CN106255254A - 电子装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的第一方面，提供一种电子装置，所述电子装置包括发光二极管布置和可操作地连接到所述发光二极管布置的驱动器布置，其中所述发光二极管布置的至少一个发光二极管可操作地连接在所述驱动器布置的第一驱动器与所述驱动器布置的第二驱动器之间，使得在操作中，可以通过在所述第一驱动器与所述第二驱动器之间流动的电流向所述发光二极管供能。此外，根据本发明的第二方面，构想一种制造电子装置的对应方法。

Description

电子装置
技术领域
本发明涉及一种电子装置。此外，本发明涉及一种制造电子装置的对应方法。
背景技术
如今，例如智能卡等电子装置在社会中得到广泛使用。例如，智能卡可以用作电子身份(eID)证或银行卡。此类电子装置还可以配备有光学反馈指示器，例如发光二极管。由于电子装置可能是功率受限的，因此可能需要有效地控制此类发光二极管，尤其是以节能但可靠的方式进行控制。对于非接触式智能卡，并且对于其它类电子装置，特别是对于具有嵌入式微控制器(MCU)和发光二极管的任何装置，这是尤其重要的。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种电子装置，该电子装置包括发光二极管布置和可操作地连接到发光二极管布置的驱动器布置，其中发光二极管布置的至少一个发光二极管可操作地连接在驱动器布置的第一驱动器与所述驱动器布置的第二驱动器之间，使得在操作中，可以通过在第一驱动器与第二驱动器之间流动的电流向发光二极管供能。
在一个或多个实施例中，第一驱动器被配置成产生高于发光二极管的阈值电压的电压。
在一个或多个实施例中，第二驱动器被配置成提供接地电位或大体上低于发光二极管的阈值电压的电压。
在一个或多个实施例中，该电子装置另外包括处理单元，该处理单元被配置成产生脉冲驱动器信号，并通过将所述脉冲驱动器信号提供到驱动器布置来控制驱动器布置。
在一个或多个实施例中，发光二极管布置包括彼此反向平行连接的两个发光二极管，并且其中驱动器布置被配置成通过取决于脉冲驱动器信号的交替方向上的电流向发光二极管供能。
在一个或多个实施例中，发光二极管布置包括串联连接的多个发光二极管，并且其中驱动器布置被配置成通过取决于脉冲驱动器信号的电流单独地向每个发光二极管供能。
在一个或多个实施例中，处理单元被配置成取决于发光二极管的预定义亮度级别产生脉冲驱动器信号。
在一个或多个实施例中，驱动器布置耦合到限压器。
在一个或多个实施例中，驱动器布置被配置成以至少30Hz的频率接通发光二极管。
在一个或多个实施例中，该电子装置是低功率装置。
在一个或多个实施例中，该电子装置是智能卡。
在一个或多个实施例中，该电子装置是非接触式智能卡。
根据本发明的第二方面，构想一种制造电子装置的方法，该方法包括：提供具有发光二极管布置和可操作地连接到发光二极管布置的驱动器布置的电子装置；以及将发光二极管布置的至少一个发光二极管连接在驱动器布置的第一驱动器与所述驱动器布置的第二驱动器之间，使得在操作中，可以通过在第一驱动器与第二驱动器之间流动的电流向发光二极管供能。
附图说明
将参考附图更详细地描述实施例，在附图中：
图1示出电子装置的例子；
图2示出电子装置的示意性实施例；
图3示出电子装置的另一示意性实施例；
图4示出产生脉冲驱动器信号的示意性实施例；
图5示出产生特定脉冲驱动器信号的示意性实施例；
图6示出产生脉冲驱动器信号的另一示意性实施例；
图7示出可以使用所阐述类型的电子装置的读卡器-令牌系统的示意性实施例。
具体实施方式
