CN108110909B - 设备和相关联方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括用于具有用于接收无线信号的线圈天线的场供电装置的功率提供布置的设备，功率提供布置包括：第一电容器，配置成耦合到线圈天线，且配置成存储从由线圈天线接收到的无线信号获得的能量直到达到第一已存储能级，且配置成提供能量以为场供电装置供电；第二电容器，经由开关与第一电容器并联布置；开关至少提供连接状态和断开状态，在连接状态下，第一电容器与第二电容器并联连接且配置成都存储从无线信号获得的能量直到达到大于第一已存储能级的第二已存储能级，且配置成提供能量以为场供电装置供电，在断开状态下，第二电容器从第一电容器断开；开关被配置成基于从远程装置接收到的特定信令而从断开状态过渡到连接状态。

Description

设备和相关联方法
技术领域
本公开涉及一种用于场供电装置的功率提供布置。
背景技术
场供电装置可使用外部产生的场，即无线信号的能量，以向其电路提供功率来进行操作。利用不同协议进行通信可能需要场供电装置，不同协议可各自对场供电装置的电路具有不同能量要求。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供一种包括用于场供电装置的功率提供布置的设备，所述场供电装置具有用于接收无线信号的线圈天线，所述功率提供布置包括：
第一电容器，所述第一电容器被配置成耦合到所述线圈天线，所述第一电容器被配置成存储从由所述线圈天线接收到的所述无线信号获得的能量直到达到第一已存储能级，且被配置成提供所述能量以为所述场供电装置供电；
第二电容器，所述第二电容器经由开关与所述第一电容器并联布置；
所述开关至少提供连接状态和断开状态，在所述连接状态下，所述第一电容器与所述第二电容器并联连接且被配置成都存储从所述无线信号获得的所述能量直到达到大于所述第一已存储能级的第二已存储能级，且被配置成提供所述能量以为所述场供电装置供电，在所述断开状态下，所述第二电容器从所述第一电容器断开；
所述开关被配置成基于从远程装置接收到的特定信令而从所述断开状态过渡到所述连接状态。
因此，在一个或多个例子中，所述第一电容器(例如在所述第二电容器比所述第一电容器存储更少能量时)实现对能量的存储，以使得所述场供电装置能够使用第一协议，例如通过对由所述线圈天线接收到的一个或多个无线信号的负载调制来实现通信。在一个或多个例子中，当连接时，所述第一电容器与所述第二电容器实现对更多能量的存储，以使得所述场供电装置能够使用第二协议来通信，所述第二协议可能需要主动地传输无线信号。在一个或多个例子中，所述连接状态可视为提供所述场供电装置的第二协议通信(或主动传输)状态，且所述断开状态可视为提供所述场供电装置的第一协议通信(或负载调制)状态。
在一个或多个实施例中，所述开关被另外配置成提供电流有限连接状态，在所述电流有限连接状态下，所述第一电容器与所述第二电容器并联连接，且被配置成都存储从所述无线信号获得的所述能量，且其中基于所述第一电容器的最小电压阈值而控制所述第一电容器与所述第二电容器之间的能流；且
其中所述连接状态包括不具有对所述能流的所述控制的状态。
在一个或多个实施例中，所述开关被配置成基于所述第二电容器的电压达到阈值电压电平而在所述电流有限连接状态与所述连接状态之间过渡。
在一个或多个实施例中，所述开关被配置成基于以下各项而在所述电流有限连接状态与所述连接状态之间过渡；
(a)所述第二电容器的电压达到或超出阈值电压电平；或
(b)来自所述场供电装置的控制信号。
在一个或多个实施例中，通过施密特触发器实现基于所述第二电容器的所述电压达到所述阈值电压电平的所述电流有限连接状态与所述连接状态之间的所述过渡。
在一个或多个实施例中，所述开关包括一对晶体管开关，且所述连接状态由两个所述晶体管开关的关闭状态提供，所述断开状态由两个所述晶体管开关的打开状态提供，且所述电流有限连接状态由对经过所述晶体管开关的电流路径的电压相依传导的控制提供。
在一个或多个实施例中，所述开关包括自锁定模块，所述自锁定模块被配置成在所述第二电容器处的电压大于所述第一电容器处的所述电压时防止所述开关过渡到所述连接状态。
在一个或多个实施例中，所述开关不具有用于控制所述电流有限连接状态与所述连接状态之间的所述过渡的计时器。
在一个或多个实施例中，所述特定信令包括从远程装置到所述场供电装置的使用充电与讲话协议(charge and talk protocol)的请求。
