源的正端子，集电极连接至第二电压源的负端子，基极用于电断开或电闭合开关(例如通过给基极分别施加高电压和低电压)。在一些典型的实施例中，电路包括安装在印刷电路板上的一组离散的部件(例如电池、二极管、晶体管等)，这些离散的部件在电路板上通过导电布线连接。在其它实施例中，一些部件可以通过导线连接。在本发明的另一实施例中，电源是电压源，并且开关可以逐渐断开以传导更多或更少的电流。通过正确地使得断开的开关的导电程度根据整个电路的得到的电压变化(或者，不同地，通过正确地改变跨开关的电压降)，可以将开关有效地用于调节电路提供的电压。在一些实施例中，电路包含用作调节电路的额外的部件，该调节电路比较整个电路的输出电压与某个基准电压并且在输出电压与基准电压相比太低的情况下驱动开关以传导更多的电流而在输出电压与基准电压相比太高的情况下驱动开关以传导更少的电流。下面，在附图的讨论中提供更多细节。本发明的其它方面包括通过上述供电电路中的一种供电电路来供电的电子设备或者包括上述供电电路之一的电子设备。在一些实施例中，电子设备根据期望的电源电压断开和闭合可用开关。在一些实施例中，电子设备包括适合于确定所需要或所期望的是哪个电源电压的一个或更多个部件；确定应当断开和闭合哪些开关以获得所需要或所期望的 电源电压的一个或更多个部件；以及相应地断开或闭合开关的一个或更多个部件。在一些实施例中，这些一个或更多个部件可以包括微处理器或者微控制器，或者FPGA (现场可编程门阵列)，或者ASIC (专用集成电路)。在另一组实施例中，上述能够提供多于一种电压的供电电路之一以更高或更低的规则速率，以相对较高的频率在提供一种电压(例如高电压)与提供另一种电压(例如低电压)之间切换。切换电源电压得到了平均电源电压，该平均电源电压的值大约在供电电路提供的两个电压之间。通过相对于供电电路提供另一种电压的时间部分正确地选择供电电路提供一种电压的相对时间部分，可以将平均电压选择为具有电源电路提供的两个电压之间的任意电压。原则上，从而可以将平均电源电压给定为供电电路提供的两个电压之间的范围内的任意电压。在典型的实施例中，相对于供电电路提供另一种电压的时间部分，供电电路提供一种电压的相对时间部分是根据目标平均电源电压来选择的。这样，所提供的实际电压可以随着时间变化并且包括DC分量上的AC (交流)纹波。在一些具体实施例中，给供电电路添加了低通滤波器以减小AC纹波的幅度。在一些实施例中，电子设备包括强认证令牌。在一些实施例中，强认证令牌包括至少在某些操作模式期间需要某最小高电压的部件。在一些实施例中，这个高电压可以是大约5伏。这些部件可以包括IXD显示器；或者能够与5V的卡接口的智能卡接口 ；或者用于数据的光学传输的光学部件。在一些实施例中，强认证令牌包括能够以高电压或者较低电压供电的一个或更多个部件，其中，较低电压可以低至大约高电压的一半。在一些实施例中，这个较低电压可以是大约2. 6伏。在一些实施例中，这些部件可以包括持续地需要电力或者在强认证令牌的使用寿命的相当长的部分内需要电力的部件。在一个实施例中，这些部件可以包括适合于用作实时时钟的部件。在另一实施例中，这些部件包括用作用于存储数据的非易失性存储器的存储器，该数据可以包括配置参数、密码秘密、PIN值、计数器值或者其它应当跨强认证令牌的多次使用存储的值。在一些实施例中，强认证令牌包括适合于根据操作模式来确定是否需要高电压或者令牌是否能够在较低电压下操作以及在任意时刻优选的是哪种电压的部件，以确定应当断开和闭合哪些开关以获得优选电源电压，并且相应地断开和闭合合适的开关。在一个实施例中，强认证令牌包括需要5V以用于最优可视性的LCD显示器；以及包含密码秘密的RAM存储器；以及在令牌的使用寿命期间都必须被保留的PIN值。可以以2.5伏至5伏之间的任意电压给RAM存储器供电。令牌还包括电源电路，该电源电路包括如上所述地连接的两个3V电池、两个二极管以及PNP型晶体管开关。PNP型晶体管连接至电压调节电路，该电压调节电路在启用时驱动晶体管使得电源电路提供5V，而在停用时闭合开关使得电源电路提供3伏减去跨二极管的电压降。在一个实施例中，低电压模式下的电力消耗使得跨二极管的电压降是大约O. 4伏，从而得到的电源电压是大约2. 6伏。令牌还包括微处理器，该微处理器连接至电压调节电路以接通或断开电压调节电路，并且还适合于确定电源电压应在什么时候是5伏或者什么时候2. 6伏是优选的以及相应地接通或断开电压调节电路。根据本发明的其它方面，提供了一种处理电子设备的电力管理的方法，其中，该电子设备包括能够被切换以提供至少两种不同的电源电压(高电源电压和较低电源电压)的电子电源电路。在一个实施例中，电子设备具有至少两种不同的操作模式，其中，一些操作模式利用高电源电压，而其它操作模式可以利用这两种电源电压，但是，与用高电压供电时
相比，电子设备用较低电压供电时消耗较少电力。在典型的实施例中，该方法包括以下步骤·确定是否需要高电压或者电子设备是否能够使用较低电压工作，·选择哪种电源电压是优选的，以及·切换电子电源电路以提供优选电源电压。在一些实施例中，电子设备可以处于不同的操作模式，从而，在一些模式下可能需要高电压，而在其它模式下不需要高电压，并且，确定是否需要高电压或者电子设备是否能够使用较低电压工作的步骤包括考虑该设备处于哪种模式。在一些实施例中，电子设备包括在被启用的情况下需要高电压的一组部件，并且，确定是否需要高电压或者电子设备是否能够使用较低电压工作的步骤包括对于某种操作模式，确定这些部件的至少之一在这种模式下是否被启用。在其它实施例中，选择哪种电源电压是优选电压的步骤包括在需要高电压的操作模式下选择高电压；而在不需要高电压的至少一些操作模式下选择较低电压。