图1示出电子装置100的例子。电子装置100包括发光二极管(LED)102、104，发光二极管102、104一端连接到电压源116且另一端连接到对应的驱动器106、108。此外，在LED102、104与驱动器106、108之间连接限流电阻器110、112。此外，处理单元114可操作地连接到驱动器106、108，使得处理单元114可以通过所述驱动器106、108控制LED 102、104。软件产生的信号或标记(X1、X2)可以限定对应LED的状态(开/关)：例如，软件标记X1限定LED1102的状态且软件标记X2限定LED2 104的状态。驱动器106、108可以是I/O驱动器，这些驱动器在对应软件标记限定“开”状态的情况下切换到接地电位(GND)，这样做有效地接通对应LED。例如，如果软件标记X1限定“开”的状态，则驱动器106切换到GND，并且由于电压源116提供正电压，因此电流流过LED1 102。限流电阻器110、112限制流过相应LED 102、104的电流，由此防止LED损坏。反向的实施方案(未示出)也是可能的。在此情况下，相应驱动器被配置成提供电压，并且通过反向的LED流向例如接地电位端子的所引起的电流也受到电阻器限制。
LED通常在功率受限的电子装置(例如，非接触式智能卡)中用作简单的光学反馈指示器。在实例实施方案中，如图1中所示，通常需要三个连接件来控制两个LED。此外，通过所使用的限流电阻器控制LED的亮度，尤其避免装置缺陷。限流电阻器的一个缺点是跨限流电阻器产生的压降，该压降可能导致LED的亮度减小。所述电阻器的另一缺点是它们耗散功率。此外，在使用新的LED类型的情况下，限流电阻器可能要求硬件设计变更。另一缺点是电阻器的组装可能降低取放机器的放置性能，这可能导致更高的组装成本。另一缺点是限流电阻器的放置要求额外的印刷电路板(PCB)区域。
非接触式智能卡通过非接触式读卡器供电。智能卡的接收线圈通过互感与供电读卡器线圈耦合。所述互感的不对称负载可能导致可用电源电压中的过高压降，这可能例如导致智能卡电路被阻断或发生故障。在将极低功率要求与连接线限制相结合的低成本智能卡应用中，可能需要在具有动态亮度控制、具有均衡负载、无需限流电阻器且每个LED不具有超过一个接口连接的情况下安全地驱动两个或两个以上LED。
因此，根据本发明的第一方面，提供一种电子装置，该电子装置包括发光二极管布置和可操作地连接到发光二极管布置的驱动器布置。发光二极管布置的至少一个发光二极管可操作地连接在驱动器布置的第一驱动器与所述驱动器布置的第二驱动器之间，使得在操作中，可以通过在第一驱动器与第二驱动器之间流动的电流向发光二极管供能。因此，不使用单独的电压源，并且可以省去到所述电压源的连接件(例如，VDD引脚)。此外，通过适当地控制驱动器可以相对容易地限制电流，使得可以省去限流电阻器。此外，驱动器的阻抗可以限制电流，使得限流电阻器并非必需的。在相对容易实施的实施例中，第一驱动器可以被配置成产生高于发光二极管的阈值电压的电压。此外，第二驱动器可以被配置成提供接地电位或大体上低于发光二极管的阈值电压的电压。
图2示出电子装置200的示意性实施例。电子装置200包括两个发光二极管202、204和两个驱动器206、208。此外，电子装置200包括可操作地连接到驱动器206、208的处理单元210。软件产生的信号或标记(X1、X2)可以限定对应LED的状态(开/关)：例如，软件标记X1限定LED1 102的状态且软件标记X2限定LED2 204的状态。驱动器206、208可以是I/O驱动器。在此实施例中，驱动器206、208中的一个驱动器可以提供正电压，而另一个驱动器可以在软件标记限定“开”状态的情况下切换到接地电位(GND)，这样做有效地接通对应LED。例如，如果软件标记X1限定“开”状态，则驱动器206可以切换到GND，并且驱动器208可以提供正电压，使得电流流过LED1 202。此外，如果软件标记X2限定“开”状态，则驱动器208可以切换到GND，并且驱动器206可以提供正电压，使得电流流过LED2 204。在这两个软件标记X1和X2均限定“开”状态的情况下，可以通过由处理单元210产生的脉冲驱动器信号(Z1、Z2)控制驱动器，使得电流可以在交替的方向上流动。同样在仅一个软件标记X1或X2限定“开”状态的情况下，使用脉冲驱动器信号可以有效地提供限流形式，这样做可以减少LED损坏的风险。此外，可以取决于每个LED的亮度级别(L1、L2)产生脉冲驱动器信号，如将参考图4进行说明。
