用于控制 nfc 標(biāo)簽功率耗散的方法及裝置制造方法
【專利摘要】公開了用于控制NFC標(biāo)簽功率耗散的裝置及方法。第一NFC設(shè)備天線由于環(huán)境中存在的環(huán)境磁場(chǎng)而從來自另一個(gè)NFC設(shè)備的信號(hào)獲取用于操作的功率。所述NFC設(shè)備被配置有調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，以便控制獲取功率的電平以防止損壞NFC設(shè)備電路。獲取功率電平可能超出調(diào)節(jié)器設(shè)備消耗導(dǎo)致調(diào)節(jié)器損壞或調(diào)節(jié)器使用壽命縮短的額外功率的能力?？梢詫?duì)所述調(diào)節(jié)器的功率耗散進(jìn)行熱監(jiān)控，并通過降低調(diào)節(jié)電壓來相應(yīng)控制功率耗散。提出了各種系統(tǒng)以利用調(diào)節(jié)器熱反饋和/或天線電流監(jiān)測(cè)建立調(diào)節(jié)器功率耗散的截止閾值。
【專利說明】用于控制NFC標(biāo)簽功率耗散的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及近場(chǎng)通信(NFC)，更具體地，涉及控制NFC設(shè)備中的功率耗散。
【背景技術(shù)】
[0002]近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備被集成到移動(dòng)設(shè)備，比如智能手機(jī)中，以便于使用這些移動(dòng)設(shè)備處理日常交易。例如，不用攜帶無數(shù)信用卡，就可以將這些信號(hào)卡提供的信用信息加載到NFC設(shè)備中并存儲(chǔ)在其中，以便在需要時(shí)使用。NFC設(shè)備簡(jiǎn)單地輕叩信用卡終端，從而將信用信息傳遞給該設(shè)備完成交易。再如，票證書寫系統(tǒng)，比如巴士站及火車站所使用的票證書寫系統(tǒng)，可以簡(jiǎn)單地將票價(jià)信息寫入NFC設(shè)備，而不用向乘客提供紙制票。乘客簡(jiǎn)單地將NFC設(shè)備輕叩閱讀器來乘坐公共汽車或火車，而無需使用紙制票。
[0003]一些NFC設(shè)備可以在沒有專用電源的情況下操作。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，這樣的NFC設(shè)備，通常稱為“標(biāo)簽”，使用與天線耦合的功率獲取電路。該天線通常用由幾匝配線組成的、打印或附接在NFC標(biāo)簽上的線圈狀器件來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)檫@樣的NFC標(biāo)簽主要靠功率獲取電路專門提供所有通信功能用的DC電力，所以NFC標(biāo)簽很容易被高強(qiáng)度磁場(chǎng)損壞。在此情況下，通信電路可能會(huì)發(fā)生過載，因此，NFC標(biāo)簽需要合適的限壓和/或限流電路來耗散額外的耦合功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開的一方面涉及一種近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備，包括:功率獲取模塊，被配置為調(diào)節(jié)感應(yīng)信號(hào)并提供調(diào)節(jié)功率；以及控制器，被配置為當(dāng)所述功率獲取模塊的溫度超過溫度閾值時(shí)使所述NFC設(shè)備進(jìn)入降低功率操作模式。
[0005]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選所述功率獲取模塊包括:整流器模塊，被配置為將所述感應(yīng)信號(hào)從交流(AC)轉(zhuǎn)換為直流(DC)以提供整流功率；以及調(diào)節(jié)器控制器，被配置為通過將所述整流功率與過壓閾值比較來提供調(diào)節(jié)控制信號(hào)。
[0006]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選所述功率獲取模塊包括:調(diào)節(jié)器模塊，被配置為響應(yīng)于所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)對(duì)所述感應(yīng)信號(hào)的功率電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0007]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選基于所述調(diào)節(jié)器模塊的溫度生成所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)。
[0008]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選所述調(diào)節(jié)器模塊是晶體管。
[0009]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選所述調(diào)節(jié)器模塊的溫度是晶體管芯片溫度。
[0010]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選基于超過閾值溫度的晶體管芯片溫度生成所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)。
[0011 ] 在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選包括:天線模塊，被配置為通過天線電流提供所述感應(yīng)信號(hào)；以及電流檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)所述天線電流并基于超過電流閾值的所述天線電流生成第二信號(hào)，所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)基于所述第二信號(hào)。
[0012]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選包括:天線模塊，被配置為通過天線電流提供所述感應(yīng)信號(hào)；以及限流器，被配置為限制所述天線電流。[0013]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選所述NFC設(shè)備與電子設(shè)備稱合,所述電子設(shè)備和所述NFC設(shè)備一起被配置為執(zhí)行NFC通信。