根据本公开的第二方面，提供一种包括根据在前的任一项技术方案所述的功率提供布置的场供电装置，所述场供电装置被配置成在所述开关处于所述断开状态中时根据第一协议实现一个或多个信号的无线传送，且被配置成在所述开关处于所述连接状态中时根据第二不同协议实现一个或多个信号的无线传送。
在一个或多个实施例中，所述场供电装置被配置成在以下各项中操作；
负载调制协议模式，在所述负载调制协议模式下所述开关在所述断开状态下，且通过负载调制传输所述一个或多个无线信号；
充电与讲话协议模式，在所述充电与讲话协议模式下所述开关在所述连接状态下，且所述一个或多个无线信号包括根据充电与讲话协议的信号。
在一个或多个实施例中，所述场供电装置被配置成在所述开关处于所述电流有限连接状态中时根据所述第一协议实现一个或多个信号的所述无线传送。
在一个或多个实施例中，所述场供电装置被配置成：基于所述第二电容器在所述开关处于所述断开状态中时在其中存储能量而实现将所述开关切换到所述连接状态，以基于存储于所述第二电容器中的能量而向所述场供电装置提供功率，所述场供电装置被配置成使用所述能量以根据所述第一或第二协议实现一个或多个信号的无线传送。
因此，在一个或多个例子中，所述第二电容器中的任何剩余能量的存在可用以提供用于第一或第二协议通信的功率，这可包括负载调制，所述负载调制将在正常操作中通过由所述第一电容器累积的能量来提供。在一个或多个例子中，相比于所述第一电容器累积来自所述无线信号的足以向所述场供电装置提供所需功率的能量所耗费的时间，使用所述第二电容器中的所述剩余能量可实现第一协议(例如负载调制)通信的更快操作。
根据本公开的第三方面，提供一种包括所述第二方面的所述场供电装置的汽车防盗器袋(automotive immobilizer fob)。
根据本公开的第四方面，提供一种方法，包括：
实现从由线圈天线接收到的无线信号对第一电容器充电，直到达到第一已存储能级，来提供能量以为场供电装置供电；以及
基于从远程装置接收到的特定信令；
实现开关从断开状态到连接状态的过渡，其中在所述连接状态下，所述第一电容器与所述第二电容器并联连接且被配置成都存储从所述无线信号获得的所述能量直到达到大于所述第一已存储能级的第二已存储能级，来提供所述能量以为所述场供电装置供电，且其中在所述断开状态下，所述第二电容器从所述第一电容器断开。
因此，在所述断开状态下，所述第二电容器可能不从由线圈天线接收到的所述一个或多个无线信号接收所述能量。
根据本公开的第五方面，提供一种用于与所述第二方面的所述场供电装置通信的远程装置，所述远程装置被配置成使用不同于由所述场供电装置使用的默认第一协议的第二协议来实现用于请求所述场供电装置与所述远程装置通信的特定信令的传输，所述特定信令被配置成实现对所述场供电装置的开关的致动，以相比于在传输所述特定信令之前，实现通过至少一个另外的电容器存储来自由所述远程装置传输的一个或多个无线信号的能量。
应了解，远程装置就其远离场供电装置来说是“远程”的。
虽然本公开容许各种修改和替代形式，但其细节已经借助于例子在图式中示出且将进行详细描述。然而，应理解，超出所描述特定实施例的其它实施例也是可能的。还涵盖落在所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代实施例。
以上论述并不意图呈现在当前或将来权利要求集的范围内的每一示例实施例或每一实施方案。附图和之后的具体实施方式还举例示出了各种示例实施例。考虑以下结合附图的具体实施方式可以更全面地理解各种示例实施例。
附图说明
现将仅借助于例子参考附图描述一个或多个实施例，在附图中：
图1示出用于场供电装置的功率提供布置的示例实施例；
图2A示出开关的第一示例实施例；
图2B示出开关的更详细的第二示例实施例；
图3示出场供电装置和远程装置的示例实施例；
图4示出说明第一电容器和第二电容器的充电的时序图；且
图5示出示例方法。
具体实施方式
