CN105305554B - 一种提升nfc通信距离的nfc通信终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升NFC通信距离的NFC通信终端，包括：USB接口、NFC模块、充电管理模块和MCU控制模块；充电管理模块用于当USB接口中插入USB设备时，将电池电压进行升压处理，给USB接口和NFC模块供电；当USB接口连接充电设备时关闭升压功能，由充电设备给NFC模块供电；MCU控制模块用于控制充电管理模块和NFC模块的工作状态；所述NFC模块，用于在NFC功能关闭时，进入低功耗模式。本发明在需要进行NFC通信时，由NFC通信终端自带的充电管理模块将电池电压进行升压处理给NFC模块供电，无需单独设置升压器件，节省了PCB布线空间，在不增加硬件成本的前提下，实现了提升NFC通信距离。
Description
技术领域
本发明涉及NFC技术领域，特别涉及一种提升NFC通信距离的NFC通信终端。
背景技术
NFC（近场通信）功能已在手机上普及，其通信距离和通信成功率直接影响用户体验。为了增加通信距离，NXP的NFC解决方案一般通过提高工作电压的方式来提升NFC天线发射功率，达到提升NFC通信距离和发射功率的目的。
目前，智能终端（如手机）通常使用的升高工作电压的方法是增加一颗DC-DC升压器件，此方式的缺点是需增加此升压器件，增加了电子元器件的成本、及电路板的制作难度，也不满足电子产品超薄化、小型化发展趋势。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种提升NFC通信距离的NFC通信终端，能在不增加升压器件的前提下，升高NFC模块的工作电压。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种提升NFC通信距离的NFC通信终端，包括：
USB接口；
NFC模块；
充电管理模块，用于当USB接口中插入USB设备时，将电池电压进行升压处理，给USB接口和NFC模块供电；当USB接口连接充电设备时，关闭升压功能，由充电设备给NFC模块供电；
MCU控制模块，用于控制充电管理模块和NFC模块的工作状态；
所述NFC模块，用于在NFC功能关闭时，进入低功耗模式；
所述MCU控制模块连接充电管理模块和NFC模块，所述充电管理模块连接USB接口和NFC模块；
所述充电管理模块包括充电管理芯片、第一电容、第二电容、电阻和电感，所述充电管理芯片中设置有电荷泵、PWM调制解调器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管；所述充电管理芯片的OTG/SUB#端连接MCU控制模块，所述充电管理芯片的VBUS端连接USB接口和NFC模块、还通过第一电容接地，所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极均连接PWM调制解调器，第一MOS管的漏极连接充电管理芯片的PMID端、PWM调制解调器和第三MOS管的源极，第一MOS管的源极连接第二MOS管的漏极和充电管理芯片的SW端，第二MOS管的源极连接充电管理芯片的PGND端，第三MOS管的漏极连接充电管理芯片的VBUS端，充电管理芯片的SW端连接电感的一端，所述电感的另一端通过第二电容接地、还通过电阻连接电池的正极；
充电管理芯片的OTG/SUB#端用于接收高电平控制信号，并由第一MOS管、第二MOS管和电感组成升压电路，先使第二MOS管导通、第一MOS管截止给电感充电，然后，使第二MOS管截止、第一MOS管导通，此时电感放电，连续使电感充电、放电，实现升压功能，充电管理芯片升高的电压通过VBUS 端输出5V电压给USB 接口和NFC模块。
所述的提升NFC通信距离的NFC通信终端中，所述第一MOS管为P沟道场效应管，第二MOS管和第三MOS管为N沟道场效应管。
所述的提升NFC通信距离的NFC通信终端中，所述充电管理模块还包括第三电容，所述充电管理芯片的VREG端通过第三电容接地。
所述的提升NFC通信距离的NFC通信终端中，所述充电管理模块还包括第四电容，所述充电管理芯片的PMID端通过第四电容接地。
所述的提升NFC通信距离的NFC通信终端中，所述充电管理模块还包括第五电容，所述充电管理芯片的VBAT端通过第五电容接地。