在一些实施例中，选择哪种电源电压是优选电压的步骤包括在不需要高电压的操作模式下选择较低电压。在另外的实施例中，电子电源电路包括多个电源以及包括开关并且能够切换并联或串联的电源中的至少一些电源的配置子电路，并且，切换电子电源电路以提供优选电源电压的步骤包括根据所需要的电源电压合适地配置配置子电路的开关。在一些实施例中，电子设备包括具有显示器的强认证令牌，该显示器需要高电压以用于最优的可读性并且具有需要显示器的最优可读性的至少一种操作模式。在一些实施例中，电子设备包括具有智能卡阅读器的强认证令牌，该智能卡阅读器在驱动智能卡时需要高电压并且具有存在智能卡并且必须驱动智能卡的至少一种操作模式。虽然至此已经主要在强认证令牌的上下文中描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说清楚的是本发明还可以用在其它使用电源的设备中，在这些设备中，能够在两种或者多种电压之间进行电切换是有利的，并且有效地使用包括在设备的电源中的电源是有利的。有益效果本发明的一个重要优点在于可以仅用少量简单的部件的最小的额外成本在提供某最大电压与一种或更多种较低电压之间电切换包括多于一个电池(或者其它类型的电压源)的电源，其中，一种或更多种较低电压是单个电池(或者其它类型的电压源)所能提供的电压的(大约的)倍数。从而，包括实现本发明的具有两个同类型电池的电源的电子设备能够在高电压与较低电压之间切换，其中，在电子设备的电子电路需要高电压的情况下切换至高电压，较低电压是高电压的大约一半并且在电子设备能够使用该较低电压下工作时切换至该较低电压，从而，与两个电池都被永久地串联连接的情况相比，降低了总电力消耗。从而，包括实现本发明的具有两个电池的电源并且还适合于在需要高电压时的高电压与其它情况下的较低电压之间切换的强认证令牌能够通过降低其总电力消耗来显著地延长其寿命期望。本发明的更多优点对于本领域技术人员来说会是清楚的。

如附图所示，根据本发明的若干实施例的以下更具体的描述，本发明的上述以及其它特征和优点会是清楚的。图I示出根据本发明的一个实施例的电子电路。图2示出表示图I的电路的替选的电子电路。图3示出根据本发明另一实施例的电子电路。图4示出根据本发明又一实施例的电子电路。图5示出根据本发明再一实施例的电子电路。图6示出图5的电子电路的变型。图7示出根据本发明再一实施例的电子电路。图8示出处于特定状态下的如图7的电子电路。图9示出处于另一特定状态下的如图7的电子电路。图10示出图7的电子电路的变型。图11示出根据本发明再一实施例的电子电路。图12示出根据本发明实施例的电子设备。图13示出根据本发明实施例的方法。
具体实施方式
图I示出根据本发明一个实施例的电源电路，该电源电路包括两个电源40和50 ;以及在示例性实施例中包括两个单向导体10和30以及开关20的配置子电路5。第一电源40的负极连接至电路的负极90。第二电源50的正极连接至电路的正极80。开关20将第一电源40的正极连接至第二电源50的负极。第一单向导体10连接两个电源40和50的正极。第二单向导体30连接两个电源40和50的负极。单向导体10和30适合于使得单向导体10和30 (理想地)仅沿一个方向传导电流。至少当开关20闭合时，第一单向导体10允许电流从第一电源40的正极流向电路的正极80，而防止任意显著量的电流沿着相反方向流动。至少当开关20闭合时，第二单向导体30允许电流从电路的负极90流向第二电源50的负极，而防止任意显著量的电流沿着相反方向流动。开关20适合于使得当开关20闭合时，允许电流从第一电源40的正极流向第二电源50的负极，而当开关20断开时，防止任意显著量的电流从第一电源40的正极流向第二电源50的负极。[0073]当开关20闭合时，电路相当于第一电源40和第二电源50的串联连接(至少在开关20和单向导体10和30分别能够被认为是理想开关和理想单向导体的程度上)。当开关20断开时，电路相当于第一电源40和第二电源50的并联连接(至少在开关20和单向导体10和30分别能够被认为是理想开关和理想单向导体的程度上)。在一个实施例中，电源40和50可以包括电压源，例如电池、光致电压源、燃料电池、充电电容器或某些其它类型的DC (直流)电压源。在另一实施例中，电源40和50可以包括电流源。在一个实施例中，单向导体10和30可以包括二极管。在另一实施例中，电源40和50 二者都包括电压源(例如 电池)并且输送相同的电压，单向导体10和30每个包括具有相同(或者至少相似)的电压特性的二极管，其中，第一二极管10的阳极连接至第一电压源40的正极，而第一二极管10的阴极连接至电路的正极80，并且其中第二二极管30的阳极连接至电路的负极90，而第二二极管30的阴极连接至第二电压源50的负极。在这种情况下，如果开关20闭合，则电路提供如下电压，该电压等于每个电压源提供的电压的两倍减去开关20中的电压降。如果开关20断开，则电路相当于串联的电压源和二极管的两次并联连接，并且电路提供如下电压，该电压等于一个电压源提供的电压减去一个二极管中的电压降。电路的负载电流在两个电压源之间平衡。图2示出替选电源电路，该替选电源电路示出了图I的电路的优点并且包括两个电源42和52、单向导体12和开关22。第一电源42的负极连接至电路的负极92。第一电源42的正极连接至第二电源52的负极。开关20将第二电源52的正极连接至电路的正极82。单向导体12将第一电源42的正极连接至电路的正极82。单向导体12允许电流从第一电源42的正极流向电路的正极82并且防止任意显著量的电流沿相反方向流动。如果开关22闭合，则电路相当于第一电源42和第二电源52的串联连接。