CN106026332A - 一种负载驱动电路、方法及电子支付设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种负载驱动电路、方法及电子支付设备，其中，负载驱动电路包括：电源输出模块，电源输出模块的第二端与地端电连接；储能电容，储能电容的第一端与电源输出模块的第一端电连接，储能电容的第二端与电源输出模块的第二端电连接；控制模块，包括第一检测端、第二检测端和控制端，第一检测端与储能电容的第一端电连接，第二检测端与储能电容的第二端电连接；通断模块，包括信号接收端、第一连接端和第二连接端，信号接收端与控制模块的控制端电连接，第一连接端与储能电容的第一端电连接；第一负载模块，第一负载模块的第一端与通断模块的第二连接端电连接，第一负载模块的第二端与储能电容的第二端电连接。

Description

一种负载驱动电路、方法及电子支付设备

技术领域

本发明涉及一种电子技术领域，尤其涉及一种负载驱动电路、方法及电子支付设备。

背景技术

随着技术的进步，随身电子设备的种类越来越多，应用也越来越广泛，为保证随身电子设备的便携性，设备的体积通常较小，也无法包含大功率电源，在无法外接大功率电源的情况下，设备内部的高功耗部件无法正常启用，设备应用的扩展也收到了局限。因此，如何在设备本身无法携带或获取大功率电源的前提下，正常启用设备的高功耗部件，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题之一。

本发明的主要目的在于提供一种负载驱动电路，其特征在于，包括：电源输出模块，电源输出模块的第二端与地端电连接；储能电容，储能电容的第一端与电源输出模块的第一端电连接，储能电容的第二端与电源输出模块的第二端电连接；控制模块，包括第一检测端、第二检测端和控制端，第一检测端与储能电容的第一端电连接，第二检测端与储能电容的第二端电连接；通断模块，包括信号接收端、第一连接端和第二连接端，信号接收端与控制模块的控制端电连接，第一连接端与储能电容的第一端电连接；第一负载模块，第一负载模块的第一端与通断模块的第二连接端电连接，第一负载模块的第二端与储能电容的第二端电连接；电源输出模块，用于为储能电容、控制模块和第一负载模块供电；控制模块，用于检测储能电容的电压，在满足第一预设触发条件时，通过控制端向通断模块发出导通控制信号；储能电容，用于在通断模块导通时，对第一负载模块放电，驱动第一负载模块；通断模块，用于用于在常态下，断开所述储能电容和所述第一负载模块的电连接，在信号接收端接收的导通控制信号的控制下导通，为储能电容和第一负载模块提供通路；第一负载模块，用于在通断模块导通时，执行操作。

此外，负载驱动电路还包括：第二负载模块，第二负载模块的第一端与储能电容的第一端电连接，第二负载模块的第二端与储能电容的第二端电连接；第二负载模块，用于执行操作；所述电源输出模块，还用于为所述第二负载模块供电。

此外，第一预设触发条件为：控制模块检测到储能电容的电压大于第一预设电压，或，控制模块检测到储能电容的电压大于第一预设电压且接收到操作请求信号，或，控制模块检测到储能电容的电压大于第一预设电压且未接收到操作完成信号。

此外，控制模块，还用于在满足第二预设触发条件时，通过控制端向通断模块发出断开控制信号。

此外，第二预设触发条件为：控制模块检测到储能电容的电压小于第二预设电压，或，控制模块接收到操作完成信号。

此外，天线，用于接收电能并输出电流；整流单元，用于将天线输出的电流转换为直流电，输出至电源输出模块的第一端。

本发明的另一主要目的在于提供一种电子支付设备，其特征在于，包括上述任一种的负载驱动电路。

本发明的另一主要目的在于提供一种负载驱动方法，其特征在于，包括：控制模块检测储能电容的电压，判断是否满足第一触发条件；若满足第一触发条件，控制模块发出导通控制信号至通断模块，通断模块导通，储能电容对第一负载模块放电，驱动第一负载模块。

此外，第一触发条件，包括：电压大于第一预设电压，或，电压大于第一预设电压且控制模块接收到操作请求信号，或，电压大于第一预设电压且控制模块未接收到操作完成信号。

此外，还包括：控制模块检测储能电容的电压，判断是否满足第二触发条件；若满足第二触发条件，控制模块发出断开控制信号至通断模块，通断模块断开，储能电容停止对第一负载模块放电，电源输出模块为储能电容充电。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的一种负载驱动电路，在第一负载模块需要启用时，检测模块检测储能电容的电压，在满足第一预设触发条件时，则导通通断模块，储能电容与第一负载模块之间形成通路，储能电容释放的储存的电能，为第一负载模块供电，本发明提供的负载驱动电路可使用储能电容为大功率负载供电，电路简单，成本较低。本发明提供的一种电子支付设备，可以包括上述负载驱动电路，包括上述负载驱动电路的电子支付设备，无须携带或外接大功率电源，提高了设备的便携性，降低了设备的制造成本。本发明提供的一种负载驱动方法，在第一负载模块需要启用时，检测模块检测储能电容的电压，在满足第一预设触发条件时，则导通通断模块，储能电容与第一负载模块之间形成通路，储能电容释放储存的电能，为第一负载模块供电，本方案可使用储能电容为大功率负载供电，电路简单，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例1提供的负载驱动电路的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的另一负载驱动电路的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的又一负载驱动电路的结构示意图；