如图所示，在此实施例中，发光二极管布置包括彼此反向平行连接的两个发光二极管202、204。此外，包括两个驱动器206、208的驱动器布置被配置成通过取决于脉冲驱动器信号的交替方向上的电流向发光二极管202、204供能。在一个脉冲期间，驱动器信号Z1可以使驱动器206切换到GND并且驱动器信号Z2可以使驱动器208提供正电压，例如，由此接通LED1 202。这些操作可以取决于软件标记X1而进行；更确切地说，如果软件标记X1限定“关”状态，则驱动器206、208可以使电流不能流过LED1 202。在另一个脉冲期间，驱动器信号Z2可以使驱动器208切换到GND并且驱动器信号Z1可以使驱动器206提供正电压，由此接通LED2 204。这些操作可以取决于软件标记X2而进行；更确切地说，如果软件标记X2限定“关”状态，则驱动器206、208可以使电流不能流过LED2 204。
图3示出电子装置300的另一示意性实施例。电子装置300包括至少三个发光二极管302、304、306以及至少三个驱动器308、310、312。此外，电子装置300包括可操作地连接到驱动器308、310、312的处理单元314。软件产生的信号或标记(X1、X2、X3)可以限定对应LED的状态(开/关)：例如，软件标记X1限定LED1 302的状态，软件标记X2限定LED2 304的状态，并且软件标记Xn限定LEDn 306的状态。驱动器308、310、312可以是I/O驱动器。在此实施例中，驱动器308、310、312中的一个驱动器可以提供正电压，而另一驱动器可以在软件标记限定“开”状态的情况下切换到接地电位(GND)，这样做有效地接通对应LED。例如，如果软件标记X1限定“开”状态，则驱动器310可以切换到GND，并且驱动器308可以提供正电压，使得电流流过LED1 302。此外，如果软件标记X2限定“开”状态，则驱动器312可以切换到GND，并且驱动器310可以提供正电压，使得电流流过LED2 304。此外，如果软件标记Xn限定“开”状态，则驱动器308可以切换到GND，并且驱动器312可以提供正电压，使得电流流过LEDn 306。在所有软件标记X1、X2和X3都限定“开”状态的情况下，可以通过由处理单元314产生的脉冲驱动器信号(Z1、Z2、Zn)控制驱动器，使得电流可以一次流过一个LED。同样在仅一个软件标记X1、X2或X3限定“开”状态的情况下，使用脉冲驱动器信号可以有效地提供限流形式，这可以减少LED损坏的风险。
如图所示，在此实施例中，发光二极管布置包括串联连接的多个发光二极管302、304、306。此外，包括多个驱动器308、310、312的驱动器布置被配置成通过取决于脉冲驱动器信号的电流单独地向每个发光二极管302、304、306供能。在一个脉冲期间，驱动器信号Z2可以使驱动器310切换到GND并且驱动器信号Z1可以使驱动器308提供正电压，例如，由此接通LED1 302。这些操作可以取决于软件标记X1而进行；更确切地说，如果软件标记X1限定“关”状态，则驱动器308、310可以使电流不能流过LED1 302。在另一脉冲期间，驱动器信号Zn可以使驱动器312切换到GND并且驱动器信号Z2可以使驱动器310提供正电压，由此接通LED2 304。这些操作可以取决于软件标记X2而进行；更确切地说，如果软件标记X2限定“关”状态，则驱动器310、312可以使电流不能流过LED2 304。在又一脉冲期间，驱动器信号Z1可以使驱动器308切换到GND并且驱动器信号Zn可以使驱动器312提供正电压，由此接通LEDn306。这些操作可以取决于软件标记Xn而进行；更确切地说，如果软件标记Xn限定“关”状态，则驱动器308、312可以使电流不能流过LEDn 306。
在一个或多个实施例中，驱动器布置被配置成以至少30Hz的频率接通每个发光二极管。以此方式，发光二极管可以对人眼呈现为永久地接通，因为单脉冲不再可见。因此，可以感受到恒定的亮度。此外，在一个或多个实施例中，处理单元被配置成取决于发光二极管的预定义亮度级别产生脉冲驱动器信号。以此方式，可以调谐感受到的亮度。