在这种情况下，图2的电路提供等于第一电源和第二电源提供的电压减去跨开关22的电压降的电压。在开关22断开的情况下，电路相当于第一电源42和单向导体12的串联连接。在这种情况下，图2的电路提供等于第一电源42提供的电压减去跨单向导体12的电压降的电压。图I和图2所示电路都可以切换以提供两个电压之一，并且图I和图2所示电路能够提供相同的电压。图2的电路具有的优点在于图2的电路比图I的电路少需要一个部件(单向导体)。但是，图I的电路具有的独特优点在于，当开关20断开(以提供其能够提供的两个电压中的较低电压)时，负载电流在两个电压源40和50上平衡。相比较而言，如果图2的电路的开关12断开(以提供其能够提供的两个电压中的较低电压)，则需要由第一电压源42来完全提供负载电流。因此，与图2的电路(不根据本发明)相比，图I的电路(根据本发明的实施例)更有效地使用两个电源的电力。图3示出了根据本发明另一实施例的电子电路，该电子电路包括开关325和供电子电路300，供电子电路300又包括两个电池340和350、两个二极管310和330、PNP型双极结型晶体管320和电阻器326。第一电池340的负端子连接至电路的负端子390 (其也是子电路300的负端子并且在示出的示例中与地一致)。第一电池340的正端子连接至第一二极管310的阳极。第一二极管310的阴极连接至电路的正端子380 (其也是子电路300的正端子)。第二电池350的正端子连接至电路的正端子380。第二电池350的负端子连接至第二二极管330的阴极。第二二极管330的阳极连接至电路的负端子390。第一电池340的正端子还连接至PNP型晶体管320的发射极。晶体管320的集电极连接至第二电池350的负端子。晶体管320的基极连接至电阻器326的一个端子。电阻器326的另一个端子用作子电路300的控制端子385。开关325能够将子电路300的控制端子385 (即电阻器326)连接至电路的正端子380或者电路的负端子390。子电路300是如下供电电路，该供电电路能够通过其正端子380和负端子390提供电力，并且该供电电路提供的电压可以通过如下控制端子385来控制。如果开关325将电阻器326连接至电路的负端子390，则晶体管320将用作闭合的开关，并且电路相当于具有处于闭合状态的开关20的图I的电路。如果开关325将电阻器326连接至电路的正端子380，则晶体管320将用作断开的开关，并且电路相当于具有处于断开状态的开关20的图I的电路。在一个实施例中，开关325可以包括在判定逻辑中，该判定逻辑适合于判定电路应当提供较高电压还是较低电压。图4示出根据本发明又一实施例的电子电路。该电子电路包括开关425和供电子电路400。子电路400包括两个电池440和450、两个二极管410和430、PNP型双极结型晶体管420和开关425。第一电池440的负端子连接至电路的负端子490(其也是子电路400 的负端子并且在示出的示例中与地一致)。第一电池440的正端子连接至第一二极管410的阳极。第一二极管410的阴极连接至电路的正端子480 (其也是子电路400的正端子)。第二电池450的正端子连接至电路的正端子480。第二电池450的负端子连接至第二二极管430的阴极。第二二极管430的阳极连接至电路的负端子490。第一电池440的正端子还连接至PNP型晶体管420的发射极。晶体管420的集电极连接至第二电池450的负端子。子电路400还包括电压调节子电路479。电压调节子电路479可以具有连接至电路的正端子480的端子。电压调节子电路479的另一端子485连接至开关425，开关425能够将电压调节子电路479的另一端子485连接至电路的正端子480或电路的负端子490。电压调节子电路479的又另一端子连接至PNP晶体管420的基极以操纵PNP型晶体管420的电导性。电压调节子电路479适合于确保以下行为。如果开关425将电压调节子电路479的控制端子485连接至正端子480，则电压调节子电路479不被启用。在这种情况下，PNP型晶体管420将不处于导电状态并且将有效地用作断开的开关。这样，整个电路提供如下电压，该电压等于一个电池的电压减去跨二极管的电压降，并且，负载在两个电池上平衡(在两个电池和两个二极管都具有相同的电压电流特性的程度上)。如果开关425将电压调节子电路479的控制端子485连接至负端子490，则电压调节子电路479被启用。在这种情况下，电压调节子电路479将调节晶体管420的电导性，从而调节晶体管420上的电压降。通过这样做，能够将整个电路提供的电压调节至最小值与最大值之间，最小值等于一个电池提供的电压减去跨二极管的电压降(当晶体管420被操纵成完全不导电时)，最大值等于两个电池提供的电压之和减去处于最大导电状态的晶体管420上的电压降(当晶体管420被操纵成最大程度地导电时)。在一个实施例中，电压调节子电路479适合于(在被启用时)使整个电路提供的电压稳定至特定值。在一个实施例中，电压调节子电路479包括基准子电路470、比较器子电路460和反馈子电路465。当电压调节子电路479被启用时(即当开关425连接至电路的负端子490时)，基准子电路470提供相对较稳定的基准电压，反馈子电路465提供作为电路所提供的电压的指示的反馈电压，比较器子电路460比较基准子电路470提供的基准电压与反馈子电路465提供的电压。如果反馈电压低于基准电压，则比较器子电路460将驱动晶体管420以增加晶体管420的电导性，这将使得电路提供的电压增加，从而使得反馈电压增加。如果反馈电压高于基准电压，则比较器460将驱动晶体管420以减小晶体管420的电导性，这将使得电路提供的电压减小，从而使得反馈电压减小。