[0014]本公開的另一方面涉及一種近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備，包括:整流器模塊，被配置為對(duì)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行整流并提供整流功率；調(diào)節(jié)器，被配置為耗散所述整流功率并提供指示調(diào)節(jié)器芯片溫度的溫度信號(hào)；以及調(diào)節(jié)器控制器，被配置為提供調(diào)節(jié)控制信號(hào)以基于所述調(diào)節(jié)器芯片溫度調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)器的功率耗散。
[0015]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選所述調(diào)節(jié)器是晶體管。
[0016]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選基于超過閾值溫度的所述晶體管芯片溫度生成所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)。
[0017]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選包括:天線模塊，被配置為通過天線電流提供所述感應(yīng)信號(hào)；以及限流器，被配置為限制所述天線電流。
[0018]在上述NFC設(shè)備中，優(yōu)選包括:天線模塊，被配置為通過天線電流提供所述感應(yīng)信號(hào)；以及電流檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)所述天線電流并響應(yīng)于超過電流閾值的所述天線電流生成第二信號(hào)，所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)基于所述第二信號(hào)。
[0019]本公開的又一方面涉及一種用于控制近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備中功率耗散的方法，所述方法包括:由所述NFC設(shè)備通過磁場(chǎng)接收信號(hào)；由所述NFC設(shè)備對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)導(dǎo)致發(fā)熱；當(dāng)發(fā)熱導(dǎo)致的溫度超過規(guī)定閾值時(shí)，所述NFC設(shè)備禁用所述NFC設(shè)備的一部分。
[0020]上述方法中，優(yōu)選所述NFC設(shè)備包括調(diào)節(jié)器模塊，其中調(diào)節(jié)步驟包括:由所述調(diào)節(jié)器模塊將所述信號(hào)限制為基本上不超過過壓閾值。
[0021]上述方法中，優(yōu)選調(diào)節(jié)步驟包括:由所述NFC設(shè)備監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器模塊溫度；由所述NFC設(shè)備將所述調(diào)節(jié)器模塊溫度與調(diào)節(jié)器溫度閾值進(jìn)行比較；當(dāng)所述調(diào)節(jié)器模塊溫度基本上低于所述調(diào)節(jié)器溫度閾值時(shí)，由所述NFC設(shè)備保持所述過壓閾值；以及當(dāng)所述調(diào)節(jié)器模塊溫度基本上等于或高于所述調(diào)節(jié)器溫度閾值時(shí)，由所述NFC設(shè)備減小所述過壓閾值。
[0022]上述方法中，優(yōu)選所述調(diào)節(jié)器模塊包括被配置為通過溫度傳感器提供芯片溫度的晶體管，其中監(jiān)測(cè)步驟包括:利用所述溫度傳感器監(jiān)測(cè)所述芯片溫度。
[0023]上述方法中，優(yōu)選所述NFC設(shè)備包括被配置為限制所述信號(hào)的電流的限流器，其中禁用步驟包括:由所述限流器將所述信號(hào)的電流限制為基本上不超過規(guī)定的電流閾值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1A示出了根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的NFC環(huán)境的框圖；
[0025]圖1B不出了根據(jù)本公開不例性實(shí)施方式的非NFC環(huán)境的框圖；
[0026]圖2示出了根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的可用于檢測(cè)過壓條件是否存在的NFC設(shè)備的框圖；
[0027]圖3示出了根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的可用于NFC設(shè)備的功率獲取模塊的框圖；
[0028]圖4為示出了根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的調(diào)節(jié)并耗散NFC設(shè)備中的整流功率的過程的流程圖。
[0029]現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本公開進(jìn)行描述。在附圖中，類似的編號(hào)一般表示相同、功能相似和/或結(jié)構(gòu)相似的元件。元件首次出現(xiàn)的附圖用編號(hào)最左邊的數(shù)字表示。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下具體說明涉及示出了與本公開一致的示例性實(shí)施方式的附圖。在具體說明部分提及的“一個(gè)示例性實(shí)施方式”、“示例性實(shí)施方式”、“實(shí)例的示例性實(shí)施方式”是指示例性實(shí)施方式可以包括特定的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)或特征，但不是所有的示例性實(shí)施方式必須包括特定的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)或特征。而且，這樣的表述并不一定是指相同的示例性實(shí)施方式。此外，當(dāng)結(jié)合示例性實(shí)施方式對(duì)特定的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)或特征進(jìn)行描述時(shí)，不管是否明確說明，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠結(jié)合其他示例性實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)這樣的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)或特征。