图4为本发明实施例1中的电源输出模块的可选实施方式一的结构示意图；

图5为本发明实施例1中的电源输出模块的可选实施方式二的结构示意图；

图6为本发明实施例1中的电源输出模块的可选实施方式三的结构示意图；

图7为本发明实施例1中的电源输出模块的可选实施方式四的结构示意图；

图8为本发明实施例3中的负载驱动方法的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

实施例1

本实施例提供一种负载驱动电路，如图1所示，该电路包括：

电源输出模块10，电源输出模块10的第二端102与地端电连接；储能电容20，储能电容20的第一端201与电源输出模块10的第一端101电连接，储能电容20的第二端202与电源输出模块10的第二端102电连接；控制模块30，包括第一检测端301、第二检测端302和控制端303，第一检测端301与储能电容20的第一端201电连接，第二检测端302与储能电容20的第二端202电连接；通断模块40，包括信号接收端403、第一连接端401和第二连接端402，信号接收端403与控制模块30的控制端303电连接，第一连接端401与储能电容20的第一端201电连接；第一负载模块50，第一负载模块50的第一端501与通断模块40的第二连接端402电连接，第一负载模块50的第二端502与储能电容20的第二端202电连接。

其中，电源输出模块10，用于为储能电容20、控制模块30和第一负载模块50供电；控制模块30，用于检测储能电容20的电压，在满足第一预设触发条件时，通过控制端303向通断模块40发出导通控制信号；储能电容20，用于在通断模块40导通时，对第一负载模块50放电，驱动第一负载模块50；通断模块40，用于在信号接收端403接收的导通控制信号的控制下导通，为储能电容20和第一负载模块50提供通路；第一负载模块50，用于在通断模块40导通时，执行操作。

在本实施例的一个可选实施方式中，通断模块40可以包括一个或多个物理开关，也可以包括一个或多个虚拟开关，还可以包括有一个或多个其他通断器件，还可以是上述三种的任意组合。

在本发明的一个可选实施方式中，控制模块30检测储能电容20的电压，在不满足第一预设触发条件时，继续检测储能电容20的电压，直到满足第一预设触发条件为止。

在实施例中，当第一负载模块50需要完成操作的时间较短，可以通过储能电容20的一次放电使负载完成操作，当第一负载模块50需要完成操作的时间较长时，可以通过储能电容20的多次重放电使负载完成操作，例如，在储能电容20的一次放电完成后，储能电容20与第一负载模块50的通路被断开，储能电容20通过电源输出模块10输出的电能进行充电，在达到预设条件时，通断模块40被导通，储能电容20与第一负载模块50之间形成通路，储能电容20再次对第一负载模块50放电，若第一负载模块50操作仍没完成，可多次重复储能电容20与第一负载模块50通路断开，储能电容20充电，通路连接，储能电容20对第一负载模块50放电的过程，使第一负载模块50有足够的电能完成操作。

本实施例提供的负载驱动电路，在第一负载模块50需要启用时，检测储能电容20的电压，在满足第一预设触发条件时，通过控制释放储能电容20的储存的电能，为第一负载模块50供电，本发明提供的技术方案可使用储能电容20为大功率负载供电，解决电源功率较小时，无法驱动大功率负载的问题，且电路简单，成本较低。

在本实施例的一个可选实施方式中，如图2所示，负载驱动电路还包括：第二负载模块60，第二负载模块60的第一端601与储能电容20的第一端201电连接，第二负载模块60的第二端602与储能电容20的第二端202电连接；第二负载模块60用于执行操作。第二负载模块60为电路中需要持续供电的小功率负载，第一负载模块50为大功率负载，在第一负载模块50被接入负载驱动电路前，由于第二负载模块60功耗小，电路中电流较小，第一负载模块50接入负载驱动电路后，电路中电流变大。例如，当本实施例中的负载驱动电路设于一个具有电子签名功能的设备中时，控制模块30为主控芯片，第二负载模块50为安全芯片中需要持续供电的单元(如RAM等)，第一负载模块50为安全芯片中签名运算单元，当达到第一预设触发条件时，主控芯片控制通断模块导通，储能电容20对安全芯片的签名运算单元放电，签名运算单元利用储能电容20提供的电能进行签名操作。

在本实施例的一个可选实施方式中，第一预设触发条件为：控制模块30检测到储能电容20的电压大于第一预设电压，或，控制模块30检测到储能电容20的电压大于第一预设电压且接收到操作请求信号，或，控制模块30检测到储能电容20的电压大于第一预设电压且未接收到操作完成信号。