在一个实施例中，开关425可以包括在判定逻辑中，该判定逻辑适合于判定电路应当提供更高电源电压还是更低电源电压。图5示出根据本发明再一实施例的电子电路。该电子电路包括开关525和电压提供子电路500，电压提供子电路500包括两个电池540和550、两个二极管510和530以及PNP型双极结型晶体管520，这些部件以与图4的电路的相应部件相同的方式连接。图5的子电路500还包括四个电阻器571、563、566和567、齐纳二极管575和两个晶体管561和562。第一电阻器571的一个端子连接至电路的正端子580。第一电阻器571的另一个端子连接至第一晶体管561的基极。齐纳二极管575的阴极也连接至第一晶体管561的基极。齐纳二极管575的阳极连接至子电路500的控制端子585。第一晶体管561的集电极连接至PNP型晶体管520的基极。第一晶体管561的发射极连接至电阻器563的一个端子。电阻器563的另一个端子连接至电路500的控制端子585。第二晶体管562的集电极连接至电路的正端子580。第二晶体管562的发射极连接至第一晶体管561的发射极(并且从而连接至电阻器563)。电阻器566的一个端子连接至电路的正端子580。电阻器566的另一个端子连接至第二晶体管562的基极。电阻器567的一个端子也连接至第二晶体管562的基极。电阻器567的另一个端子连接至子电路500的控制端子585。子电路500的控制端子585连接至开关525，开关525能够将子电路500的控制端子585连接至电路的正端子580或负端子590。在开关525将齐纳二极管575以及电阻器563和567连接至电路的负端子590的情况下，电阻器571和齐纳二极管575用作电压基准子电路，两个晶体管561和562以及电阻器563 —起用作比较器子电路，并且两个电阻器566和567 —起用作反馈子电路。跨齐纳二极管575的电压是施加给第一晶体管561的基极的基准电压。跨电阻器567的电压是反馈电压并且与电路的正端子580和负端子590之间的电压成比例。这个反馈电压被施加给第二晶体管562的基极。在反馈电压高于基准电压时，第一晶体管561将驱动PNP型晶体管520以使其电导率变小，这使得跨PNP型晶体管520的电压降变大，这又使得电路的正端子580与负端子590之间的电压降低，从而使得第二晶体管562的基极处的反馈电压成比例地降低。反之亦然，在反馈电压低于基准电压时，第一晶体管561将驱动PNP型晶体管520以使其电导率变大，这使得PNP型晶体管520上的电压降降低，这又使得电路的正端子580与负端子590之间的电压升高，并且从而使得第二晶体管562的基极处的反馈电压成比例地升高。换言之，将使电路提供的电压稳定在与齐纳二极管575提供的基准电压成比例的电压附近。在一个实施例中，在开关525将齐纳二极管575以及电阻器563和567连接至电路的负端子590的情况下，电路提供的电压被调节至低于两个电池540和550提供的电压之和，但是高于当PNP型晶体管520完全断开时所提供的电压。在一个实施例中，两个电池提供大约3伏的电压，并且电路的部件被正确地选择为使得电路提供的电压被调节至接近5伏。[0091]如果开关525将齐纳二极管575以及电阻器563和567连接至电路的负端子590，则包括四个电阻器571、563、566和567、齐纳二极管575和两个晶体管561和562的电压调节子电路被停用，并且PNP晶体管520被断开。在这种情况下，电路提供的电压是两个电池540和550中的每个提供的电压减去跨二极管510和530中的每个的电压降。在一个实施例中，开关525可以被包括在判定逻辑529中，判定逻辑529适合于判定电路应当提供更高电源电压还是更低电源电压。在一个实施例中，判定逻辑529可以包括FPGA (现场可编程逻辑门阵列)。在另一实施例中，判定逻辑529可以包括ASIC (专用集成电路)。在又一实施例中，判定逻辑529可以包括微处理器或微控制器。在一个实施例中，判定逻辑529通过直接或间接连接至电路的正端子580和负端子590来接收其电源。图6示出图5的电子电路的变型。图6的电路的与图5的部件对应的部件被给予相同的附图标记。在图6的电路中，用包括电阻器676和677以及晶体管678的子电路代替齐纳二极管575。晶体管678的集电极连接至晶体管561的基极。晶体管678的发射极 连接至开关525的也连接至电阻器563和567的相同端子。电阻器676的一个端子连接至晶体管678的集电极，电阻器676的另一个端子连接至同一晶体管的基极。电阻器677的一个端子连接至晶体管678的发射极(并且从而，晶体管678的发射极将电阻器677的一个端子连接至开关525)，电阻器677的另一个端子连接至同一晶体管的基极。电阻器676和677以及晶体管678 —起给晶体管561的基极提供基准电压。对于本领域技术人员来说清楚的是可以通过例如增加额外的部件以增强电压调节的稳定性来改善上述电路。图7示出根据本发明一个或更多个实施例的电子电路。该电路包括N个电源1030的组、N-I个电子开关1020的组、第一组N个单向导体1040和第二组N个单向导体1010，其中，N是大于I的正整数。部件相互连接以形成N个支路，每个支路包括第一组单向导体1040的中的第一单向导体1040、电源1030、第二组单向导体1010中的第二单向导体1010的串联连接，其中，第一单向导体1040将电源1030的负端子连接至电路的负端子1090，使得允许电流从电路的负端子1090流向电源1030，但是阻挡沿着相反方向的任何显著电流，并且其中第二单向导体1010将电源1030的正端子连接至电路的正端子1080，使得允许电流从电源1030流向电路的正端子1080，但是阻挡沿着相反方向的任意明显的任何显著电流。此外，N个支路还按顺序排列，其中，每个支路(除了最末支路)的电源1030的正端子通过N-I个开关1020之一连接至下一支路的电源的负端子。在典型的实施例中，单向导体1010和1040中的一个或更多个包括二极管。在另一典型的实施例中，电源1030中的一个或更多个包括DC电压源如电池或光致电压源或者燃料电池或者充电的电容器。在另一个典型的实施例中，开关1020中的一个或更多个包括