[0031]本文描述的示例性實(shí)施方式用于說明目的，而不是限制性的。其他示例性實(shí)施方式是可能的，且在本公開的精神和范圍內(nèi)可以對(duì)示例性實(shí)施方式進(jìn)行修改。因此，具體說明并不意味著限制本公開。相反，僅根據(jù)所附權(quán)利要求及其等方案來確定本公開的范圍。
[0032]本公開的實(shí)施方式可以在硬件、固件、軟件或其任意組合中被實(shí)現(xiàn)。本公開的實(shí)施方式可以另外實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令，所述指令可以由一個(gè)或多個(gè)處理器讀取并執(zhí)行。機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括存儲(chǔ)或傳輸呈機(jī)器(例如計(jì)算設(shè)備)可讀形式的信息的任何機(jī)構(gòu)。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)、光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)、閃存設(shè)備、電、光、聲或其他形式的傳播信號(hào)(例如，載波、紅外線信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)等等。此外，固件、軟件、例行程序、指令在本文中可以被描述成執(zhí)行某些操作。然而，應(yīng)理解，這樣的描述僅僅是為了方便起見，這樣的操作實(shí)際上是由計(jì)算設(shè)備、處理器、控制器或其他設(shè)備執(zhí)行固件、軟件、例程、指令等引起的。
[0033]示例性實(shí)施方式的以下具體說明將全面地揭示本公開的一般性，使得在不背離本公開的精神和范圍的情況下，其他人可以通過應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員的知識(shí)，對(duì)比如示例性實(shí)施方式的各種應(yīng)用進(jìn)行輕易的修改和/或改動(dòng)，而無需進(jìn)行過度的實(shí)驗(yàn)。因此，根據(jù)本文提出的教義和指導(dǎo)。這樣的改動(dòng)和修改在示例性實(shí)施方式的含義和多個(gè)等同方案之內(nèi)。應(yīng)理解，本文的措辭或術(shù)語的目的是描述性的，而不是限制性的，因此本說明書的術(shù)語或措辭必須由相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本文的教導(dǎo)進(jìn)行解釋。
[0034]雖然本公開說明書就NFC進(jìn)行了描述，但在不背離本公開的精神和范圍的情況下，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員要明白，本公開可以適用于使用近場(chǎng)和/或遠(yuǎn)場(chǎng)的其他通信。例如，雖然要利用具有NFC功能的通信設(shè)備對(duì)本公開進(jìn)行描述，但相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員明白在不背離本公開的精神和范圍的情況下，這些具有NFC功能的通信設(shè)備的功能可以適用于使用近場(chǎng)和/或遠(yuǎn)場(chǎng)的其他通信設(shè)備。
[0035]示例件沂場(chǎng)通信(NFC)環(huán)塏
[0036]圖1A示出了根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的NFC環(huán)境的框圖。NFC環(huán)境100在彼此充分接近的第一 NFC設(shè)備102及第二 NFC設(shè)備104之間提供信息(例如命令和/或數(shù)據(jù))的無線通信。第一 NFC設(shè)備102和/或第二 NFC設(shè)備104可以實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立設(shè)備或分離設(shè)備或可以并入或耦合至另一個(gè)電氣設(shè)備或主機(jī)設(shè)備，例如手機(jī)、便攜式計(jì)算設(shè)備、比如個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本電腦或臺(tái)式電腦的另一個(gè)計(jì)算設(shè)備、比如打印機(jī)的計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、便攜式音頻和/或視頻播放器、支付系統(tǒng)、比如停車場(chǎng)票務(wù)系統(tǒng)、公交票務(wù)系統(tǒng)、火車票務(wù)系統(tǒng)或入口票務(wù)系統(tǒng)的票證書寫系統(tǒng)等，或者票證讀取系統(tǒng)中，玩具、游戲、海報(bào)、包裝、廣告資料、產(chǎn)品庫存檢查系統(tǒng)和/或在不背離本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的任何其他合適的電子設(shè)備。
[0037]第一 NFC設(shè)備102和/或第二 NFC設(shè)備104彼此交互以在對(duì)等(P2P)通信模式或讀寫(R/W)通信模式下交換信息。在P2P通信模式下，第一 NFC設(shè)備102及第二 NFC設(shè)備104可以被配置為根據(jù)主動(dòng)通信模式和/或被動(dòng)通信模式進(jìn)行操作。第一 NFC設(shè)備102將其相應(yīng)信息調(diào)制到第一載波上，稱為調(diào)制信息通信，并通過將調(diào)制信息通信應(yīng)用到第一天線來生成第一磁場(chǎng)以便提供第一信息通信152。第一 NFC設(shè)備102在主動(dòng)通信模式下將其相應(yīng)信息傳遞給第二 NFC設(shè)備104之后停止生成第一磁場(chǎng)?？晒┻x擇地，在被動(dòng)通信模式下，一旦已經(jīng)將信息傳遞給第二 NFC設(shè)備104，第一 NFC設(shè)備102在沒有相應(yīng)信息的情況下繼續(xù)施加第一載波，稱為未調(diào)制信息通信，以繼續(xù)提供第一信息通信152。