控制模块30检测到储能电容20的电压大于第一预设电压，第一预设电压可以是储能电容20所能达到的最大电压，也可以是第一负载模块50进行单次操作需要的电压，操作的类型不同，预设第一电压也可以不同，第一负载模块50单次操作需要的电压可通过第一负载模块50进行操作时需要的电流大小、放电时长及储能电容20的器件特性计算得出。操作请求信号可以是控制模块30直接接收到的，也可以是由其他模块发送至控制模块的，本实施例在此不做限制。操作完成信号是表示第一负载模块50操作完成的信号，可由第一负载模块50向控制模块30发送，也可以是其他模块向控制模块30发送，当操作完成信号是由第一负载模块50向控制模块30发送时，控制模块30可通过第二控制端与第一负载模块50的信号反馈端电连接，当第一负载模块50执行的操作完成后，由信号反馈端向控制模块30发送操作完成信号。

在本可选实施方案中，当第一预设触发条件为储能电容20的电压大于第一预设电压时，储能电容20可以在电压大于第一预设电压时即对第一负载模块50放电，无论第一负载模块50是否需要进行操作，本方案可以减少控制模块30的操作内容，减少控制模块30的对外接口，简化电路连接。例如，当本实施例中的负载驱动电路设于一个具有电子签名功能的设备中时，控制模块30为主控芯片，第一负载模块50为安全芯片，第一预设电压为3V，主控芯片检测储能电容20的电压，当电压大于3V时，主控芯片控制通断模块导通，储能电容20对安全芯片放电，安全芯片利用储能电容20提供的电能进行签名操作，若安全芯片完成签名操作用时较长，可通过储能电容20的多次充放电完成签名操作。

在本可选实施方案中，当第一预设触发条件为储能电容20的电压大于第一预设电压且接收到操作请求信号时，控制模块30可持续检测储能电容的电压，当收到操作请求信号时，若储能电容的电压大于第一预设电压，则向通断模块发送导通控制信号，控制模块30也可以是在接收到操作请求信号时，再检测储能电容20的电压，若储能电容20的电压大于第一预设电压，则向通断模块发送导通控制信号。检测储能电容20的电压和收到操作请求信号的先后顺序，本实施例并不做限定，本方案在第一负载模块50需要进行操作，需要供电时，储能电容20对第一负载模块50进行放电，可以减少储能电容20的充放电次数，提高电路工作效率。例如，当本实施例中的负载驱动电路设于一个具有电子签名功能的设备中时，控制模块30为主控芯片，第一负载模块50为安全芯片，第一预设电压为3V，操作请求信号为签名请求信号，主控芯片检测储能电容20的电压，当电压大于3V且接收到签名请求信号时，主控芯片控制通断模块导通，储能电容20对安全芯片放电，安全芯片利用储能电容20提供的电能进行签名操作，若安全芯片完成签名操作用时较长，可通过储能电容20的多次充放电完成签名操作。

在本可选实施方案中，当第一预设触发条件为控制模块30检测到储能电容20的电压大于第一预设电压且未接收到操作完成信号时，在控制模块30没有收到操作完成信号且储能电容20的电压大于第一预设电压的情况下，第一负载模块50的操作没有完成，控制模块30即控制通断模块导通，储能电容20为第一负载模块继续放电，使控制模块30继续完成操作，其中，检测储能电容20的电压和收到操作完成信号的先后顺序，本实施例并不做限定。例如，当本实施例中的负载驱动电路设于一个具有电子签名功能的设备中时，控制模块30为主控芯片，第一负载模块50为安全芯片，第一预设电压为3V，操作完成信号为签名完成信号，主控芯片检测储能电容20的电压，当电压大于3V且未接收到签名完成信号时，主控芯片控制通断模块导通，储能电容20对安全芯片放电，安全芯片利用储能电容20提供的电能进行签名操作，若安全芯片完成签名操作用时较长，可通过储能电容20的多次充放电完成签名操作。

在本实施例的一个可选实施方式中，控制模块30，还用于在满足第二预设触发条件时，通过控制端303向通断模块40发出断开控制信号。进一步地，第二预设触发条件为：控制模块30检测到储能电容20的电压小于第二预设电压，或，控制模块30接收到操作完成信号。

在本可选实施方案中，当第二预设触发条件是储能电容20的电压小于第二预设电压时，第二预设电压可以是不足以维持第一负载模块50正常操作的电压，也可以是小于第一预设电压的其他预设电压值。例如，当本实施例中的负载驱动电路设于一个具有电子签名功能的设备中时，控制模块30为主控芯片，第一负载模块50为安全芯片，第二预设电压为1V，主控芯片检测储能电容20的电压，当电压小于1V时，主控芯片控制通断模块断开，储能电容20停止对安全芯片放电，储能电容20利用电源输出模块10的提供电能进行充电，若安全芯片完成签名操作的用时较长，在前一次的储能电容20对安全芯片的放电过程中，安全芯片并未完成操作，可通过储能电容20的多次充放电使安全芯片完成操作。