晶体管。图7示出了该电路的特定状态，其中所有开关1020都断开。在这种状态下，电路相当于包括N个支路的并联连接的电路，其中每个支路包括第一组单向导体1040中的单向导体、电源1030和第二组单向导体1010中的单向导体的串联连接。在一个实施例中，所有电源都是(近似地)具有相同电流电压特性的电压源，并且所有单向导体都(近似地)具有相同的电流电压特性。在这种情况下，处于图7的状态下的电路提供如下电压，该电压等于单个电压源提供的电压减去两个单向导体上的电压降。负载电流在所有电压源上平衡。[0098]图8示出图7的电路的另一特定状态，其中所有开关1020都闭合。在这种情况下，电路相当于第一组单向导体的第一支路单向导体1041、N个电源1030、N-I个闭合的开关1020以及第二组单向导体的最末支路单向导体1011的串联连接。在这种情况下，处于图8的状态下的电路提供如下电压，该电压等于N个电压源提供的电压之和减去N-I个开关上的电压降再减去第一组单向导体的第一支路单向导体1041和第二组单向导体的最末支路单向导体1011上的电压降。图9示出图7的电路的再一种状态。在这种状态下，一些开关闭合而其它开关断开。可以看出，多个子电路中的每个子电路包括通过闭合的开关连接的随后的支路，并且其中子电路被限定成使得如果两个支路通过闭合的开关连接，则两个支路都属于同一子电路，而如果两个支路通过断开的开关连接，则一个支路是一个子电路的最末支路，而另一个支路是下一子电路的第一支路。在图9的具体示例中，四个子电路1101、1102、1151和1199被示出为每个包括通过闭合的开关连接的两个随后的支路。每个子电路相当于该子电路的第一支路的第一组单向导体1040的单向导体、该支路的所有电源、该子电路的所有闭合的开关以及该子电路的最末支路的第二组单向导体1010中的单向导体的串联连接。整个电 路相当于所有这些子电路的并联连接。在一个实施例中，电源1030是电压源，并且每个子电路提供如下电压，该电压等于该子电路的所有电压源提供的电压之和减去该子电路的所有闭合的开关上的电压降再减去该子电路的第一组单向导体的第一支路的单向导体和该子电路的第二组单向导体的最末支路的单向导体上的电压降。通过正确地选择断开哪些开关和闭合哪些开关，能够使得电路提供多种电压中的任意电压。 在一个实施例中，所有电源都是(近似地)具有相同的电流电压特性的电压源，并且所有单向导体都(近似地)具有相同的电流电压特性，并且所有闭合的开关都(近似地)具有相同的电流电压特性。如果开关被配置成使得子电路如上所述都包括相同数量的支路，则每个子电路将(近似地)提供相同的电压，并且负载电流将在电压源上平衡。电路从而能够在获得电压源的平衡的负载的同时提供的不同电压的数量取决于支路的数量N，更具体地取决于N的因数分解。图10示出图7、图8、图9的电子电路的变型。关于图7、图8、图9的实施例，在图10的实施例中，电路的第一支路的第一组单向导体1040中的单向导体1041和电路的最末支路的第二组单向导体1010中的单向导体1011被双向导电连接代替。在一个实施例中，这些双向导电连接可以包括电阻部件。对于本领域技术人员来说清楚的是例如类似于图4、5和6所示的图I的电路的增强，图7、图8、图9和图10所示的实施例可以用额外的部件和/或子电路来增强，以稳定电路提供的电压。图11示出根据本发明再一实施例的电子电路。该电子电路包括根据本发明的诸如上述供电电路之一的供电电路700。在一组实施例中，供电电路700可以包括图I、图3(子电路300)、图4 (子电路400)、图5 (子电路500)、图6 (子电路500)、图7、图8、图9或图10的供电电路之一。供电子电路700包括可以用于控制供电子电路700中包括的一个或更多个开关的状态的一个或更多个端子785。在特定一组实施例中，一个或更多个端子785可以用于控制图7、图8、图9或图10的供电电路之一的开关1020的状态。供电子电路700适合于用作能够提供两个或更多个不同电压的电压源。在这种情况下，一个或更多个端子785可以用于控制供电子电路700要提供哪个电压。该电路还包括连接至供电子电路700的一个或更多个控制端子785的控制部件729。控制逻辑729以相对较高的频率(大致规则地)切换供电子电路700的状态，使得供电子电路700交替地提供高电压和较低电压。电路还可以包括连接至供电子电路700的正端子780和负端子790的低通滤波器800。低通滤波器800抑制供电子电路700提供的电压中的高频分量。电路的输出端781和791处得到的电压是具有纹波的DC电压。DC电压的值是根据控制逻辑729切换供电子电路700以分别提供高电压和较低电压的相对时间部分来确定的。从而，DC电压可以被给定为高电压与较低电压之间的任意电压。纹波的幅度是根据控制 逻辑729切换供电子电路700的频率以及低通滤波器800和连接至电路的端子781和791的负载(未示出)的特性来确定的。在典型的实施例中，供电子电路在高电压与较低电压之间切换的频率越高，纹波的幅度将越小。在一些实施例中，在每次切换期间，可能出现一定的电能损失，并且，供电子电路在高电压与较低电压之间切换的频率越低，总的损失将越小。