[0038]第一 NFC設(shè)備102與第二 NFC設(shè)備104充分接近，以便將第一信息通信152電感耦合到第二 NFC設(shè)備104的第二天線上。第二 NFC設(shè)備104對(duì)第一信息通信152進(jìn)行解調(diào)以恢復(fù)信息。第二 NFC設(shè)備104可以響應(yīng)于該信息，將其相應(yīng)信息調(diào)制到第二載波上，并通過將此調(diào)制信息通信應(yīng)用到第二天線來生成第二磁場(chǎng)，以便在主動(dòng)通信模式下提供第二信息通信154?？晒┻x擇地，第二 NFC設(shè)備104可以響應(yīng)于該信息，用其相應(yīng)信息調(diào)制第二天線以調(diào)制第一載波，從而在被動(dòng)通信模式下提供第二信息通信154。
[0039]在R/W通信模式下，第一 NFC設(shè)備102被配置為在啟動(dòng)器或讀取器操作模式下操作，第二NFC設(shè)備104被配置為在目標(biāo)或標(biāo)簽操作模式下操作。然而，該實(shí)例不是限制性的，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員明白，在不背離本公開的精神和范圍的情況下，根據(jù)本文中的教導(dǎo)，第一 NFC設(shè)備102可以配置為在標(biāo)簽?zāi)Ｊ较虏僮鳎诙?NFC設(shè)備104可以配置為在讀取器模式下操作。第一 NFC設(shè)備102將其相應(yīng)信息調(diào)制到第一載波上并通過將調(diào)制信息通信應(yīng)用到第一天線來生成第一磁場(chǎng)以便提供第一信息通信152。一旦已將該信息傳遞給第二 NFC設(shè)備104，第一 NFC設(shè)備102在沒有相應(yīng)信息的情況下繼續(xù)施加第一載波，以繼續(xù)提供第一信息通信152。第一 NFC設(shè)備102與第二 NFC設(shè)備104充分接近，以便將第一信息通信152電感耦合到第二 NFC設(shè)備104的第二天線上。
[0040]第二 NFC設(shè)備104從第一信息通信152中獲得或獲取功率以便恢復(fù)、處理和/或響應(yīng)該信息。另外，第二 NFC設(shè)備104可以通過調(diào)制具有相應(yīng)信息的第二天線來對(duì)上述信息作出響應(yīng)以調(diào)制第一載波，從而提供第二信息通信154。
[0041]典型地，第一 NFC設(shè)備102及第二 NFC設(shè)備104分別使用第一天線接收第二信息通信154，使用第二天線接收第一信息通信152。第一天線將來自磁場(chǎng)的第二信息通信154轉(zhuǎn)換為電流和/或電壓以允許對(duì)信息通信152進(jìn)行處理，從而恢復(fù)該信息。第二天線將來自磁場(chǎng)的第一信息通信152轉(zhuǎn)換為電流和/或電壓以允許對(duì)信息通信152進(jìn)行處理，從而恢復(fù)該信息。
[0042]典型地，這些電流和/或電壓的大小與第一信息通信152及第二信息通信154的磁場(chǎng)的強(qiáng)度相關(guān)。在某些情況下，比如提供實(shí)例的第一 NFC設(shè)備102與第二 NFC設(shè)備104非常接近，這些磁場(chǎng)中的一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度可能大到足以對(duì)第一 NFC設(shè)備102和/或第二 NFC設(shè)備104造成永久損壞。第一 NFC設(shè)備102及第二 NFC設(shè)備104可以檢測(cè)這些大強(qiáng)度的磁場(chǎng)是否存在且可以進(jìn)入關(guān)機(jī)操作模式，以便在檢測(cè)到他們時(shí)自動(dòng)禁用。
[0043]示例件非沂場(chǎng)通信(NFC)環(huán)塏[0044]圖1B示出了根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的非NFC環(huán)境的框圖。在某些情況下，NFC設(shè)備，比如提供實(shí)例的第一 NFC設(shè)備102和/或第二 NFC設(shè)備104，可能會(huì)遇到來自不可能具有NFC功能的其他電氣設(shè)備、機(jī)械設(shè)備和/或機(jī)電設(shè)備的磁場(chǎng)。例如,非NFC環(huán)境160可以包括NFC設(shè)備162以及非NFC使能設(shè)備164。NFC設(shè)備162可以代表第一 NFC設(shè)備102和/或第二 NFC設(shè)備104的示例性實(shí)施方式。
[0045]如圖1B所示，由非NFC使能設(shè)備164產(chǎn)生的磁場(chǎng)174可以具有電感耦合到NFC設(shè)備162上的足夠大的強(qiáng)度。在某些情況下，磁場(chǎng)174的強(qiáng)度可能大到足以對(duì)NFC設(shè)備162造成永久損壞。NFC設(shè)備162可以檢測(cè)大強(qiáng)度的磁場(chǎng)是否存在且可以進(jìn)入關(guān)機(jī)操作模式，以便在檢測(cè)他到時(shí)自動(dòng)禁用。
[0046]示例件NFC設(shè)各
[0047]圖2示出了根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的可用于NFC環(huán)境和/或非NFC環(huán)境的NFC環(huán)境的框圖。通過實(shí)例的方式，圖2中所示的NFC設(shè)備200的組件可以定位為片上系統(tǒng)(SoC)、集成電路(IC)或多個(gè)SoC和/或1C。NFC設(shè)備200可以檢測(cè)耦合在天線上的各個(gè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度。典型地，NFC設(shè)備200對(duì)各個(gè)組件和/或流過這些組件的信號(hào)的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。這些參數(shù)與耦合在天線上的各個(gè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度相關(guān)。例如，NFC設(shè)備200可以對(duì)各個(gè)組件的各個(gè)溫度進(jìn)行測(cè)量。在該實(shí)例中，這些組件的溫度可以是相應(yīng)于第一磁場(chǎng)強(qiáng)度的第一溫度或第一組溫度，且隨著各個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的改變可以增大至和/或減小至相應(yīng)于第二磁場(chǎng)強(qiáng)度的第二溫度或第二組溫度。NFC設(shè)備200包括天線模塊202、控制器模塊206、功率獲取模塊208，且可包括可選的電流檢測(cè)器或限流設(shè)備272。NFC設(shè)備200可以代表第一 NFC設(shè)備102、第二 NFC設(shè)備104和/或NFC設(shè)備162的示例性實(shí)施方式。
