CN107810589A - 使用磁场的近场通信模块保护装置及其便携式终端 - Google Patents
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Abstract
公开了一种使用磁场的近场通信模块保护装置及其便携式终端。根据本发明的一个实施方式的近场通信模块保护装置包括:确定单元,其用于确定电力接收单元是否处于从电力发送单元接收电力信号以执行无线充电的状态;以及保护单元,其用于通过在确定单元确定对电力信号进行接收的状态时,阻挡电力信号向近场通信模块的传输来保护近场通信模块。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电技术和近场通信模块保护装置,并且更特别地,涉及用于在无线充电期间保护短程通信模块的技术。
背景技术
被配置成通过形成几MHz至几十MHz的频带中的磁场来进行通信的短程通信模块已经被用于射频识别(在下文中,称为RFID)模块、短程通信(在下文中,称为近场通信(NFC))模块等。特别地,随着使用NFC方案的各种应用被用在例如移动电话的便携式终端上,便携式终端作为辅助支付设备而正在引起关注。
关于感应式无线充电,无线充电联盟(WPC)的Qi方案或电力事业联盟(PMA)方案使用100kHz的低频带来执行无线充电。同时,NFC使用与用于无线充电的频带大不相同的13.56MHz的工业科学医疗频带(在下文中,称为ISM频带)进行通信,因此它们之间几乎不存在干扰。
对比地,使用磁共振的无线电力联盟(在下文中,称为A4WP)使用6.78MHz的ISM频带,其非常接近NFC的13.56MHz的ISM频带,并且因此从A4WP电力发送单元(在下文中,称为PTU)供应的电力可能通过NFC天线被无意地供应至NFC模块。通常,NFC模块发送和接收很少的电力,并且当大量的电力从A4WP PTU供应至NFC模块时,NFC模块可能会接收过多的电力,并且因此NFC模块可能被损坏。
发明内容
技术问题
本发明涉及提供一种在使用磁场进行无线充电的情况下的近场通信模块保护装置及其便携式终端。
技术方案
本发明的一个方面提供了一种近场通信保护装置,该装置包括:确定单元,其被配置成确定电力接收单元是否处于从电力发送单元接收电力信号以进行无线充电的状态;以及保护单元,其被配置成通过在确定单元确定电力接收单元处于接收电力信号的状态时阻挡发送至短程通信模块的电力信号来保护短程通信模块。
电力发送单元和电力接收单元可以通过磁共振以第一频带来发送和接收无线电力信号,并且短程通信模块可以使用磁场以第二频带来执行无线通信,并且受到由电力发送单元与电力接收单元之间的磁共振产生的磁场的影响。电力发送单元和电力接收单元可以通过使用无线电力联盟(A4WP)方案来发送和接收无线电力信号。短程通信模块可以是近场通信(NFC)模块或者射频识别(RFID)模块。用于无线充电的第一频带可以是6.78MHz,并且用于短程通信模块的第二频带可以是13.56MHz。
根据实施方式的确定单元可以包括整流器电压检测器,该整流器电压检测器被配置成:检测电力接收单元的整流器输出电压;在所检测到的整流器输出电压是具有使电力接收单元能够进行操作的幅值的电压时,确定电力接收单元处于接收电力信号的状态;以及向保护单元发送高电平驱动电压以控制保护单元。
根据另一实施方式的确定单元可以包括频率检测器,该频率检测器被配置成:根据电力接收单元的整流器输入信号检测谐振频率;在所检测到的谐振频率是用于无线充电的谐振频率时,确定电力接收单元处于接收电力信号的状态;以及向保护单元发送高电平驱动电压以控制保护单元。
根据又一实施方式的确定单元可以包括:整流器电压检测器,该整流器电压检测器被配置成检测电力接收单元的整流器输出电压,在所检测到的整流器输出电压是具有使电力接收单元能够进行操作的幅值的电压时,确定电力接收单元处于接收电力信号的状态,以及输出高电平控制信号;频率检测器,该频率检测器被配置成根据电力接收单元的整流器输入信号检测谐振频率,在所检测到的谐振频率是用于无线充电的谐振频率时,确定电力接收单元处于接收电力信号的状态,以及输出高电平控制信号;以及与(AND)电路,该与(AND)电路被配置成接收整流器电压检测器的控制信号和频率检测器的控制信号,对所接收到的控制信号执行逻辑积,以及向保护单元发送用于控制保护单元的驱动电压。
保护单元可以使短程通信谐振电路的谐振频率移位,以减少从电力发送单元发送至短程通信天线的电力信号的量,并且阻挡从短程通信天线发送至短程通信模块的电力信号。