在本可选实施方案中，当第二预设触发条件是控制模块30接收到操作完成信号时，接收到操作完成信号，无须再向第一负载模块50供电，其中，操作完成信号可由第一负载模块50向控制模块30发送，也可以是其他模块向第一负载模块30发送，当操作完成信号是由第一负载模块50向控制模块30发送时，控制模块30可通过第二控制端与第一负载模块50的信号反馈端电连接，当第一负载模块50执行的操作完成后，由第一负载模块50的信号反馈端向控制模块50发送操作完成信号。例如，当本实施例中的负载驱动电路设于一个具有电子签名功能的设备中时，控制模块30为主控芯片，第一负载模块50为安全芯片，操作完成信号为签名完成信号，主控芯片接收到签名完成信号时，主控芯片控制通断模块断开，储能电容20停止对安全芯片放电，储能电容20利用电源输出模块10的提供电能进行充电，准备下一次对安全芯片的放电。

在本可选实施方案中，当满足第二预设触发条件时，控制模块30向通断模块40发送断开控制信号，储能电容20与第一负载模块50的通路断开，储能电容20不再为第一负载模块50供电，储能电容20可通过电源输出模块10的电能进行充电，为下一次放电存储电能。在储能电容20的电压小于第二预设电压时，通断模块断开，储能电容进行充电，可避免第一负载模块50在尚未完成操作时储能电容20无法继续正常供电，影响第一负载模块50的操作。在控制模块30接收到操作完成信号后，通断模块断开，储能电容进行充电，可避免第一负载模块50在已完成操作的情况下，储能电容20继续供电。

在本实施例的一个可选实施方式中，如图3所示，电源输出模块10包括：天线103，用于接收电能并输出电流；整流单元104，用于将天线103输出的电流转换为直流电，输出至电源输出模块的第一端101。通过电源输出模块10输出的电流为直流电，为储能电容20、控制模块30和第一负载模块50提供供电保障。

在本实施例中，电源输出模块10可以有多种实现方式，以下仅做简单举例说明：

可选实施方式一：

如图4所示，电源输出模块10包括整流单元104和天线103，其中，整流单元104包括：第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第一二极管D1和第二二极管D2。天线103包括：第一天线端1031和第二天线端1032。

第一NMOS管Q1的漏极、第二NMOS管Q2的栅极和第一二极管D1的正极分别连接至第一天线端1031；第一NMOS管Q1的栅极、第二NMOS管Q2的漏极和第二二极管D2的正极分别连接至第二天线端1032；第一二极管D1的负极和第二二极管D2的负极分别连接至储能电容20的第一端201；第一NMOS管Q1的源极和第二NMOS管Q2的源极分别与地端电连接。在本实施方式中，第一二极管D1和第二二极管D2也可以使用一个共负极二极管代替，第一二极管D1的负极和第二二极管D2的负极连接后，与储能电容20的第一端201电连接。

具体来说，本实施例的NMOS管均采用单个的MOS管，单个的MOS管由于其制造工艺或其他原因，其带有一个寄生二极管，也叫体二极管，一般来说当NMOS管中通过较小的电流时，通过该寄生二极管的电流产生的电压压降比通过普通的二极管产生的电压压降低。此外，正常情况下NMOS管本身的导通方向是漏极到源极，即漏极电压高于源极，从而实现NMOS管的开关性能；而在本实施例中，是利用NMOS管Q1和Q2的隔离特性来实现电流的导通，即在本实施例中是源极电压高于漏极电压，从而等效于通过寄生二极管来反向导通电流，从而使得导通的所产生的压降降低。

具体来说，在本实施例的二极管D1和D2可以是锗二极管，也可以是硅二极管，还可以替换为肖特基二极管，只要能实现二极管的功能均可。此外，由于二极管本身的特性会造成通过其的电流产生一定的压降，在利用较小电压供电的电子设备中，可以采用导通压降小的二极管。由于二极管的压降属于其本身特性，此处不再赘叙。

以下以第一天线端1031、第二天线端1032分别加正电压、负电压为例，并参照图4对本实施例的整流单元104的工作原理进行说明：

当第一天线端1031加正电压、第二天线端1032加负电压时，由于NMOS管和二极管的导通特性，则D1正极加正电压，D1导通；D2正极加负电压，D2截止；Q1的栅极加负电压，Vgs＜Vt，则Q1截止；Q2的栅极加正电压，Vgs＞Vt，则Q2导通，且此时第二NMOS管Q2的漏极接的是负电压，因此电流从Q2源极流向漏极，可以等效于第二NMOS管Q2通过寄生二极管导通，压降小。因此电流从第一天线端1031通过D1、储能电容的第一端201、储能电容的第二端202、Q2回到第二天线端1032，从而形成一个回路。