[0048]天線模塊202電感接收收到的信號(hào)252以提供恢復(fù)通信信號(hào)276。具體地，天線模塊202將來自電磁波的接收信號(hào)252轉(zhuǎn)換為電流和/或電壓，以提供恢復(fù)通信信號(hào)276。接收信號(hào)252表示由另一個(gè)電氣設(shè)備、機(jī)械設(shè)備和/或機(jī)電設(shè)備，比如提供實(shí)例的第一 NFC設(shè)備102、第二 NFC設(shè)備104和/或非NFC使能設(shè)備164提供的磁場(chǎng)。接收的通信信號(hào)252可以表示另一個(gè)NFC使能設(shè)備的調(diào)制信息通信、未調(diào)制信息通信或可以僅僅是由非NFC使能設(shè)備提供的磁場(chǎng)。接收信號(hào)252可以表示提供某些實(shí)例的信息通信152、信息通信152和/或磁場(chǎng)174的示例性實(shí)施方式。另外，控制器模塊206可以利用傳輸數(shù)據(jù)序列216加載調(diào)制天線模塊202以提供傳輸信號(hào)254。
[0049]可選電流檢測(cè)器或限流設(shè)備272可以被配置為限制恢復(fù)通信信號(hào)276以提供恢復(fù)通信信號(hào)250?？蛇x電流檢測(cè)器或限流設(shè)備272可以位于NFC設(shè)備200的外部。如果SoC和/或IC用于實(shí)現(xiàn)NFC設(shè)備的一部分或全部電路，則可選電流檢測(cè)器或限流設(shè)備272可以放置在片外。可選電流檢測(cè)器或限流設(shè)備272的這種放置方法可以防止恢復(fù)通信信號(hào)276在片上產(chǎn)生過度的電壓電平。為了提供部分實(shí)例，可選電流檢測(cè)器或限流設(shè)備272可以是自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、正溫度系數(shù)(PTC)電阻器、電流檢測(cè)器/限流器或電壓比較器電路?？蛇x電流檢測(cè)器或限流設(shè)備272可以提供指示信號(hào)274，作為示例，其可包括天線輸入電流和/或電壓監(jiān)測(cè)。
[0050]功率獲取模塊208可以從恢復(fù)通信信號(hào)250獲取用于NFC設(shè)備200的功率。圖2中未示出來自功率獲取模塊208的功率耦合，功率獲取模塊208向NFC設(shè)備200的其他模塊(比如天線模塊202和/或控制器模塊206)供電。功率獲取模塊208包括整流器模塊210、調(diào)節(jié)器控制器212及調(diào)節(jié)器模塊214。
[0051]整流器模塊210對(duì)恢復(fù)通信信號(hào)250進(jìn)行整流以提供整流電壓260。整流器模塊210基本上將恢復(fù)通信信號(hào)250從交流(AC)轉(zhuǎn)換為直流(DC)，以提供整流電壓260。整流器模塊210可以利用任何合適的裝置來實(shí)現(xiàn)以執(zhí)行在不背離本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的半波整流或全波整流。
[0052]調(diào)節(jié)器控制器212將整流電壓260與閾值270 (比如來自控制器模塊206的電流和/或電壓)進(jìn)行比較，以便提供調(diào)節(jié)控制信號(hào)262。調(diào)節(jié)器控制器212提供調(diào)節(jié)控制信號(hào)262以使調(diào)節(jié)器模塊214對(duì)恢復(fù)通信信號(hào)250的功率電平(power level)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便在整流電壓260超過閾值270時(shí)保護(hù)NFC設(shè)備200。
[0053]調(diào)節(jié)器模塊214可以利用任何合適的線性調(diào)節(jié)器(比如作為部分示例的串聯(lián)調(diào)節(jié)器或并聯(lián)調(diào)節(jié)器)、任何合適的非線性調(diào)節(jié)器(比如作為示例的關(guān)調(diào)節(jié)器)、或這兩種調(diào)節(jié)器的任意組合來實(shí)現(xiàn)。因此，調(diào)節(jié)器模塊214對(duì)各個(gè)組件和/或流過這些組件的信號(hào)的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。這些不同的參數(shù)與接收信號(hào)252的強(qiáng)度相關(guān)。例如，因?yàn)檎{(diào)節(jié)器模塊214調(diào)節(jié)恢復(fù)通信信號(hào)250，所以熱形式的能量在調(diào)節(jié)器模塊214中消耗。該熱量使調(diào)節(jié)器模塊214及NFC設(shè)備200的溫度上升。調(diào)節(jié)器模塊214可以向控制器模塊206提供一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù)，比如作為示例的調(diào)節(jié)器溫度信號(hào)266，以便進(jìn)行分析。