根据实施方式的保护单元可以包括:第一晶体管,其中,源极连接至地电压,漏极连接至第一电容器,并且栅极从整流器电压检测器接收驱动电压,并且第一晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;第二晶体管,其中,源极连接至地电压,漏极连接至第二电容器,并且栅极从整流器电压检测器接收驱动电压,并且第二晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;第一电容器,其被形成在第二短程通信天线节点与第一晶体管之间,并且被配置成通过由第一晶体管导通而形成的电流路径来使短程通信谐振电路的谐振频率移位;以及第二电容器,其被形成在第一短程通信天线节点与第二晶体管之间,并且被配置成通过第二晶体管导通来使短程通信谐振电路的谐振频率移位。在该情况下,第一电容器的值和第二电容器的值可以被设置成使得用于短程无线通信的谐振频率低于用于电力发送和接收的谐振频率。
根据另一实施方式的保护单元可以包括:第一晶体管,其中,源极连接至地电压,漏极连接至第一电阻器,并且栅极从整流器电压检测器接收驱动电压,并且第一晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;第二晶体管,其中,源极连接至地电压,漏极连接至第二电阻器,并且栅极从整流器电压检测器接收驱动电压,并且第二晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;第一电阻器,其被形成在第二短程通信天线节点与第一晶体管之间,并且被配置成通过第一晶体管导通来使短程通信谐振电路的谐振频率移位;以及第二电阻器,其被形成在第一短程通信天线节点与第二晶体管之间,并且被配置成通过第二晶体管导通来使短程通信谐振电路的谐振频率移位。
根据另一实施方式的保护单元可以包括:第一晶体管,其中,源极连接至地电压,漏极连接至第一电感器,并且栅极从整流器电压检测器接收驱动电压,并且第一晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;第二晶体管,其中,源极连接至地电压,漏极连接至第二电感器,并且栅极从整流器电压检测器接收驱动电压,并且第二晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;第一电感器,其被形成在第二短程通信天线节点与第一晶体管之间,并且被配置成通过第一晶体管导通来使短程通信谐振电路的谐振频率移位;以及第二电感器,其被形成在第一短程通信天线节点与第二晶体管之间,并且被配置成通过第二晶体管导通来使短程通信谐振电路的谐振频率移位。在该情况下,第一电感器的电感值和第二电感器的电感值可以被设置成大于短程通信天线的电感值,使得用于短程无线通信的谐振频率低于用于电力发送和接收的谐振频率。
本发明的另一方面提供了一种便携式终端,该便携式终端包括:电力接收单元天线;短程通信天线;电力接收单元,其被配置成通过电力接收单元天线的磁共振来从电力发送单元接收无线电力信号;短程通信模块,其被配置成使用短程通信天线的磁场来执行无线通信;以及短程通信模块保护电路,其被配置成通过确定电力接收单元是否处于从电力发送单元接收电力信号以进行无线充电的状态并且在确定电力接收单元处于接收电力信号的状态时阻挡发送至短程通信模块的电力信号,来保护短程通信模块。
有益效果
如根据上面应当明显的是,可以保护执行短程无线通信的短程通信模块免受被配置成向电力接收单元(在下文中,称为PRU)供应电力信号以用于无线充电的电力发送单元(在下文中,称为PTU)的影响。
在无线充电期间,阻挡电力信号防止其被供应至短程通信模块以保护短程通信模块,使得当PTU供应电力信号时,防止过多的电力被无意地供应至被配置成发送和接收很少的电力的短程通信模块,并且因此防止短程通信模块损坏。
附图说明
图1是示出当无线电力联盟(A4WP)天线和近场通信(NFC)天线位于A4WP电力发送单元(PTU)上时,A4WP PTU向A4WP电力接收单元(PRU)供应电力信号的状态的电路图,
图2是用于测量由NFC天线接收到的电力的电路图,
图3是示出当如图2所示的那样测量电力时NFC天线的电压和电流的测量结果的波形图,
图4是示出由热成像相机捕获的放置在A4WP PTU上的配备有NFC芯片的信用卡和配备有A4WP PRU的移动电话的图像的参考图,
图5是根据本发明的第一实施方式的NFC模块保护电路的电路图,
图6是根据本发明的第二实施方式的NFC模块保护电路的电路图,