当第一天线端1031加负电压、第二天线端1032加正电压时，由于NMOS管和二极管的导通特性，则D1正极加负电压，D1截止；D2正极加正电压，D2导通；Q1的栅极加正电压，Vgs＞Vt，则Q1导通，且此时第一NMOS管Q1的漏极接的是负电压，因此电流从Q1的源极流向漏极，可以等效于第一NMOS管Q1通过寄生二极管导通，压降小；Q2的栅极加负电压，Vgs＜Vt，则Q2截止。因此电流从第二天线端1032通过D2、储能电容的第一端201、储能电容的第二端202、Q1回到第一天线端1031，从而形成一个回路。

由上述示例可以看出，无论在第一天线端1031或第二天线端1032的哪一端加正电压，储能电容20的均为第一端201电压高于第二端202电压，可见，整流单元104可将天线103输出的电流转换为直流电。此外，本实施例采用两个MOS管和两个二极管来实现整流单元，比利用四个二极管来实现整流单元104的实施方式来说，有效地降低了电压通过的压降，对于利用较小电压的电子设备来说，可以提高电能的使用率，减少损耗，利用两个二极管连接储能电容20的第一端201，在天线103与储能电容20之间形成单向通路，以阻值储能电容20的电流回流至电源输出模块10。

可选实施方式二：

如图5所示，本可选实施方式与实施方式一的区别在于，实施方式一利用两个NMOS管和两个二极管实现了整流单元104，而本实施例利用两个PMOS管和两个二极管实现了整流单元。

如图5所示，整流单元104连接至天线103，其中，天线包括第一天线端1031和第二天线端1032，整流单元104包括第三PMOS管Q3、第四PMOS管Q4、第三二极管D3和第四二极管D4。

第三PMOS管Q3的漏极、第四PMOS管Q4的栅极和第三二极管D3的负极分别连接至第一天线端1031；第三PMOS管Q3的栅极、第四PMOS管Q4的漏极和第四二极管D4的负极分别连接至第二天线端1032；第三PMOS管Q3的源极和第四PMOS管Q4的源极分别连接至储能电容20的第一端201；第三二极管D3的正极和第四二极管D4的正极分别与地端电连接。

具体来说，本实施例的PMOS管均采用单个的MOS管，单个的MOS管由于其制造工艺或其他原因，其带有一个寄生二极管，也叫体二极管，一般来说当PMOS管中通过较小的电流时，通过该寄生二极管的电流产生的电压压降比通过普通的二极管产生的电压压降低。此外，正常情况下PMOS管本身的导通方向是从源极到漏极，即源极电压高于漏极，从而实现PMOS管的开关性能；而在本实施例中，是利用PMOS管Q3和Q4的隔离特性来实现电流的导通，即在本实施例中是漏极电压高于源极电压，从而等效于通过寄生二极管来反向导通电流，从而使得导通的所产生的压降降低。

具体来说，在本实施例的二极管D3和D4可以是锗二极管，也可以是硅二极管，还可以替换为肖特基二极管，只要能实现二极管的功能均可。此外，由于二极管本身的特性会造成通过其的电流产生一定的压降，在利用较小电压供电的电子设备中，可以采用导通压降小的二极管。由于二极管的压降属于其本身特性，此处不再赘叙。

以下以第一天线端1031、第二天线端1032分别加正电压、负电压为例，并参照图5对本实施例的整流单元的工作原理进行说明：

当第一天线端1031加正电压、第二天线端1032加负电压时，由于PMOS管和二极管的导通特性，则Q3的栅极加负电压，Vgs＜Vt，则Q3导通，且此时第三PMOS管Q3的漏极接的是正电压，因此电流从Q3漏极流向源极，可以等效于第三PMOS管Q3通过寄生二极管导通，压降小；Q4的栅极加正电压，Vgs＞Vt，则Q4截止；D3负极加正电压，D3截止；D4负极加负电压，D4导通。因此电流从第一天线端1031通过Q3、储能电容20的第一端201、储能电容20的第二端202、D4回到第二天线端1032，从而形成一个回路。

当第一天线端1031加负电压、第二天线端1032加正电压时，由于PMOS管和二极管的导通特性，则Q3的栅极加正电压，Vgs＞Vt，则Q3截止；Q4的栅极加负电压，Vgs＜Vt，则Q4导通，且此时第四PMOS管Q4的漏极接的是正电压，因此电流从Q4漏极流向源极，可以等效于第四PMOS管Q4通过寄生二极管导通，压降小；D3负极加负电压，D3导通；D4负极加正电压，D4截止。因此电流从第二天线端1032通过Q4、储能电容的第一端201、储能电容的第二端202、D3回到第一天线端1031，从而形成一个回路。

由上述示例可以看出，无论在第一天线端1031或第二天线端1032的哪一端加正电压，储能电容20的均为第一端201电压高于第二端202电压，可见，整流单元104可将天线103输出的电流转换为直流电。此外，本实施例采用两个MOS管和两个二极管来实现整流单元104，比利用四个二极管来实现整流单元104的实施方式来说，有效地降低了电压通过的压降，对于利用较小电压的电子设备来说，可以提高电能的使用率，减少损耗。