[0054]控制器模塊206對(duì)NFC設(shè)備200的總體操作和/或配置進(jìn)行控制。控制器模塊206從一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備比如一個(gè)或多個(gè)非接觸轉(zhuǎn)發(fā)器、一個(gè)或多個(gè)非接觸標(biāo)簽、一個(gè)或多個(gè)非接觸智能卡、在不背離本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的任何其他機(jī)器可讀介質(zhì)、或他們的任意組合接收信息。其他機(jī)器可讀介質(zhì)可包括(但不限于)只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)、光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)、閃存設(shè)備、電、光、聲或其他形式的傳播信號(hào)(比如，載波、紅外線信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)?？刂破髂K206還可以從用戶接口比如觸摸屏顯示器、字母數(shù)字鍵盤、麥克風(fēng)、鼠標(biāo)、揚(yáng)聲器、在不背離本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的任何其他合適的用戶接口等接收信息?？刂破髂K206還可以從耦合至NFC設(shè)備200的其他電氣設(shè)備或主機(jī)設(shè)備接收信息。
[0055]控制器模塊206提供信息作為傳輸數(shù)據(jù)序列216,用于傳輸至另一個(gè)具有NFC功能的設(shè)備。然而，控制器模塊206還可以使用該信息來控制NFC設(shè)備200的總體操作和/或配置。例如，控制器模塊206在適當(dāng)?shù)那闆r下可以根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)布和/或執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)命令，以便控制NFC設(shè)備200的操作(比如傳輸功率、傳輸數(shù)據(jù)速率、傳輸頻率、調(diào)制方案、位和/或字節(jié)編碼方案和/或在不背離本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的任何其他操作參數(shù))、其他具有NFC功能的設(shè)備的操作。
[0056]控制器模塊206將來自恢復(fù)通信信號(hào)250的恢復(fù)信息提供給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、用戶接口和/或其他電氣設(shè)備或主機(jī)設(shè)備。然而，控制器模塊206還可以使用恢復(fù)信息來控制NFC設(shè)備200的總體操作和/或配置。接收信息可以包括一個(gè)或多個(gè)命令和/或數(shù)據(jù)?？刂破髂K206可以發(fā)布和/或執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)命令以控制NFC設(shè)備200的總體操作和/或配置。例如，控制器模塊206在適當(dāng)?shù)那闆r下可以根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)布和/或執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)命令，以便控制NFC設(shè)備200的操作(比如傳輸功率、傳輸數(shù)據(jù)速率、傳輸頻率、調(diào)制方案、位和/或字節(jié)編碼方案和/或在不背離本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的任何其他操作參數(shù))、其他具有NFC功能的設(shè)備的操作。
[0057]另外，控制器模塊206和/或可選電流檢測(cè)器或限流設(shè)備272可以通過監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器溫度信號(hào)266和/或指示信號(hào)274使NFC設(shè)備200進(jìn)入關(guān)機(jī)操作模式?？刂破髂K206將溫度信號(hào)266和與調(diào)節(jié)器模塊214的熱操作極限相關(guān)聯(lián)的閾值溫度進(jìn)行比較。在溫度信號(hào)266和/或指示信號(hào)274超過最大溫度閾值時(shí)，關(guān)機(jī)操作模式可由控制器模塊206觸發(fā)。最大溫度閾值對(duì)應(yīng)于這樣的值:接收信號(hào)252具有不對(duì)NFC設(shè)備200的調(diào)節(jié)器模塊214和/或其他模塊造成永久損壞的足夠強(qiáng)度。當(dāng)控制器模塊206處于關(guān)機(jī)操作模式(shutdownmode of operation)下時(shí)，NFC設(shè)備200被有效禁用，以保護(hù)NFC設(shè)備200免受接收信號(hào)252的永久性損壞。
[0058]典型地，作為示例，可選電流檢測(cè)器或限流設(shè)備272可以用于提供關(guān)機(jī)操作模式，該模式被實(shí)現(xiàn)為對(duì)所有相關(guān)連接、輸入、輸出和/或端口的高阻狀態(tài)。關(guān)機(jī)操作模式可以利用在不背離本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的保護(hù)NFC設(shè)備200的電路的任何合適裝置來實(shí)現(xiàn)。
[0059]在某些情況下，NFC設(shè)備200還可以配置為響應(yīng)于幾個(gè)參數(shù)、輸入和/或NFC設(shè)備200的環(huán)境變化退出關(guān)機(jī)操作模式并恢復(fù)正常操作模式。例如，如果關(guān)機(jī)操作模式由控制器模塊206觸發(fā)，則控制器模塊206可以使用來自整流器模塊210的專用低電平有效(dedicated active low)復(fù)位輸入對(duì)通信電路進(jìn)行重置。例如，由于除去了接收信號(hào)252或在接收信號(hào)252的功率足夠低時(shí)，專用低電平有效復(fù)位輸入會(huì)下降。圖2中未示出來自整流器模塊210的專用低電平有效復(fù)位輸入。再如，控制器模塊206可以使NFC設(shè)備200響應(yīng)于來自NFC設(shè)備200的用戶的命令進(jìn)入正常操作模式。例如，NFC設(shè)備200的用戶只要按下按鈕就可以使NFC設(shè)備200進(jìn)入正常操作模式。在這些實(shí)例中，控制器模塊206在正常操作模式下繼續(xù)監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)器溫度信號(hào)266和/或指示信號(hào)274。
[0060]示例性功率獲取模塊