图7是根据本发明的第三实施方式的NFC模块保护电路的电路图,以及
图8是根据本发明的第四实施方式的NFC模块保护电路的电路图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述本发明的实施方式。在本发明的描述中,将省略相关的已知功能或结构的详细描述以避免模糊本发明的主题。另外,下面使用的术语是考虑到本发明中的功能而定义的,并且可以根据用户和操作者的意图或习惯而改变。因此,术语的定义应当基于说明书的总体内容来确定。
本发明涉及以下技术:用于保护执行短程无线通信的短程通信模块免受被配置成向电力接收单元(在下文中,称为PRU)发送电力信号以用于无线充电的电力发送单元(在下文中,称为PTU)的影响。当从PTU供应电力以进行无线充电时,过多的电力可能被无意地供应至被配置成发送和接收很少的电力的短程通信模块,并且因此短程通信模块可能被损坏。因此,通过阻挡无线充电信号向短程通信模块的供应,保护短程通信模块。
根据实施方式的短程通信模块可以包括能够使用磁场来发送和接收无线信号的所有类型的通信模块,例如,近场通信(在下文中,称为NFC)模块或射频识别(在下文中,称为RFID)模块。短程通信模块可以以几MHz至几十MHz的频带来执行短程无线通信,并且例如,短程通信模块可以以13.56MHz的频带来发送无线信号。
根据实施方式的PTU和PRU使用无线电力联盟(A4WP)方案。根据A4WP方案,A4WPPTU通过磁共振来以6.78MHz的频带向A4WP PRU供应电力信号。然而,根据本发明的无线充电方案不限于A4WP。当以不符合A4WP方案的与短程无线通信的频带不同的频带来执行无线充电时,例如,当以4MHz来执行无线充电时,可以保护使用13.56MHz的频带的NFC模块或者使用与无线充电的频带接近的频带的其他短程通信模块。
当无线充电系统的频带相对接近短程通信模块的频带时,可以采用本发明来保护短程通信模块免受用于发送和接收无线电力信号的无线充电系统的影响。例如,采用本发明来保护使用13.56MHz的频带的NFC模块免受使用6.78MHz的频带的A4WP无线充电系统的影响。
在下文中,将参照以下附图来描述用于保护NFC模块的实施方式,同时将短程通信模块限制为NFC模块、将电力发送单元限制为A4WP PTU并且将电力接收单元限制为A4WPPRU,以帮助理解本发明。然而,本发明不限于此。
图1是示出当A4WP天线和NFC天线位于A4WP PTU上时A4WP PTU向A4WP PRU供应电力信号的状态的电路图。
参照图1,A4WP PTU 10以6.78MHz的谐振频率向A4WP PRU 12供应用于无线充电的电力信号。A4WP天线16和NFC天线18可以位于A4WP PTU 10上。当A4WP PRU 12被安装在例如移动电话的便携式终端上时,由于显示器位于便携式终端的前表面上,所以A4WP天线16通常位于便携式终端的后表面上,并且NFC天线18通常也位于便携式终端的后表面上。因此,即使在使用NFC天线18的短程无线通信未被执行时,NFC天线18在无线充电期间也暴露于由A4WP PTU 10提供的磁场,并且因此产生磁场。因此,NFC天线18可能接收大量的电力信号。
图2是用于测量由NFC天线接收到的电力的电路图。
参照图2,为了测量NFC天线18的接收电力,将具有10Ω的电阻器RL 20的NFC天线18放置在A4WP PTU 10上。在该情况下,A4WP PRU 12处于从A4WP PTU 10接收大约5W的功率的状态。
图3是示出当如图2所示的那样测量电力时,NFC天线的电压和电流的测量结果的波形图。
参照图2和图3,NFC天线18接收具有约2.5V的峰值的电压和具有250mA的峰值的电流。NFC天线18的电压和电流由受到NFC天线18相对于A4WP PTU 10的距离和位置的影响的函数来确定,但是被放置在A4WP PTU 10的中间而不从A4WP PTU 10向上分离的NFC天线18的电压和电流如图3所示的那样被测量。使用具有约15W的最大输出功率的A4WP PTU 10,但在实验条件下,A4WP PTU 10的发射功率约为10W。
从实验结果可以看出,NFC天线18接收到0.3W的功率。这样的功率水平对于A4WPPRU 12而言并不大,但是大到足以在NFC模块14中引起问题。
图4是示出了由热成像相机捕获的被放置在A4WP PTU上的配备有NFC芯片的信用卡和配备有A4WP PRU的移动电话的图像的参考图。