应答器可用于以无线方式与远程装置通信。应答器可以是例如袋，且远程装置可以是汽车防盗器装置的基站。因此，袋与远程装置之间的通信可实现进入和/或启动汽车。存在用于袋与远程装置之间的通信的各种协议，例如负载调制协议和充电与讲话(也呈现为“充电&讲话”)协议。用于与远程装置通信的应答器可使用由远程装置发射的一个或多个无线信号的场功率，以为应答器供电并与来自远程装置的无线信令通信/提供对无线信令的响应。在此例子中，应答器可视为场供电装置，这是因为其使用外部产生的场(由远程装置产生)的功率来提供答复，例如借助于负载调制。还可需要应答器使用例如与通过适合于负载调制通信的电路所实现不同的信号功率和/或数据速率来主动地与远程装置通信。在一个或多个例子中，可能有利的是，应答器遵守基于负载调制的通信协议以及主动通信协议的多个条件，例如计时和/或信号功率条件。虽然应答器和远程装置的应用的例子已给出为汽车防盗器场，但是本公开包括应答器和远程装置对任何技术应用程序，例如射频识别(RF-ID)或近场通信(NFC)的任何应用。更一般地说，在一个或多个例子中，可能有利的是提供可使用两个或多于两个不同协议来通信的场供电装置，所述不同协议可能需要来自场的不同能级以在根据那些协议操作时为场供电装置供电。
在一个或多个例子中，针对主动通信，具有适合于基于负载调制的通信的电路的应答器可能不具有足够的场储能能力。另外，在一个或多个例子中，具有适于主动通信的基于场供电的储能装置的应答器可能不能够足够快速地为所述储能装置充电，从而不能遵守基于负载调制的通信的协议条件，例如响应时间条件。
图1示出包括用于场供电装置101的功率提供布置100的设备，场供电装置101具有用于从一个或多个远程装置300(图3中示出)接收无线信号的线圈天线102。当在使用中时，功率提供布置100被配置成存储来自在线圈天线102处接收到的一个或多个无线信号的能量，以便向场供电装置101的电路提供功率。场供电装置101可被配置成基于接收到的一个或多个无线信号的负载调制而实现无线信令的传输。在此例子中，功率提供布置100包括被配置成耦合到线圈天线102的第一电容器103。在此例子中，第一电容器103的第一端经由前置开关104和整流器105而耦合到线圈天线102，将在下文更详细地描述前置开关和整流器。第一电容器103的第二端连接到参考电压106，例如接地。因此，第一电容器103被配置成存储从由线圈天线102接收到的无线信号获得的能量直到达到第一已存储能级，且被配置成提供所述能量以为场供电装置供电，场供电装置的电路一般由连接到节点107的方框108示出。电路108可部分地包括电压调节器以与功率提供布置100介接。第一电容器103的电容使得已存储能量可适合于仅使用一个或多个预定协议进行通信，并因此使得场供电装置101可用的功率也适合于仅使用一个或多个预定协议进行通信。可由第一电容器103存储的能量可足以为场供电装置101供电，以使用例如负载调制协议的第一协议进行通信。然而，任选地，所述能量可能不足以进行主动通信协议，即，独立地而非通过从远程装置接收到的无线信号的调制来产生无线信号的通信协议。在一个或多个例子中，第一电容器103的时间常量可设置为与由场供电装置在由第一电容器103供电时使用的第一负载调制协议的计时条件兼容。
此例子中的功率布置100具备第二电容器110，第二电容器110用于存储来自在线圈天线102处接收到的一个或多个无线信号的能量以便向场供电装置的电路提供功率。第一电容器103与第二电容器110的组合对能量的存储可实现场供电装置101能够更多地存储能量和以下各项中的一个或多个：i)对来自基站的信令的更大处理；ii)对待发送到基站的信令的更大处理；iii)对具有不同信号功率的信令的传输；iv)对具有更大比例的从功率提供布置供应的信号功率的信令的传输；和v)使用更高数据速率的处理/传输。
此例子中的功率提供布置100包括经由开关111与第一电容器103并联布置的第二电容器110。第二电容器110的第一端经由节点112连接到开关111，而第二电容器110的第二端连接到参考电压113，例如接地。
在一个或多个例子中，节点107、112可表示集成电路引脚，且电容器103、110可在其它组件外部。
开关111被配置成至少提供连接状态，在连接状态下第一电容器103与第二电容器110并联连接，且被配置成在使用中时组合地存储从由线圈天线102接收到的无线信号获得的能量，直到达到大于第一已存储能级的第二已存储能级。在连接状态下，第一电容器103和第二电容器110被配置成提供所述能量以为场供电装置101供电。因此，可存储更大量的能量，且因此可能存在更多的可供场供电装置101使用的功率，使得场供电装置101可使用其它协议来进行通信，所述其它协议可比上文所提及的一个或多个预定协议需要更大的功耗。
开关111被配置成另外提供断开状态，在断开状态下第二电容器110从第一电容器103和线圈天线102断开。