[0061]圖3示出了根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的可用于NFC設(shè)備的功率獲取模塊的另一個(gè)框圖。功率獲取模塊300可以從差分感應(yīng)信號(hào)350.1,350.2中獲取功率。功率獲取模塊300包括調(diào)節(jié)器控制器312、整流器模塊310及調(diào)節(jié)器模塊314。功率獲取模塊300可以代表功率獲取模塊208的示例性實(shí)施方式，其中調(diào)節(jié)器314、調(diào)節(jié)器控制器312及整流器310也分別代表調(diào)節(jié)器模塊214、調(diào)節(jié)器控制器212及整流器模塊210的可能的示例性實(shí)施方式。
[0062]天線模塊202提供差分感應(yīng)信號(hào)350.1、350.2。在環(huán)形天線設(shè)備的情況下，每個(gè)恢復(fù)信號(hào)350.1及350.2可以與環(huán)形線圈的任一端相關(guān)聯(lián)。差分感應(yīng)信號(hào)350.1,350.2可以代表恢復(fù)通信信號(hào)250的例性實(shí)施方式。
[0063]整流器模塊312將差分感應(yīng)信號(hào)350.1,350.2從AC基本上轉(zhuǎn)換為DC，以提供整流電壓260。整流器模塊312包括整流二極管306.1,306.2及電容器358。整流二極管306.1至306.4將差分感應(yīng)信號(hào)350.1、350.2從AC全波整流為DC，以提供整流電壓260。電容器358將整流電壓260從AC基本上轉(zhuǎn)換為DC。
[0064]調(diào)節(jié)器模塊314響應(yīng)于調(diào)節(jié)控制信號(hào)262對(duì)差分感應(yīng)信號(hào)350.1、350.2的功率電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)器模塊314可以包括作為實(shí)例的分流晶體管(shunt transistor) 308。然而，調(diào)節(jié)器可以利用在不背離本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的任何合適裝置來實(shí)現(xiàn)。分流晶體管308表示使差分感應(yīng)信號(hào)350.1,350.2的一部分一起分流的可調(diào)阻抗。一起分流的差分感應(yīng)信號(hào)350.1,350.2的量與調(diào)節(jié)控制信號(hào)262的大小相關(guān)。對(duì)較大的調(diào)節(jié)控制信號(hào)262來說，分流晶體管308分流更多的差分感應(yīng)信號(hào) 350.1 和 350.2。
[0065]閾值270可以配置為固定值或可變值。當(dāng)將閾值270設(shè)置為固定值時(shí)，調(diào)節(jié)器308可以看作是僅作為整流電壓260的函數(shù)改變它的值的分流阻抗。更具體地，調(diào)節(jié)器308的阻抗隨著350.1與350.2之間的感應(yīng)電壓升高而降低。隨著晶體管阻抗降低，分流晶體管就傳導(dǎo)將整流電壓260限制為閾值270的額外電流。因此凈效應(yīng)減小了 350.1與350.2之間的整體感應(yīng)電壓。由于這種關(guān)系，流過調(diào)節(jié)器308的電流以及由調(diào)節(jié)器308消耗的功率都隨著天線模塊202上發(fā)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度增加而增加。
[0066]根據(jù)NFC設(shè)備200的操作環(huán)境和/或條件，分流晶體管308的功率耗散可能使分流晶體管308的溫度超過最大指定額定值。溫度過度升高可能會(huì)縮短壽命或損壞晶體管308。因此，優(yōu)選響應(yīng)于NFC設(shè)備200的操作環(huán)境來改變閾值270。
[0067]當(dāng)NFC設(shè)備200在NFC環(huán)境下操作時(shí)，例如，因?yàn)橥ㄐ啪嚯x與整流電壓260成比例，所以期望將閾值270設(shè)為盡可能高。然而，當(dāng)NFC設(shè)備200在非NFC環(huán)境下操作時(shí)，盡管與NFC設(shè)備200相關(guān)聯(lián)的通信電路必須仍然能夠在此環(huán)境中生存，但是沒有必要與其他NFC設(shè)備進(jìn)行通信。當(dāng)高磁場(chǎng)存在較長時(shí)間時(shí)，優(yōu)選降低閾值270。這允許分流晶體管308在較低的功率耗散模式下操作較長時(shí)間，這樣將分流晶體管308的溫度降至安全的操作水平。由此，NFC設(shè)備200通過在設(shè)計(jì)“窗口”中操作可以承受更高的磁場(chǎng)。該窗口允許分流晶體管耗散更少的功率，同時(shí)使通信電路暴露在更低的電壓水平下。
[0068]閾值270可以響應(yīng)于幾種不同的輸入而改變。根據(jù)本公開實(shí)施方式的輸入的實(shí)例是使用溫度傳感器320對(duì)分流晶體管的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)以提供溫度信號(hào)266。溫度傳感器320可以配置為使用在不背離本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的任何合適裝置來跟蹤分流晶體管308的芯片(die)的溫度。使用溫度信號(hào)266，可以對(duì)閾值270進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保護(hù)分流晶體管308過熱。
[0069]表示示例性NFC功率耗散的流程圖
[0070]圖4為示出了根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的調(diào)節(jié)并耗散NFC設(shè)備中的整流功率的過程的流程圖。
[0071]再次參照?qǐng)D3，在步驟410中，將整流電壓260與閾值270進(jìn)行比較。在步驟420中，調(diào)節(jié)器控制器312繼續(xù)監(jiān)測(cè)整流電壓260及閾值270。在步驟430中，如果整流電壓260開始超過閾值270，調(diào)節(jié)控制信號(hào)262就使分流晶體管308分流額外電流并將整流電壓260 “箝位”或限制為基本上等于電壓閾值270。