参照图4,当配备有NFC芯片400的信用卡40和配备有A4WP PRU的移动电话42被放置在A4WP PTU上时,可以看出,信用卡40的NFC芯片400由于接收电力信号而过热。当信用卡40在该状态下停留达预定时间段、例如10分钟时,信用卡40被损坏。
图5是根据本发明的第一实施方式的NFC模块保护电路的电路图。
参照图5,NFC模块保护电路包括确定单元56和保护单元58。
确定单元56确定A4WP PRU 12是否处于从A4WP PTU 10接收电力信号以进行无线充电的状态。当确定单元56确定A4WP PRU 12处于接收电力信号的状态时,保护单元58通过阻挡发送至NFC模块14的电力信号来保护NFC模块14。A4WP PTU 10和A4WP PRU 12通过磁共振以6.78MHz的谐振频率来发送和接收无线电力信号,并且NFC模块14使用磁场来以13.58MHz的工作频率执行无线通信。由于频带非常接近,所以在A4WP PTU 10供应电力时,NFC天线18受到由A4WP PTU 10产生的磁场的影响,并且因此在NFC天线18中产生磁场。在该情况下,保护单元58阻挡通过由NFC天线18产生的磁场而被供应至NFC模块14的电力信号,以保护NFC模块14。
根据实施方式的确定单元56包括整流器电压检测器560。整流器电压检测器560检测A4WP PRU 12的整流器输出电压VRECT 22,并且确定所检测到的整流器输出电压VRECT22的幅值是否增加至用于操作A4WP PRU 12的电压。当所检测到的整流器输出电压VRECT22增加至使A4WP PRU 12能够进行操作的电压时,确定单元56向保护单元58发送高电平控制信号以控制保护单元58。参照图5,确定单元56可以与A4WP PRU 12分离,但是根据装置的配置,确定单元56可以位于A4WP PRU 12内部。
根据实施方式的保护单元58通过从确定单元56接收到的高电平控制信号来使NFC谐振电路的谐振频率移位,从而减小从A4WP PTU 10发送至NFC天线18的电力信号,并且阻挡从NFC天线18发送至NFC模块14的电力信号。
根据实施方式,A4WP天线16、NFC天线18、A4WP PRU 12、NFC模块14以及保护电路被安装在便携式终端上。A4WP PRU 12通过A4WP天线16的磁共振从A4WP PTU 10接收无线电力信号,而NFC模块14通过NFC天线18的磁场来执行无线通信。保护电路确定A4WP PRU 12是否处于从A4WP PTU 10接收电力信号以进行无线充电的状态。当确定A4WP PRU 12处于接收电力以进行无线充电的状态时,阻挡由于NFC天线18中产生的磁场而从A4WP PTU 10发送至NFC模块14的电力信号,并且因此保护NFC模块14。
在下文中,将参照图5所示的电路详细描述通过保护电路进行的对NFC模块14的保护处理。
A4WP PRU12包括整流器120,整流器120用于将从由A4WP天线16和电容器Cs 20组成的谐振器接收到的6.78MHz的交流(AC)信号整流成直流(DC)信号。由整流器120整流后的整流器输出电压VRECT22被电容器CRECT 21转换成DC信号。当稳定的电力信号从A4WP PTU10供应至A4WP PRU 12时,电容器CRECT 21的值增加使得整流器输出电压VRECT 22上升至适合操作A4WP PRU 12的电压。同时,当A4WP PRU 12位于NFC PTU上并且受到NFC PTU的影响时,从NFC PTU接收到的电力不如从A4WP PTU 10接收到的电力大,并且因此整流器输出电压VRECT 22没有显著升高。因此,整流器电压检测器560确定整流器输出电压VRECT 22的电压电平,并且确定整流器输出电压VRECT 22是否处于根据A4WP接收电力的状态。
当A4WP PRU 12处于从A4WP PTU 10接收电力以进行无线充电的状态时,整流器电压检测器560使得驱动电压Vdrv具有高电平,并且向保护单元58的MOSFET M1 581和M2 582发送驱动电压Vdrv,以使MOSFET M1 581和M2 582导通。导通的MOSFET M1 581和M2 582的输出连接至电容器Cx1 583和Cx2 584,并且电容器Cx1 583和Cx2 584连接至NFC天线节点N1 23和N2 24。当MOSFET M1 581和M2 582导通时,形成至电容器Cx1 583和Cx2 584的电流路径,并且因此由NFC天线18和电容器25组成的NFC谐振器的谐振频率移位,使得由NFC模块14接收到的电力信号减小并且大部分电流流过电容器Cx1 583和Cx2 584,并且因此保护NFC模块14。在该情况下,NFC谐振器的谐振频率fr由式1表示。