在一些实施例中，组成低通滤波器的部件被选择成使得AC纹波的幅度最小，同时保持部件的成本是可接受的。在其它实施例中，组成低通滤波器的部件被选择成使得部件的成本最小，同时保持AC纹波的幅度是可接受的。在一些实施例中，正确地选择电源电路在提供一种电压与提供另一种电压之间进行切换的频率，以保持AC纹波的幅度在可接受的范围内，同时使得与切换有关的损失最小。在其它实施例中，正确地选择切换频率，以使得AC纹波的幅度最小，同时保持与切换有关的损失在可接受的范围内。在一组实施例中，低通滤波器800包括电感器810和电容器820的串联连接，其中，电感器810的一个端子连接至供电子电路700的正端子780，而电感器810的另一个端子连接至电容器820的正端子，电容器820的正端子也是正输出端781，并且，电容器820的负端子连接至供电子电路700的负端子790，供电子电路700的负端子790也是负输出端791。图12不出根据本发明实施例的电子设备2200。电子设备2200包括如下电子电路，该电子电路包括供电子电路2000以及连接至供电子电路2000的正端子2080和负端子2090的一组各种电子部件2100。在一些实施例中，供电子电路2000包括能够被切换以提供至少两个不同电源电压即高电源电压和较低电源电压的可配置电子电源子电路。在一些实施例中，供电子电路2000包括根据本发明的供电电路，诸如上述供电电路之一。在一组实施例中，供电子电路2000可以包括图I、图3 (子电路300)、图4 (子电路400)、图5 (子电路500)、图6(子电路500)、图7、图8、图9、图10或图11的供电电路(子电路700和800的组合)之一。在另一实施例中，供电子电路2000包括可以用于控制供电子电路2000中包括的一个或更多个开关的状态的一个或更多个端子2085。在某一组实施例中，一个或更多个端子2085可以用于控制图7、图8、图9或图10的供电电路之一的开关1020的状态。在又一实施例中，供电子电路2000适合于用作能够提供两个或更多个不同电压的电压源。在这种情况下，一个或更多个端子2085可以用于控制供电子电路2000要提供哪个电压。在一些实施例中，供电子电路2000包括稳定或调节供电子电路2000所能提供的电压中的一个或更多个电压的子电路。在另一组实施例中，控制端子2085对应于相应的图3、图4以及图5和图6的各个供电电路300、400和500的控制端子385、485或585之一。[0109]一组各种电子部件2100包括适合于判定供电子电路2000需要处于哪种状态的判定逻辑2029。在一些实施例中，判定逻辑2029连接至供电子电路2000的一个或更多个端子2085以控制供电子电路2000的状态。在一些具体实施例中，判定逻辑2029连接至供电子电路2000的一个或更多个端子2085以控制包括在供电子电路2000中的一个或更多个开关的状态。在另外的实施例中，供电子电路2000适合于用作能够提供两个或更多个不同电压的电压源，并且判定逻辑2029连接至供电子电路2000的一个或更多个端子2085以选择供电子电路2000需要提供的电压。在其它实施例中，判定逻辑2029包括开关2025。在一些实施例中，开关2025具有与图3的电路的开关325或图4的电路的开关425或图5或图6的电路中的开关525相似的功能。在一些实施例中，判定逻辑2029具有与图5或图6的电路中的判定逻辑529相似的功能。在一些实施例中，判定逻辑2029可以包括微处理器或微控制器。在其它实施例中，判定逻辑2029可以包括现场可编程门阵列(FPGA)或者专用集成电路(ASIC)。一组各种电子部件2100还可以包括如下部件，该部件在设备的所有操作模式下需要持续的电源，但是能够使用多于一个电源电压或电源电流工作。在一些实施例中，这些部件可以包括RAM存储器2120和/或实时时钟2110。一组各种电子部件2100还可以包括在一些操作模式下需要特定电源电压的部件。在一些实施例中，这些部件可以包括电子通信接口 2130和/或输出部件2140。在一组实施例中，电子通信接口 2130可以包括智能卡阅读器。在一些实施例中，在一些操作模式下可能需要为智能卡阅读器2130提供5伏。在另一组实施例中，输出部件2140可以包括显不器如液晶显不器(IXD)。在一些实施例中，显不器2140需要5伏的电源电压来实现最优的可读性。一组各种电子部件2100可以包括另外的部件(这些部件可以没有在图11中示出)，诸如可以包括键盘的用于输入数据的输入装置、或者用于光通信的装置、或者可以包括指纹阅读器的计量生物学设备、或者可以包括听觉输出装置的另外的输出设备如用于输出可以包括合成语音的声音的扬声器、或者可以包括可编程处理设备如可以进行各种数据处理和/或控制功能的微处理器或微控制器的处理设备、或者可以包括ROM或EEPROM存储器或者(优选地是小型)磁盘驱动器的用于存储数据的一个或更多个存储器部件。在一些实施例中，电子设备2200包括便携式电子设备如手机或者智能电话或者MP3播放器。在其它实施例中，电子设备2200包括强认证令牌。在一个实施例中，强认证令牌包括可能需要5伏来实现最优可读性的显示器2140。电子设备2200可以包括用于存储数据如一个或更多个秘密密钥或密码秘密和/或PIN值和/或配置参数和/或计数器值的RAM存储器2120。电子设备2200还可以包括适合于执行密码算法例如以生成动态口令或一次性口令、执行质询响应功能和/或生成电子签名的微处理器或微控制器2025。在一些实施例中，电子设备2200还可以包括可以用于生成基于时间的一次性口令的实时时钟2120。在一些实施例中，电子设备2200还可以包括智能卡阅读器2130以与智能卡通信。智能卡阅读器2130可能需要5伏的电源电压来用于正确的工作。