可选实施方式三：

如图6所示，本可选实施方式与实施方式一的区别在于，实施方式一利用两个NMOS管和两个二极管实现了整流单元104，而实施方式利用两个PMOS管和两个NMOS管实现了整流单元104。

如图6所示，整流单元104连接至天线103，其中，天线包括第一天线端1031和第二天线端1032，整流单元104包括第五NMOS管Q5、第六NMOS管Q6、第七PMOS管Q7和第八PMOS管Q8。

第五NMOS管Q5的漏极、第六NMOS管Q6的栅极、第七PMOS管Q7的漏极和第八PMOS管Q8的栅极分别连接至第一天线端1031；第五NMOS管Q5的栅极、第六NMOS管Q6的漏极、第七PMOS管Q7的栅极和第八PMOS管Q8的漏极分别连接至第二天线端1032；第七PMOS管Q7的源极和第八PMOS管Q8的源极分别连接至储能电容的第一端；第五NMOS管Q5的源极和第六NMOS管Q6的源极分别与地端电连接。

具体来说，本实施例的NMOS管、PMOS管均采用单个的MOS管，单个的MOS管由于其制造工艺或其他原因，其带有一个寄生二极管，也叫体二极管，一般来说当NMOS管、PMOS管中通过较小的电流时，通过该寄生二极管的电流产生的电压压降比通过普通的二极管产生的电压压降低。此外，正常情况下的NMOS管本身的导通方向是漏极到源极，即漏极电压高于源极，从而实现NMOS管的开关性能；而在本实施例中，是利用NMOS管Q5和Q6的隔离特性来实现电流的导通，即在本实施例中是源极电压高于漏极电压，从而等效于通过寄生二极管来反向导通电流，从而使得导通的所产生的压降降低。而相对应的，正常情况下PMOS管本身的导通方向是从源极到漏极，即源极电压高于漏极，从而实现PMOS管的开关性能；而在本实施例中，是利用PMOS管Q7和Q8的隔离特性来实现电流的导通，即在本实施例中是漏极电压高于源极电压，从而等效于通过寄生二极管来反向导通电流，从而使得导通的所产生的压降降低。

以下以第一天线端1031、第二天线端1032分别加正电压、负电压为例，并参照图6对本实施例的整流单元104的工作原理进行说明：

当第一天线端1031加正电压、第二天线端1032加负电压时，由于NMOS管和PMOS管的导通特性，则第七PMOS管Q7栅极加负电压，Vgs＜Vt，则Q7导通，且此时第七PMOS管Q7的漏极接的是正电压，因此电流从Q7漏极流向源极，可以等效于第七PMOS管Q7通过寄生二极管导通，压降小；第八PMOS管Q8的栅极加正电压，Vgs＞Vt，则Q8截止。而第五NMOS管Q5的栅极加负电压，Vgs＜Vt，则Q5截止；Q6的栅极加正电压，则Vgs＞Vt，Q6导通，且此时第六NMOS管Q6的漏极接的是负电压，因此电流从Q6源极流向漏极，可以等效于第六NMOS管Q6通过寄生二极管导通，压降小。因此电流从第一天线端1031通过Q7、储能电容20的第一端201、储能电容20的第二端202、Q6回到第二天线端1032，从而形成一个回路。

当第一天线端1031加负电压、第二天线端1032加正电压时，由于NMOS管和PMOS管的导通特性，则第七PMOS管Q7的栅极加正电压，Vgs＞Vt，则Q7截止；第八PMOS管Q8栅极加负电压，Vgs＜Vt，则Q8导通，且此时第八PMOS管Q8的漏极接的是正电压，因此电流从Q8漏极流向源极，可以等效于第八PMOS管Q8通过寄生二极管导通，压降小。而Q5的栅极加正电压，则Vgs＞Vt，Q5导通，且此时第五NMOS管Q5的漏极接的是负电压，因此电流从Q5源极流向漏极，可以等效于第五NMOS管Q5通过寄生二极管导通，压降小；第六NMOS管Q6的栅极加负电压，Vgs＜Vt，则Q6截止。因此电流从第二天线端1032通过Q8、储能电容20的第一端201、储能电容20的第二端202、Q5回到第一天线端1031，从而形成一个回路。

由上述示例可以看出，无论在第一天线端1031或第二天线端1032的哪一端加正电压，储能电容20的均为第一端201电压高于第二端202电压，可见，整流单元104可将天线103输出的电流转换为直流电。此外，本实施例采用两个NMOS管和两个PMOS管来实现整流单元，比利用四个二极管来实现整流单元104的实施方式来说，有效地降低了电压通过的压降，对于利用较小电压的电子设备来说，可以提高电能的使用率，减少损耗。