[式1]
在式1中,Ln是NFC天线18的等效电感,并且假定Cx1=Cx2=Cx。为了保护NFC模块14,电容器Cx1 583和Cx2 584的值可以被设置成较大,使得NFC谐振器的谐振频率fr明显低于A4WP PTU 10与A4WP PRU 12之间的6.78MHz的谐振频率(fr<<6.78MHz)。
当A4WP PRU 12未处于从A4WP PTU 10接收电力信号的状态时,MOSFET M1 581和M2 582关断,并且因此NFC谐振频率不受电容器Cx1 583和Cx2 584的影响。
同时,下面将描述保护单元58的电路配置。如图5所示,保护单元58包括MOSFET M1581、MOSFET M2 582、电容器Cx1 583以及电容器Cx2 584。
在MOSFET M1 581中,源极连接至地电压585,漏极连接至电容器Cx1 583,并且栅极从整流器电压检测器560接收驱动电压Vdrv,并且MOSFET M1 581通过输入的驱动电压Vdrv而导通。类似地,在MOSFETM2 582中,源极连接至地电压586,漏极连接至电容器Cx2584,并且栅极从整流器电压检测器560接收驱动电压Vdrv,并且MOSFET M2 582通过输入的驱动电压Vdrv而导通。电容器Cx1 583被形成在NFC天线节点N2 24与MOSFET M1 581之间,并且具有由MOSFET M1 581导通而形成的电流路径,使得NFC谐振的谐振频率移位。类似地,电容器Cx2 584被形成在NFC天线节点N1 23与MOSFET M2 582之间,并且通过MOSFET M2582导通来使NFC谐振的谐振频率移位。
图6是根据本发明的第二实施方式的NFC模块保护电路的电路图。
参照图6,NFC模块保护电路的确定单元56包括频率检测器562。频率检测器562根据输入至A4WP PRU 12的整流器120的整流器输入信号检测A4WP谐振器的谐振频率,并且确定所检测到的谐振频率是否是用于无线充电的谐振频率。当确定所检测到的谐振频率是用于无线充电的谐振频率时,频率检测器562向保护单元58发送高电平控制信号。例如,当所检测到的谐振频率大约是作为A4WP谐振器的谐振频率的6.78MHz,并且小于作为NFC谐振器的谐振频率的13.56MHz时,确定所检测到的谐振频率是用于无线充电的谐振频率,并且因此将高电平控制信号发送至保护单元58。
根据实施方式的NFC模块保护电路的确定单元56包括整流器电压检测器560、频率检测器562以及与(AND)电路564。整流器电压检测器560检测A4WP PRU 12的整流器输出电压VRECT 22,并且当所检测到的整流器输出电压VRECT 22是具有使A4WP PRU 12能够进行操作的幅值的电压时,确定接收到电力信号并且输出高电平控制信号。频率检测器562根据输入至整流器120的整流器输入信号检测A4WP谐振器的谐振频率,并且当所检测到的谐振频率是用于无线充电的谐振频率时,确定接收到电力信号并且输出高电平控制信号。与电路564接收整流器电压检测器560的控制信号和频率检测器562的控制信号,对接收到的控制信号执行逻辑积(AND),并且向保护单元58的MOSFET M1 581和M2 582发送用于控制保护单元58的驱动电压Vdrv。当确定单元56包括整流器电压检测器560、频率检测器562以及与电路564时,可以更稳定地保护NFC模块14。如图6所示,整流器电压检测器560和频率检测器562被设置成与A4WP PRU 12分离,但是根据设计其可以位于A4WP PRU 12中。
图7是根据本发明的第三实施方式的NFC模块保护电路的电路图。
代替使用参照图5和图6描述的电容器Cx1 583和Cx2 584,根据实施方式的NFC模块保护电路的保护单元58具有直接连接至NFC天线节点N1 23和N2 24的MOSFET M1 581和M2 582的输出,以限制由NFC天线18接收到的电力信号的传输,并且保护NFC模块14。如图7所示,根据另一实施方式的NFC模块保护电路的保护单元58可以具有经由电阻器Rx1 587和Rx2 588连接至NFC天线节点N1 23和N2 24的MOSFETM1 581和M2 582的输出。
图8是根据本发明的第四实施方式的NFC模块保护电路的电路图。