相较于现有技术，本发明提供的提升NFC通信距离的NFC通信终端中，在需要进行NFC通信时，由NFC通信终端自带的充电管理模块将电池电压进行升压处理给USB接口和NFC模块供电，无需单独设置升压器件，节省了PCB布线空间，在不增加硬件成本的前提下，实现了提升NFC通信距离。
附图说明
图1为本发明提供的NFC通信终端的结构框图。
图2为本发明提供的NFC通信终端的电路图。
具体实施方式
本发明提供一种提升NFC通信距离的NFC通信终端，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供的提升NFC通信距离的NFC通信终端包括：电池battery、USB接口J1、NFC模块10、充电管理模块20和MCU控制模块30，所述MCU控制模块30连接充电管理模块20和NFC模块10，所述充电管理模块20连接USB接口J1和NFC模块10。
其中，所述USB接口J1或外接USB设备和充电设备（如电脑、充电器、移动电源等），进行USB数据传输，及给电池battery充电。MCU控制模块30用于控制充电管理模块20和NFC模块10的工作状态。USB接口J1连接充电设备时，所述充电管理模块20用于当关闭升压功能，由充电设备给NFC模块10供电，充电设备的输出电压一般为5V，提升了NFC通信距离。当USB接口J1中插入USB设备时，所述充电管理模块20用于将电池battery电压进行升压处理，具体升高至5V给USB接口J1和NFC模块10供电，从而提升了NFC通信距离。
本发明直接利用了终端自带的充电管理模块20的USB OTG功能输出的5V为NFC模块10供电，无需单独设置升压器件，节省了电子器件的成本，同时节省了PCB布线空间，在不增加硬件成本的前提下，实现了提升NFC通信距离，提升的通信距离可达4-15mm。
以NFC通信终端为手机为例，手机为了实现USB OTG功能，会通过充电管理模块20自带一个升压电路进行升压处理，当有USB设备插入手机的USB接口时，系统会使能升压电路，输出5V给USB设备供电。
请一并参阅图2，所述充电管理模块20包括充电管理芯片U1、第一电容C1、第二电容C2、电阻R1和电感L1，所述充电管理芯片U1中设置有电荷泵、PWM调制解调器、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3。所述第一MOS管Q1为P沟道场效应管，当其栅极为低电平时导通，第二MOS管Q2和第三MOS管Q3为N沟道场效应管，当其栅极为高电平时导通。第一电容C1的容值为1uF、第二电容C2的容值为0.1uF、电感L1的电感值为1uH。
其中，所述充电管理芯片U1的OTG/SUB#端连接MCU控制模块30，所述充电管理芯片U1的VBUS端连接USB接口J1和NFC模块10、还通过第一电容C1接地，所述第一MOS管Q1的栅极和第二MOS管Q2的栅极均PWM调制解调器，第一MOS管Q1的漏极连接充电管理芯片U1的PMID端、PWM调制解调器和第三MOS管Q3的源极，第一MOS管Q1的源极连接第二MOS管Q2的漏极和充电管理芯片U1的SW端，第二MOS管Q2的源极连接充电管理芯片U1的PGND端，第三MOS管Q3的漏极连接充电管理芯片U1的VBUS端，充电管理芯片U1的SW端连接电感L1的一端，所述电感L1的另一端通过第二电容C2接地、还通过电阻R1连接电池battery的正极。
本实施例中，当需要使用NFC支付功能时，MCU控制模块30通过GPIO口连接充电管理芯片U1的OTG/SUB#端，当GPIO口输出高电平时，使充电管理芯片U1工作在5V升压模式，充电管理芯片U1输出5V电压至NFC模块10的VCC（TX）端，为射频发射模块供电，提升NFC通信距离。充电管理芯片U1的OTG/SUB#端收到高电平控制信号时，由第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和电感L1组成升压电路，先使第二MOS管Q2导通、第一MOS管Q1截止给电感L1充电，然后，使第二MOS管Q2截止、第一MOS管Q1导通，此时电感L1放电，连续使电感L1充电、放电，实现升压功能，充电管理芯片U1升高的电压通过VBUS端输出5V电压给USB接口J1和NFC模块10。