[0072]當(dāng)在步驟430中增加調(diào)節(jié)控制信號(hào)262時(shí)，分流晶體管308繼續(xù)調(diào)節(jié)整流電壓260，并且監(jiān)測(cè)溫度信號(hào)266并將該信號(hào)與閾值溫度信號(hào)進(jìn)行比較。閾值溫度信號(hào)可以是預(yù)設(shè)常數(shù)值或動(dòng)態(tài)值。作為一個(gè)示例，對(duì)于具有或多或少耐熱性的特定應(yīng)用，閾值溫度信號(hào)可以由控制器模塊206和/或調(diào)節(jié)信號(hào)電路218改變?？梢岳迷诓槐畴x本公開的精神和范圍的情況下對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的任何合適裝置來進(jìn)行步驟440中的溫度監(jiān)測(cè)及溫度閾值設(shè)置。在步驟460中，如果溫度信號(hào)266保持在溫度閾值以下，則保持閾值270。否則，在步驟450中，如果溫度信號(hào)266超過溫度閾值，則因此減小閾值270。[0073]結(jié)論
[0074]應(yīng)理解，具體說明部分(而不是摘要部分)用于對(duì)權(quán)利要求進(jìn)行解釋。摘要部分可可能說明本公開的一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方式，但沒有說明所有示例性實(shí)施方式，因此，不以任何方式對(duì)本公開和所附權(quán)利要求進(jìn)行限制。
[0075]上文借助于示出實(shí)現(xiàn)指定功能的功能構(gòu)件及其關(guān)系對(duì)本公開進(jìn)行了描述。為了便于描述，本文任意限定了功能構(gòu)件的邊界。只要適當(dāng)執(zhí)行指定功能及其關(guān)系就可以限定替代邊界。
[0076]對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不背離本公開的精神和范圍的情況下，在本公開中，可以對(duì)形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行各種改變。因此，本公開不應(yīng)限于上述示例性實(shí)施方式中的任何一個(gè)，而僅根據(jù)所附權(quán)利要求及其等同方案進(jìn)行限定。
【權(quán)利要求】
1.一種近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備，包括: 功率獲取模塊，被配置為調(diào)節(jié)感應(yīng)信號(hào)并提供調(diào)節(jié)功率；以及控制器，被配置為當(dāng)所述功率獲取模塊的溫度超過溫度閾值時(shí)使所述NFC設(shè)備進(jìn)入降低功率操作模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NFC設(shè)備，其中，所述功率獲取模塊包括: 整流器模塊，被配置為將所述感應(yīng)信號(hào)從交流(AC)轉(zhuǎn)換為直流(DC)以提供整流功率；以及 調(diào)節(jié)器控制器，被配置為通過將所述整流功率與過壓閾值比較來提供調(diào)節(jié)控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的NFC設(shè)備，其中，所述功率獲取模塊包括: 調(diào)節(jié)器模塊，被配置為響應(yīng)于所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)對(duì)所述感應(yīng)信號(hào)的功率電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的NFC設(shè)備，其中，基于所述調(diào)節(jié)器模塊的溫度生成所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的NFC設(shè)備，其中，所述調(diào)節(jié)器模塊是晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的NFC設(shè)備，其中，所述調(diào)節(jié)器模塊的溫度是晶體管芯片溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的NFC設(shè)備，其中，基于超過閾值溫度的晶體管芯片溫度生成所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的NFC設(shè)備，包括: 天線模塊，被配置為通過天線電流提供所述感應(yīng)信號(hào)；以及 電流檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)所述天線電流并基于超過電流閾值的所述天線電流生成第二信號(hào)，所述調(diào)節(jié)控制信號(hào)基于所述第二信號(hào)。
9.一種近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備，包括: 整流器模塊，被配置為對(duì)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行整流并提供整流功率； 調(diào)節(jié)器，被配置為耗散所述整流功率并提供指示調(diào)節(jié)器芯片溫度的溫度信號(hào)；以及調(diào)節(jié)器控制器，被配置為提供調(diào)節(jié)控制信號(hào)以基于所述調(diào)節(jié)器芯片溫度調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)器的功率耗散。
10.一種用于控制近場(chǎng)通信(NFC)設(shè)備中功率耗散的方法，所述方法包括: 由所述NFC設(shè)備通過磁場(chǎng)接收信號(hào)； 由所述NFC設(shè)備對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)導(dǎo)致發(fā)熱； 當(dāng)發(fā)熱導(dǎo)致的溫度超過規(guī)定閾值時(shí)，所述NFC設(shè)備禁用所述NFC設(shè)備的一部分。
【文檔編號(hào)】H04B5/00GK103490798SQ201210592974
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月13日
【發(fā)明者】羅賓·威爾遜 申請(qǐng)人:美國博通公司