下面以整流单元104为第一实施方式时，参照图7，对负载驱动电路的电路结构及电流流向做简要说明：

电源输出模块10，电源输出模块10的第二端102与地端电连接；电源输出模块10包括天线103和整流单元104；

天线103，包括第一天线端1031和第二天线端1032；

整流单元104，包括第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第一二极管D1和第二二极管D2，Q1的栅极与第二天线端电1032连接，漏极与第一天线端1031电连接，源极通过电源输出模块10的第二端102与地端电连接，第二NMOS管Q2的栅极与第一天线端1031电连接，漏极与第二天线端1032电连接，源极与通过电源输出模块10的第二端102与地端电连接；D1的正极与第一天线端1031电连接，负极与电源输出模块10的第一端101电连接；D2的正极与第二天线端1032电连接，负极与电源输出模块10的第一端101电连接；

储能电容20，储能电容的第一端201与电源输出模块10的第一端101电连接，储能电容20的第二端202与电源输出模块10的第二端102电连接；

控制模块30，包括第一检测端301、第二检测端302和控制端303，第一检测端301与储能电容20的第一端201电连接，第二检测端302与储能电容20的第二端202电连接；

通断模块40，包括信号接收端403、第一连接端401和第二连接端402，信号接收端403与控制模块30的控制端303电连接，第一连接端401与储能电容20的第一端201电连接；

第一负载模块50，第一负载模块50的第一端501与通断模块40的第二连接端402电连接，第一负载模块50的第二端502与储能电容20的第二端202电连接。

在上述电路结构的基础上，以下以天线103的第一天线端1031为正电压，第二天线端1032为负电压为例，参照图7，对本发明的负载驱动电路的电流流向进行简单说明：

当第一天线端1031为正电压，第二天线端1032为负电压时，由于NMOS管和二极管的导通特性，D1导通，D2截止，电流通过D1流向储能电容20，储能电容20的第一端201为正极，第二端202为负极，第二NMOS管Q2源极通过电源输出模块10的第二端102与地电连接，漏极与第二天线端1032连接，Q2源极电压高于漏极电压，Q2导通，Q1截止，电流从Q2的漏极流向第二天线端，从而形成回路。

当通断模块导通时，电流由储能电容20的第一端201流向负载单元50的第一端501，储能电容20的第二端202与负载单元50的第二端502均与地端电连接，形成回路，储能电容20向负载单元50放电。

实施例2

本实施例提供一种电子支付设备，包括实施例1中任一种的负载驱动电路，该电子支付设备可以是智能卡、电子签名工具、动态口令牌，也可以是上述设备的合一设备，控制模块可以是该设备中的主控芯片，第一负载模块可以是该设备中的安全芯片，安全芯片进行签名操作时为大负载，若签名操作耗时较短，可以由储能电容的一次放电完成，若签名操作耗时较长，则可通过储能电容的多次充放电分段完成。使用该负载驱动电路的电子支付设备，无须携带大功率电源即可正常完成交易，体积小，成本低。

实施例3

本实施例提供一种负载方法，如图8所示，该负载驱动方法为实施例1中的负载驱动电路中的控制模块执行的驱动方法，在此仅做简要说明，该方法包括以下步骤：

S301，控制模块检测储能电容的电压，判断是否满足第一触发条件；

S302，若满足第一触发条件，控制模块发出导通控制信号至通断模块，通断模块导通，储能电容对第一负载模块放电，驱动第一负载模块。

在本发明的一个可选实施方式中，第一触发条件，包括：电压大于第一预设电压，或，电压大于第一预设电压且控制模块接收到操作请求信号，或，电压大于第一预设电压且控制模块未接收到操作完成信号。

在本可选实施方案中，当第一预设触发条件为储能电容的电压大于第一预设电压时，储能电容可以在电压大于第一预设电压时即对第一负载模块放电，无论第一负载模块是否需要进行操作，本方案可以减少控制模块的操作内容，减少控制模块的对外接口，简化电路连接。

在本可选实施方案中，当第一预设触发条件为储能电容的电压大于第一预设电压且接收到操作请求信号时，控制模块可持续检测储能电容的电压，当收到操作请求信号时，若储能电容的电压大于第一预设电压，则向通断模块发送导通控制信号，控制模块也可以是在接收到操作请求信号时，再检测储能电容的电压，若储能电容的电压大于第一预设电压，则向通断模块发送导通控制信号。检测储能电容的电压和收到操作请求信号的先后顺序，本实施例并不做限定，本方案在第一负载模块需要进行操作，需要供电时，储能电容对第一负载模块进行放电，可以减少储能电容的充放电次数，提高电路工作效率。

在本可选实施方案中，当第一预设触发条件为控制模块检测到储能电容的电压大于第一预设电压且未接收到操作完成信号时，在控制模块没有收到操作完成信号且储能电容20的电压大于第一预设电压的情况下，第一负载模块的操作没有完成，控制模块即控制通断模块导通，储能电容为第一负载模块继续放电，使控制模块继续完成操作，其中，检测储能电容的电压和收到操作完成信号的先后顺序，本实施例并不做限定。