在特定实施例中，智能卡阅读器2130与金融智能卡(如借记或信用智能卡)通信例如以生成一次性口令和/或电子签名。强认证令牌可以能够在不同的模式下工作。在一些模式下，强认证令牌可能需要特定电压供给，并且判定逻辑2029相应地操纵电源电路2000以提供正确的电压。在其它模式下，与电源电压有关的要求不是那么具体，并且判定逻辑2029操纵电源电路2000，使得电源电路2000提供电力，同时有效地使用其包括的电力源。在一个实施例中，强认证令牌的电源电路2000能够提供至少两个不同的电源电压(相对)低的电源电压(例如2. 6伏)和(相对)高的电源电压(例如5伏)。在一个实施例中，电源电路2000包括标称提供例如3伏的相同类型的两个电压源(例如电池)、可以包括二极管的两个单向导体，以及可以包括晶体管的开关，电压源、单向导体和开关根据本发明如以上关于图I、图3、图4、图5和图6描述的那样互连，并且其中，电源电路2000的控制端子2085允许控制开关的状态。令牌的电源电路2000例如可以包括图3(子电路300)、图4(子电路400)、图5 (子电路500)或图6 (子电路500)的电源电路。令牌包括连接至电源电路2000的控制端子2085的微处理器2029。令牌还包括在令牌的一些操作模式下需要高电源电压的一个或更多个部件。这些高电压部件可以包括需要 高电压来实现最优可读性的显示器2140或者(可选地)需要高电压来与插入的智能卡通信的智能卡阅读器2130。令牌还包括需要持续的电源但是能够在电源电压的宽范围内工作的一个或更多个部件，该宽范围包括低电源电压与高电源电压之间的电压范围。这些低电压部件例如可以包括以非易失方式存储特定数据(如秘密密钥或者PIN值或者计数器值或者配置参数)并且能够使用例如2. 5伏和5. 5伏之间的电源电压工作的RAM存储器2120。令牌还可以包括必须持续地由例如2. 5伏和5. 5伏之间的电源电压供电的实时时钟2110。当令牌需要在显示器2140上输出数据或者需要与智能卡通信时，令牌需要高电源电压；否则，低电源电压是足够的。在令牌需要高电源电压的高电压模式下，令牌的微处理器2029切换电源电路2000以提供(例如5伏的)较高的电源电压。在不需要高电源电压的低电压模式下，令牌的微处理器2029切换源电路2000以提供较低的电源电压，从而尽可能有效地使用电池。在特定实施例中，令牌的微处理器2029包括开关2025，开关2025能够将电源电路2000的控制端子2085连接至电源电路2000的正端子2080或负端子2090，从而控制电源电路2000中的开关的状态以及选择低电源电压或高电源电压。图13示出根据本发明的用于处理电子设备的电力管理的方法，该电子设备包括能够被切换以提供至少两个不同的电源电压，即高电源电压和低电源电压的电子电源电路，其中，电子设备在一些操作模式下需要高电源电压，而在其它操作模式下能够使用这两种电源电压工作。在一些实施例中，电子设备包括参照图12描述的电子设备的实施例之一。在特定实施例中，电子设备包括强认证令牌。在典型的实施例中，方法包括步骤 确定是否需要高电源电压(3100)，·选择哪种电源电压是优选的(3200)，·配置设备的电子电源电路以提供所选择的优选电压(3300)。在一些实施例中，电子设备可以处于不同的操作模式下，其中在一些操作模式下可能需要高电压，而在其它操作模式下不需要高电压，并且，确定是否需要高电压或者电子设备能否使用较低电压工作的步骤包括考虑该设备处于哪种模式(3110)。在一些实施例中，电子设备包括在被启用时需要高电源电压的部件，并且确定是否需要高电源电压(3100)包括针对具体操作模式确定是否将使用电子设备的部件中的在被启用时需要高电源电压的一个部件(3120)。[0124]在其它实施例中，选择优选电源电压(3200)包括在需要高电源电压的模式下选择高电压(3210)。在另外的实施例中，选择优选电源电压包括在不需要高电源电压的模式下选择低电压(3220)。在另外的实施例中，电子电源电路包括多个电源以及包括开关的配置子电路，开关的状态确定电源如何互连；并且配置电子电源电路以提供优选电源电压的步骤(3300)包括根据所需电源电压合适地设置配置子电路的切换的状态(3310)。在一些实施例中，电子电源电路包括根据图I或图3至图11所述的电源电路之一。虽然上面已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，各种实施例仅是作为 示例给出的，而并非限制。因而，本发明的宽度和范围应当不受上述示例性实施例中的任何实施例的限制，而应当仅根据所附权利要求及其等同描述来限定。
权利要求1.一种能够提供至少两种不同的电压或电流的用于强认证令牌的电子供电电路，其特征是，所述电子供电电路包括 第一直流电源，其具有正端子和负端子， 第二直流电源，其具有正端子和负端子，以及 配置电路，其连接在所述第一直流电源与所述第二直流电源之间，所述配置电路包括: 第一单向导体，其阳极连接至所述第一电源的所述正端子，其阴极连接至所述第二电源的所述正端子， 第二单向导体，其阳极连接至所述第一电源的所述负端子，其阴极连接至所述第二电源的所述负端子，以及 电子开关，其具有断开状态和闭合状态，所述电子开关包括连接至所述第一电源的所述正端子的一个端子以及连接至所述第二电源的所述负端子的另一端子，当所述电子开关处于所述断开状态时所述配置电路并联连接所述第一电源和所述第二电源，而当所述电子开关处于所述闭合状态时所述配置电路串联连接所述第一电源和所述第二电源。