图4示出产生脉冲驱动器信号的示意性实施例。在此实施例中，使用处理单元中的内部计数器进行累计直到达到一定界限值。出现此事件时使计数器复位。对于每个LED，限定亮度级别L1、L2。如果计数器达到此亮度级别，则对应脉冲输出信号P1、P2变高。脉冲输出信号P1、P2可以用于产生脉冲驱动器信号Z1、Z2。例如，返回参考图2，如果脉冲输出信号P1变高，则可以产生驱动器信号Z1，驱动器信号Z1使驱动器206切换到GND，并且可以产生驱动器信号Z2，驱动器信号Z2使驱动器208提供正电压。此外，如果脉冲输出信号P2变高，则可以产生驱动器信号Z2，驱动器信号Z2使驱动器208切换到GND，并且可以产生驱动器信号Z1，驱动器信号Z1使驱动器206提供正电压。如果计数器达到其最大值，则使输出复位。仅存在一个计数器用于所有LED。在每次计数器复位事件之后，处理单元例如使用循环算法切换所寻址的LED。这样做可以确保所有LED脉冲与彼此具有固定的关系。
图5示出产生特定脉冲驱动器信号的示意性实施例。具体来说，给定脉冲输出信号Pn在“与”函数中与软件标记Xn组合以产生驱动器信号Zn。驱动器信号Zn将仅在软件标记Xn限定“开”状态的情况下产生，使得对应输入信号Xn同样为高。技术人员将了解，由于在上述实施例中在给定脉冲期间控制一对驱动器，因此可以使用单个脉冲输出信号来产生一对驱动器信号，并且因此“与”函数可以另外产生驱动器信号Zn+1(未示出)。
图6示出产生脉冲驱动器信号的另一示意性实施例。在这个例子中，在计数器达到其最大/最小值之后不使计数器复位，而是使计数方向反向。如果计数器使对应亮度级别L1、L2在一个方向上通过，则脉冲输出信号P1、P2变高，且如果此亮度级别L1、L2在相反的方向上交叉，则脉冲输出信号P1、P2变低。这样做可以产生更好的能耗分布。
图7示出可以使用所阐述类型的电子装置的读卡器-令牌系统的示意性实施例。令牌可以是非接触式智能卡，例如，该非接触式智能卡可以经由电感耦合与读卡器装置无线地通信。读卡器可以包括AC电压源706。令牌当靠近读卡器时可以通过读卡器供电。令牌可以包括桥式整流器704和稳压器702。稳压器702可以限制提供给处理单元的电压，该处理单元产生用于控制驱动器布置的脉冲驱动器信号。稳压器702是限压器的例子；应注意，还可以使用任何其它类型的限压器。在这个例子中，处理单元是微控制器(MCU)。因此，在此实施例中，驱动器布置通过微控制器耦合到限压器。与上述脉冲驱动模式协同合作的限压器可以实现将因峰值电流而导致的LED损坏的风险减到最小的实施方案。具体来说，限压器可以避免可能导致LED的反向击穿的LED电压；接近靠近于反向击穿电压的电压将导致明显的电流增大，明显的电流增大转而可能损坏LED。技术人员将了解，系统总阻抗可以提供较大的电流限制，系统总阻抗包括驱动AC电压源706的阻抗、加上读卡器线圈(Lreader)与令牌线圈(Ltoken)之间的互感(M)的阻抗、加上驱动器的阻抗。LED的相对大的结电容也可以产生对结电流的电流限制(低通性能)。
应注意，已经参考不同标的物描述了以上实施例。具体来说，一些实施例可能是已参考方法类的权利要求来描述的，而其它实施例可能是已参考设备类的权利要求来描述的。然而，本领域的技术人员将从上述内容了解到，除非另外指示，否则除了属于一种类型标的物的特征的任意组合外，与不同标的物相关的特征的任意组合，特别是方法类的权利要求的特征与装置类的权利要求的特征的组合，也视为与此文档一起公开。
此外，应注意图式是示意性的。在不同图式中，类似或相同元件具有相同的附图标记。此外，应注意，为了提供示意性实施例的简洁描述，可能并未描述属于技术人员的习惯做法的实施细节。应了解，在任何此类实施方案的发展中，如在任何工程或设计项目中，必须制定大量实施方案特定的决策以便实现研发者的特定目标，例如遵守系统相关的和商业相关的约束条件，这些约束条件可能在各实施方案之间变化。此外，应了解，此类发展工作可能是复杂且耗时的，但不过是本领域的技术人员进行设计、制造和生产的例行任务。