参照图8,代替使用参照图5和图6描述的电容器Cx1 583和Cx2 584,NFC模块保护电路的保护单元58具有经由电感器Lx1 589和Lx2 590连接至NFC天线节点N1 23和N2 24的MOSFET M1 581和M2 582的输出,以限制由NFC天线18接收的电力信号的传输,并且保护NFC模块14。当电感器Lx1 589和Lx2 590被连接时,NFC谐振器的谐振频率可以被设置成显著小于A4WP谐振器的谐振频率6.78MHz(fr<<6.78MHz)。为此,电感值显著大于NFC谐振器的电感值的电感器可以用于A4WP谐振器。
虽然已经参照图5至图8描述了保护NFC模块免受A4WP充电系统的影响的方法,但是本发明不限于A4WP充电方法。即使在以不符合A4WP标准的不同频率来执行无线充电时,例如,当以4MHZ来执行无线充电时,需要保护使用13.56MHz的频带的NFC模块或者使用与无线充电的频率范围接近的频率范围的其他短程通信模块,在该情况下,应当明显的是,可以采用上述方法进行保护。因此,本发明提供了可以在短程通信模块的频率与提供大功率信号的无线充电系统的频率彼此相对接近时使用的综合方法。
虽然已经出于说明的目的描述了本发明的示例性实施方式,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可以进行各种修改、添加和替换。因此,描述本发明的示例性实施方式是为了说明性目的,而不是为了限制性目的。因此,本发明的范围不受上述实施方式的限制,而是受权利要求及其等同物限制。
Claims (15)
1.一种近场通信模块保护装置,所述装置包括:
确定单元,其被配置成确定电力接收单元是否处于从电力发送单元接收电力信号以进行无线充电的状态;以及
保护单元,其被配置成通过在所述确定单元确定所述电力接收单元处于接收电力信号的状态时阻挡被发送至短程通信模块的电力信号来保护所述短程通信模块。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述电力发送单元和所述电力接收单元通过磁共振以第一频带来发送和接收无线电力信号,以及
所述短程通信模块使用磁场以第二频带来执行无线通信,并且受到由所述电力发送单元与所述电力接收单元之间的磁共振产生的磁场的影响。
3.根据权利要求2所述的装置,其中,所述电力发送单元和所述电力接收单元通过使用无线电力联盟A4WP方案来发送和接收无线电力信号。
4.根据权利要求2所述的装置,其中,所述短程通信模块是近场通信NFC模块或者射频识别RFID模块。
5.根据权利要求2所述的装置,其中,用于无线充电的所述第一频带为6.78MHz,并且用于所述短程通信模块的所述第二频带为13.56MHz。
6.根据权利要求1所述的装置,其中,所述确定单元包括整流器电压检测器,所述整流器电压检测器被配置成:检测所述电力接收单元的整流器输出电压;在所检测到的整流器输出电压是具有使所述电力接收单元能够进行操作的幅值的电压时,确定所述电力接收单元处于接收电力信号的状态;以及向所述保护单元发送高电平驱动电压以控制所述保护单元。
7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述确定单元包括频率检测器,所述频率检测器被配置成:根据所述电力接收单元的整流器输入信号检测谐振频率;在所检测到的谐振频率是用于无线充电的谐振频率时,确定所述电力接收单元处于接收电力信号的状态;以及向所述保护单元发送高电平驱动电压以控制所述保护单元。
8.根据权利要求1所述的装置,其中,所述确定单元包括:
整流器电压检测器,其被配置成:检测所述电力接收单元的整流器输出电压;在所检测到的整流器输出电压是具有使所述电力接收单元能够进行操作的幅值的电压时,确定所述电力接收单元处于接收电力信号的状态;以及输出高电平控制信号;
频率检测器,其被配置成:根据所述电力接收单元的整流器输入信号检测谐振频率;在所检测到的谐振频率是用于无线充电的谐振频率时,确定所述电力接收单元处于接收电力信号的状态;以及输出高电平控制信号;以及
与电路,其被配置成:接收所述整流器电压检测器的控制信号和所述频率检测器的控制信号;对所接收到的控制信号执行逻辑积;以及向所述保护单元发送用于控制所述保护单元的驱动电压。
9.根据权利要求1所述的装置,其中,所述保护单元使短程通信谐振电路的谐振频率移位,以减少从所述电力发送单元发送至短程通信天线的电力信号的量,并且阻挡从所述短程通信天线发送至所述短程通信模块的电力信号。
10.根据权利要求1所述的装置,其中,所述保护单元包括:
第一晶体管,其中,源极连接至地电压,漏极连接至第一电容器,并且栅极从整流器电压检测器接收驱动电压,并且所述第一晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;