当有USB接口J1插入时MCU控制模块产生中断，此时MCU控制模块30的GPIO口输出高电平给充电管理芯片U1的OTG/SUB#端，并按上述方式使电感L1充电、放电进行升压处理，充电管理芯片U1升高的电压通过VBUS端输出5V电压给USB接口J1和NFC模块10。此时，如果不需要使用NFC功能，则MCU控制模块30通知NFC模块10进入低功耗模式。
当NFC通信终端插入USB cable连接电脑或者连接充电器，此时充电管理模块20的升压电路不工作，NFC模块10由USB cable供电。
请继续参阅图2，所述充电管理模块20还包括第三电容C3，所述充电管理芯片U1的VREG端通过第三电容C3接地，所述第三电容C3为滤波电容，其容值为1uF，使充电管理芯片U1的VREG端的电压更稳定。
所述充电管理模块20还包括第四电容C4，所述充电管理芯片U1的PMID端通过第四电容C4接地，所述第四电容C4为滤波电容，其容值为4.7uF，使充电管理芯片U1的PMID端的电压更稳定。
所述充电管理模块20还包括第五电容C5，所述充电管理芯片U1的VBAT端通过第五电容C5接地，所述第五电容C5为滤波电容，使充电管理芯片U1的VBAT端的电压更稳定。
综上所述，本发明利用NFC通信终端已有的电子器件，提升NFC通信时的电压，无需单独设置升压器件，节省了PCB布线空间，在不增加硬件成本的前提下，实现了提升NFC通信距离，增加了产品的市场竞争力。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种提升NFC通信距离的NFC通信终端，其特征在于，包括：
USB接口；
NFC模块；
充电管理模块，用于当USB接口中插入USB设备时，将电池电压进行升压处理，给USB接口和NFC模块供电；当USB接口连接充电设备时，关闭升压功能，由充电设备给NFC模块供电；
MCU控制模块，用于控制充电管理模块和NFC模块的工作状态；
所述NFC模块，用于在NFC功能关闭时，进入低功耗模式；
所述MCU控制模块连接充电管理模块和NFC模块，所述充电管理模块连接USB接口和NFC模块；
所述充电管理模块包括充电管理芯片、第一电容、第二电容、电阻和电感，所述充电管理芯片中设置有电荷泵、PWM调制解调器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管；所述充电管理芯片的OTG/SUB#端连接MCU控制模块，所述充电管理芯片的VBUS端连接USB接口和NFC模块、还通过第一电容接地，所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极均连接PWM调制解调器，第一MOS管的漏极连接充电管理芯片的PMID端、PWM调制解调器和第三MOS管的源极，第一MOS管的源极连接第二MOS管的漏极和充电管理芯片的SW端，第二MOS管的源极连接充电管理芯片的PGND端，第三MOS管的漏极连接充电管理芯片的VBUS端，充电管理芯片的SW端连接电感的一端，所述电感的另一端通过第二电容接地、还通过电阻连接电池的正极；
充电管理芯片的OTG/SUB#端用于接收高电平控制信号，并由第一MOS管、第二MOS管和电感组成升压电路，先使第二MOS管导通、第一MOS管截止给电感充电，然后，使第二MOS管截止、第一MOS管导通，此时电感放电，连续使电感充电、放电，实现升压功能，充电管理芯片升高的电压通过VBUS 端输出5V电压给USB 接口和NFC模块。
2.根据权利要求1所述的提升NFC通信距离的NFC通信终端，其特征在于，所述第一MOS管为P沟道场效应管，第二MOS管和第三MOS管为N沟道场效应管。
3.根据权利要求1所述的提升NFC通信距离的NFC通信终端，其特征在于，所述充电管理模块还包括第三电容，所述充电管理芯片的VREG端通过第三电容接地。
4.根据权利要求1所述的提升NFC通信距离的NFC通信终端，其特征在于，所述充电管理模块还包括第四电容，所述充电管理芯片的PMID端通过第四电容接地。
5.根据权利要求1所述的提升NFC通信距离的NFC通信终端，其特征在于，所述充电管理模块还包括第五电容，所述充电管理芯片的VBAT端通过第五电容接地。
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