最后，应注意，技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求书中，置于圆括号之间的任何附图标记不应解释为限制权利要求。词“包括”不排除在权利要求中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在元件之前的词“一”不排除多个此类元件的存在。权利要求书中所叙述的措施可以借助于包括若干不同元件的硬件和/或借助于适当编程设计的处理器来实施。在列出若干构件的装置权利要求项中，可以通过硬件中的同一个物件实施若干这些构件。在彼此不同的附属权利要求项中叙述某些措施这一单纯事实并不表示不能使用这些措施的组合来获得优势。
附图标记列表
100 电子装置
102 发光二极管
104 发光二极管
106 驱动器
108 驱动器
110 电阻器
112 电阻器
114 处理单元
116 电压源
200 电子装置
202 发光二极管
204 发光二极管
206 驱动器
208 驱动器
210 处理单元
300 电子装置
302 发光二极管
304 发光二极管
306 发光二极管
308 驱动器
310 驱动器
312 驱动器
314 处理单元
700 读卡器-令牌系统
702 稳压器
704 桥式整流器
706 AC电压源

Claims (13)

1.一种电子装置，其特征在于，包括发光二极管布置和可操作地连接到所述发光二极管布置的驱动器布置，其中所述发光二极管布置的至少一个发光二极管可操作地连接在所述驱动器布置的第一驱动器与所述驱动器布置的第二驱动器之间，使得在操作中，能够通过在所述第一驱动器与所述第二驱动器之间流动的电流向所述发光二极管供能。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述第一驱动器被配置成产生高于所述发光二极管的阈值电压的电压。
3.根据权利要求1或2所述的电子装置，其特征在于，所述第二驱动器被配置成提供接地电位或低于所述发光二极管的阈值电压的电压。
4.根据在前的任一项权利要求所述的电子装置，其特征在于，另外包括处理单元，所述处理单元被配置成产生脉冲驱动器信号，并通过将所述脉冲驱动器信号提供到所述驱动器布置来控制所述驱动器布置。
5.根据权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述发光二极管布置包括彼此反向平行连接的两个发光二极管，并且其中所述驱动器布置被配置成取决于所述脉冲驱动器信号的交替方向上的电流向所述发光二极管供能。
6.根据权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述发光二极管布置包括串联连接的多个发光二极管，并且其中所述驱动器布置被配置成通过取决于所述脉冲驱动器信号的电流单独地向每个发光二极管供能。
7.根据权利要求4到6中的任一项权利要求所述的电子装置，其特征在于，所述处理单元被配置成取决于所述发光二极管的预定义亮度级别产生所述脉冲驱动器信号。
8.根据在前的任一项权利要求所述的电子装置，其特征在于，所述驱动器布置耦合到限压器。
9.根据在前的任一项权利要求所述的电子装置，其特征在于，所述驱动器布置被配置成以至少30Hz的频率接通所述发光二极管。
10.根据在前的任一项权利要求所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置是低功率装置。
11.根据在前的任一项权利要求所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置是智能卡。
12.根据在前的任一项权利要求所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置是非接触式智能卡。
13.一种制造电子装置的方法，其特征在于，包括：提供具有发光二极管布置和可操作地连接到所述发光二极管布置的驱动器布置的所述电子装置；以及将所述发光二极管布置的至少一个发光二极管连接在所述驱动器布置的第一驱动器与所述驱动器布置的第二驱动器之间，使得在操作中，能够通过在所述第一驱动器与所述第二驱动器之间流动的电流向所述发光二极管供能。
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