第二晶体管,其中,源极连接至所述地电压,漏极连接至第二电容器,并且栅极从所述整流器电压检测器接收所述驱动电压,并且所述第二晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;
所述第一电容器,其被形成在第二短程通信天线节点与所述第一晶体管之间,并且被配置成通过由所述第一晶体管导通而形成的电流路径来使短程通信谐振电路的谐振频率移位;以及
所述第二电容器,其被形成在第一短程通信天线节点与所述第二晶体管之间,并且被配置成通过所述第二晶体管导通来使所述短程通信谐振电路的谐振频率移位。
11.根据权利要求10所述的装置,其中,所述第一电容器的值和所述第二电容器的值被设置成使得用于短程无线通信的谐振频率低于用于电力发送和接收的谐振频率。
12.根据权利要求1所述的装置,其中,所述保护单元包括:
第一晶体管,其中,源极连接至地电压,漏极连接至第一电阻器,并且栅极从整流器电压检测器接收驱动电压,并且所述第一晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;
第二晶体管,其中,源极连接至所述地电压,漏极连接至第二电阻器,并且栅极从所述整流器电压检测器接收所述驱动电压,并且所述第二晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;
所述第一电阻器,其被形成在第二短程通信天线节点与所述第一晶体管之间,并且被配置成通过所述第一晶体管导通来使短程通信谐振电路的谐振频率移位;以及
所述第二电阻器,其被形成在第一短程通信天线节点与所述第二晶体管之间,并且被配置成通过所述第二晶体管导通来使所述短程通信谐振电路的谐振频率移位。
13.根据权利要求1所述的装置,其中,所述保护单元包括:
第一晶体管,其中,源极连接至地电压,漏极连接至第一电感器,并且栅极从整流器电压检测器接收驱动电压,并且所述第一晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;
第二晶体管,其中,源极连接至所述地电压,漏极连接至第二电感器,并且栅极从所述整流器电压检测器接收所述驱动电压,并且所述第二晶体管被配置成通过所输入的驱动电压来导通;
所述第一电感器,其被形成在第二短程通信天线节点与所述第一晶体管之间,并且被配置成通过所述第一晶体管导通来使短程通信谐振电路的谐振频率移位;以及
所述第二电感器,其被形成在第一短程通信天线节点与所述第二晶体管之间,并且被配置成通过所述第二晶体管导通来使所述短程通信谐振电路的所述谐振频率发生移位。
14.根据权利要求13所述的装置,其中,所述第一电感器的电感值和所述第二电感器的电感值被设置成大于短程通信天线的电感值,使得用于短程无线通信的谐振频率低于用于电力发送和接收的谐振频率。
15.一种便携式终端,包括:
电力接收单元天线;
短程通信天线;
电力接收单元,其被配置成通过所述电力接收单元天线的磁共振来从电力发送单元接收无线电力信号;
短程通信模块,其被配置成使用所述短程通信天线的磁场来执行无线通信;以及
短程通信模块保护电路,其被配置成通过确定所述电力接收单元是否处于从所述电力发送单元接收电力信号以进行无线充电的状态、并且在确定所述电力接收单元处于接收电力信号的状态时阻挡发送至所述短程通信模块的电力信号,来保护所述短程通信模块。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109325577A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-12 | 李文昌 | 一种射频识别电路及非接触式ic卡防盗器 |
WO2022104511A1 (zh) * | 2020-11-17 | 2022-05-27 | 华为技术有限公司 | 无线充电设备和终端设备 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11075515B2 (en) * | 2018-06-05 | 2021-07-27 | Nuvolta Technologies (Hefei) Co., Ltd. | Overvoltage protection device and method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101964678A (zh) * | 2009-07-23 | 2011-02-02 | 索尼公司 | 非接触供电及受电通信设备、供电及受电通信控制方法 |