2.根据权利要求I所述的电子供电电路，其特征是，当所述电子开关处于所述闭合状态时，所述电子开关允许电流从所述第一电源的所述正端子通过所述电子开关流向所述第二电源的所述负端子，而当所述电子开关处于所述断开状态时，所述电子开关禁止电流流过所述电子开关。
3.根据权利要求I所述的电子供电电路，其特征是，所述电子开关包括PNP型晶体管，所述PNP型晶体管的发射极连接至所述第一电源的所述正端子，所述PNP型晶体管的集电极连接至所述第二电源的所述负端子。
4.根据权利要求I所述的电子供电电路，其特征是，所述单向导体包括二极管。
5.根据权利要求I所述的电子供电电路，其特征是，所述直流电源包括直流电压源。
6.根据权利要求5所述的电子供电电路，其特征是，所述电子开关的电导率能够被调节，并且所述电子供电电路还包括连接至所述电子开关的电压调节子电路，当所述电压调节子电路被启用时，所述电压调节子电路适合于调节所述电子开关的电导率，使得所述电子供电电路提供的电压具有期望的值。
7.根据权利要求6所述的电子供电电路，其特征是，所述电压调节子电路包括连接至所述电子开关的电压基准子电路、电压反馈子电路和电压比较子电路，从而，当所述电压调节子电路被启用时， 所述电压基准子电路适合于向所述电压比较子电路提供基准电压； 所述电压反馈子电路适合于向所述电压比较子电路提供反馈电压，其中，所述反馈电压指示所述电子供电电路提供的所述电压的值； 所述电压比较子电路适合于比较所述基准电压与所述反馈电压，并且还适合于调节所述电子开关的所述电导率以减小所述基准电压与所述反馈电压之间的差。
8.—种能够提供至少两种不同的电压或电流的电子供电电路，其特征是，所述电子供电电路包括正端子、负端子、N个电源的组、第一组N个具有阳极和阴极的单向导体、第二组N个具有阳极和阴极的单向导体以及N-I个电子开关的组，其中 N是大于I的整数；所述N个电源中的每个电源的所述正端子连接至所述第一组N个单向导体中的单向导体之一的所述阳极，并且所述单向导体的所述阴极连接至所述电子供电电路的所述正端子; 所述N个电源中的每个电源的所述负端子连接至所述第二组N个单向导体中的单向导体之一的所述阴极，并且所述单向导体的所述阳极连接至所述电子供电电路的所述负端子; 按预定顺序布置所有所述N个电源；并且 所述N个电源中的除了最末电源以外的每个电源的所述正端子连接至所述N-I个电子开关之一的第一端子，并且所述电子开关的第二端子连接至下一个电源的所述负端子，其中，所述电子开关在断开的情况下允许电流从其所述第一端子流向其所述第二端子，而在闭合的情况下禁止电流从其所述第一端子流向其所述第二端子。
9.根据权利要求8所述的电子供电电路，其特征是，还包括控制子电路，所述控制子电路适合于根据期望的电源电压断开或闭合适合的开关。
10.一种可调电压提供电路，其特征是，所述可调电压提供电路包括根据权利要求I或8所述的电子供电电路，所述可调电压提供电路还包括子电路，所述子电路适合于控制所述电子供电电路的所述电子开关的所述状态，以重复地在以第一时间段提供一个电源水平和以第二时间段提供另一电源水平之间来回切换所述电子供电电路，其中，基于所述第一时间段与所述第二时间段之比来提供平均电源水平。
11.根据权利要求10所述的可调电压提供电路，其特征是，还包括低通滤波器，所述低通滤波器适合于抑制所提供的电源水平上的高频纹波。
12.—种具有多个操作模式的强认证令牌，其特征是，所述令牌包括根据权利要求I、6或8中任一项所述的能够提供至少第一电源水平和不同于所述第一电源水平的第二电源水平的电子供电电路，所述令牌还包括 第一组部件，其在所述令牌的至少一些操作模式下需要所述第一电源水平， 第二组部件，其能够使用所述第一电源水平和所述第二电源水平工作，以及 控制子电路，其适合于控制所述电子供电电路提供的电源水平； 所述控制子电路还适合于 确定所述令牌是否处于所述第一组部件中的所述部件的至少之一需要所述第一电源水平的操作模式，以及 在确定所述令牌处于所述第一组部件中的所述部件的至少之一需要所述第一电源水平的操作模式的情况下，控制所述电子供电电路提供所述第一电源水平，以及 在所述令牌处于所述第一组部件中没有部件需要所述第一电源水平的一些其它操作模式之一的情况下，控制所述电子供电电路提供所述第二电源水平。
13.根据权利要求12所述的令牌，其特征是，所述电子供电电路还包括子电路，所述子电路适合于控制所述电子供电电路的所述电子开关的所述状态，以重复地在以第一时间段提供一个电源水平和以第二时间段提供另一电源水平之间来回切换所述电子供电电路，其中，基于所述第一时间段与所述第二时间段之比来提供平均电源水平。
14.根据权利要求12所述的令牌，其特征是，所述第一组部件至少包括显示器或智能卡阅读器。
15.根据权利要求14所述的令牌，其特征是，所述第二组部件至少包括实时时钟或随机存取存储器。
专利摘要本实用新型公开了一种电子供电电路、可调电压提供电路和强认证令牌。该电子供电电路包括具有正端子和负端子的第一直流电源和第二直流电源，以及配置电路，其连接在第一直流电源与第二直流电源之间，配置电路包括第一单向导体，其阳极连接至第一电源的正端子，其阴极连接至第二电源的正端子，第二单向导体，其阳极连接至第一电源的负端子，其阴极连接至第二电源的负端子，以及电子开关，其具有断开状态和闭合状态，电子开关包括连接至第一电源的正端子的一个端子以及连接至第二电源的负端子的另一端子，当电子开关处于断开状态时配置电路并联连接第一电源和第二电源，而当电子开关处于闭合状态时配置电路串联连接第一电源和第二电源。
文档编号H04L9/32GK202798021SQ20122006951
公开日2013年3月13日 申请日期2012年2月27日 优先权日2011年2月25日
发明者迪尔克·马里恩 申请人:威斯科数据安全国际有限公司