在本发明的一个可选实施方式中，还包括以下步骤：

S303，控制模块检测储能电容的电压，判断是否满足第二触发条件；

S304，若满足第二触发条件，控制模块发出断开控制信号至通断模块，通断模块断开，储能电容停止对第一负载模块放电，电源输出模块为储能电容充电。

进一步的，第二触发条件，包括：电压小于第二预设电压，或，控制模块接收到操作完成信号。

在本可选实施方案中，当满足第二预设触发条件时，控制模块向通断模块发送断开控制信号，储能电容与第一负载模块的通路断开，储能电容不再为第一负载模块供电，储能电容可通过电源输出模块的电能进行充电，为下一次放电存储电能。在储能电容的电压小于第二预设电压时，通断模块断开，储能电容进行充电，可避免第一负载模块在尚未完成操作时储能电容无法继续正常供电，影响第一负载模块的操作。在控制模块接收到操作完成信号后，通断模块断开，储能电容进行充电，可避免第一负载模块在已完成操作的情况下，储能电容继续供电。

本实施例提供的负载驱动方法，在第一负载模块需要启用时，检测储能电容的电压，在满足第一预设触发条件时，则释放储能电容的电量，为第一负载模块供电，可使用储能电容为大功率负载供电，方案简单，成本较低。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种负载驱动电路，其特征在于，包括：

电源输出模块，所述电源输出模块的第二端与地端电连接；

储能电容，所述储能电容的第一端与所述电源输出模块的第一端电连接，所述储能电容的第二端与所述电源输出模块的第二端电连接；

控制模块，包括第一检测端、第二检测端和控制端，所述第一检测端与所述储能电容的所述第一端电连接，所述第二检测端与所述储能电容的所述第二端电连接；

通断模块，包括信号接收端、第一连接端和第二连接端，所述信号接收端与所述控制模块的所述控制端电连接，所述第一连接端与所述储能电容的所述第一端电连接；

第一负载模块，所述第一负载模块的第一端与所述通断模块的所述第二连接端电连接，所述第一负载模块的第二端与所述储能电容的所述第二端电连接；

所述电源输出模块，用于为所述储能电容、所述控制模块和所述第一负载模块供电；

所述控制模块，用于检测所述储能电容的电压，在满足第一预设触发条件时，通过所述控制端向所述通断模块发出导通控制信号；

所述储能电容，用于在所述通断模块导通时，对所述第一负载模块放电，驱动所述第一负载模块；

所述通断模块，用于在常态下，断开所述储能电容和所述第一负载模块的电连接，在所述信号接收端接收的所述导通控制信号的控制下导通，为所述储能电容与所述第一负载模块提供通路；

所述第一负载模块，用于在所述通断模块导通时，执行操作。

2.根据权利要求1所述的负载驱动电路，其特征在于，还包括：

第二负载模块，所述第二负载模块的第一端与所述储能电容的第一端电连接，所述第二负载模块的第二端与所述储能电容的第二端电连接；

所述电源输出模块，还用于为所述第二负载模块供电；

所述第二负载模块，用于执行操作。

3.根据权利要求1所述的负载驱动电路，其特征在于，所述第一预设触发条件为：

所述控制模块检测到所述储能电容的电压大于第一预设电压，或，所述控制模块检测到所述储能电容的电压大于所述第一预设电压且接收到操作请求信号，或，所述控制模块检测到所述储能电容的电压大于所述第一预设电压且未接收到操作完成信号。

4.根据权利要求1所述的负载驱动电路，其特征在于，

所述控制模块，还用于在满足第二预设触发条件时，通过所述控制端向所述通断模块发出断开控制信号。

5.根据权利要求4所述的负载驱动电路，其特征在于，所述第二预设触发条件为：所述控制模块检测到所述储能电容的电压小于第二预设电压，或，所述控制模块接收到所述操作完成信号。

6.根据权利要求1所述的负载驱动电路，其特征在于，所述电源输出模块包括：

所述天线，用于接收电能并输出电流；

所述整流单元，用于将所述天线输出的电流转换为直流电，输出至所述电源输出模块的第一端。

7.一种电子支付设备，其特征在于，包括所述权利要求1-5中任一项所述的负载驱动电路。

8.一种负载驱动方法，其特征在于，包括：

控制模块检测储能电容的电压，判断是否满足第一触发条件；

若满足所述第一触发条件，所述控制模块发出导通控制信号至通断模块，所述通断模块导通，所述储能电容对第一负载模块放电，驱动所述第一负载模块。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一触发条件，包括：

所述电压大于第一预设电压，或，所述电压大于所述第一预设电压且所述控制模块接收到操作请求信号，或，所述电压大于所述第一预设电压且所述控制模块未接收到操作完成信号。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

所述控制模块检测储能电容的电压，判断是否满足第二触发条件；

若满足所述第二触发条件，所述控制模块发出断开控制信号至通断模块，所述通断模块断开，所述储能电容停止对所述第一负载模块放电，电源输出模块为所述储能电容充电。