CN103262435A (zh) * | 2010-10-28 | 2013-08-21 | 耳蜗有限公司 | 用于可植入医疗设备的磁感应通信系统 |
US20140152114A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-05 | Ls Cable & System Ltd. | Wireless power transmission system, wireless power receiving apparatus, and wireless power receiving method |
US20150042170A1 (en) * | 2012-12-06 | 2015-02-12 | Nec Tokin Corporation | Power reception device and electronic apparatus |
CN104604077A (zh) * | 2012-09-05 | 2015-05-06 | 瑞萨电子株式会社 | 非接触充电装置以及使用该非接触充电装置的非接触供电系统 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9031502B2 (en) * | 2012-11-16 | 2015-05-12 | Broadcom Corporation | Antenna solution for wireless power transfer—near field communication enabled communication device |
KR101471806B1 (ko) * | 2014-03-03 | 2014-12-10 | (주)디아이디 | 공진형 무선 충전 수신기의 다중 조절 스위치 장치 및 그 방법 |
TWI618325B (zh) * | 2014-10-29 | 2018-03-11 | 台灣東電化股份有限公司 | 無線充電及近場通訊雙線圈印刷電路板結構 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101964678A (zh) * | 2009-07-23 | 2011-02-02 | 索尼公司 | 非接触供电及受电通信设备、供电及受电通信控制方法 |
CN103262435A (zh) * | 2010-10-28 | 2013-08-21 | 耳蜗有限公司 | 用于可植入医疗设备的磁感应通信系统 |
CN104604077A (zh) * | 2012-09-05 | 2015-05-06 | 瑞萨电子株式会社 | 非接触充电装置以及使用该非接触充电装置的非接触供电系统 |
US20140152114A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-05 | Ls Cable & System Ltd. | Wireless power transmission system, wireless power receiving apparatus, and wireless power receiving method |
US20150042170A1 (en) * | 2012-12-06 | 2015-02-12 | Nec Tokin Corporation | Power reception device and electronic apparatus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109325577A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-12 | 李文昌 | 一种射频识别电路及非接触式ic卡防盗器 |
WO2022104511A1 (zh) * | 2020-11-17 | 2022-05-27 | 华为技术有限公司 | 无线充电设备和终端设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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