在此例子中，开关111被配置成基于从远程装置接收到的特定信令而从断开状态过渡到连接状态。可经由线圈天线102接收特定信令。特定信令可包括来自远程装置的关闭开关111并由此提供连接状态的请求，或更一般地说，特定信令可包括来自远程装置的使用不同的第二或主动通信协议来通信的请求。在一个或多个例子中，开关111可被配置成照此直接识别特定信令并实现断开状态到连接状态的过渡。在一个或多个例子中，电路108可被配置成照此直接识别特定信令并因此提供用于致使开关111从断开状态过渡到连接状态的控制信号。
因此，在一个或多个例子中，场供电装置101可被配置成(例如在第二电容器比第一电容器存储更少能量时)使用由第一电容器存储的能量，以使场供电装置101能够实现对由线圈天线102接收到的一个或多个无线信号的负载调制，而不使用由第二电容器110存储的能量。在一个或多个例子中，场供电装置101可被配置成使用由第一电容器103和第二电容器110两者存储的能量，以使场供电装置101能够传输具有更大无线信号功率的无线信号或利用能量更密集的协议。
第二电容器110的电容可大于第一电容器103的电容。第二电容器110的电容可小于第一电容器103的电容。第二电容器110的电容可与第一电容器103的电容大体上相同。在一个或多个例子中，第一电容器103可具有大致47nF的电容，第二电容器可具有大致220nF到330nF的电容。在一个或多个例子中，第二电容器110的电容可为第一电容器103的电容的至少两倍、至少三倍或至少四倍。
任选前置开关104被配置成在首先接收到一个或多个无线信号时控制对电容器的充电。
整流器105被配置成将经由线圈天线102接收到的一个或多个无线信号整流，以将所述无线信号提供给电容器103、110。线圈天线102(和场供电装置101)可从由线圈天线102接收到的信号接收能量(如本文中所描述)。线圈天线102(和场供电装置101)可经由线圈天线102从基站接收命令和数据。线圈天线102(和场供电装置101)可例如在使用负载调制协议期间将场供电装置101的接收到的恒定载波负载调制到基站通信。线圈天线102(和场供电装置101)可例如在使用充电与讲话协议期间在恒定载波信号的接收中断期间主动地传输信号(即，以产生载波与调制)。
除了上文所描述的断开状态和连接状态以外，开关111可被配置成还提供另外的状态。具体地说，开关111可被配置成提供电流有限连接状态，在电流有限连接状态下，第一电容器103与第二电容器110并联连接且被配置成都存储从无线信号获得的能量，且其中控制第一电容器103与第二电容器110之间的能流。第一电容器103存储能量直到达到第一已存储能级，并向场供电装置101提供功率，例如以借助于负载调制进行操作。在进行第二电容器110(其可完全放电)与第一电容器103(其可部分或完全充电)之间的并联连接时，将致使能量/电荷从第一电容器103流动到第二电容器110。电荷的此流动将使第一电容器103放电，且可放电到低于电荷可充分地为场供电装置101供电的电平。电流有限连接状态可被配置成防止由第一电容器103存储的能量/电荷在第二电容器110正充电时下降到低于最小电压阈值。因此，电流有限连接状态可被配置成使得第一电容器103能够继续向场供电装置101提供功率，甚至在第二电容器110正充电并由此从第一电容器吸收电荷时也是如此。连接状态可不同于电流有限连接状态，区别在于相比于电流有限连接状态，连接状态包括不具有对能流的所述控制的状态，即第一电容器103与第二电容器110之间的硬并联连接或至少是具有更少电流流动控制(例如更低电阻)的连接。
在一个或多个例子中，开关111可被配置成通过基于第一电容器103的测量电压和预定最小电压阈值而主动地控制并联连接的电阻来提供电流有限连接状态。举例来说，第一电容器103的测量电压与预定最小电压阈值之间的差可用以控制电阻。电阻可随着所述差减小而渐进地增大。在一个或多个例子中，开关111可被配置成通过允许第一电容器103与第二电容器110之间的大体上不受限制的电流流动并基于第一电容器103的测量电压达到预定最小电压阈值而防止电流流动来提供电流有限连接状态。在未在图中示出的一个或多个其它例子中，开关111可被配置成通过防止第一电容器103与第二电容器110之间的电流流动，并由此仅需要通过由线圈天线102接收到的无线信号的能量来为第二电容器110充电来提供电流有限连接状态。此例子可需要第二开关(未示出)连接第二电容器110以向场供电装置提供功率，而非直接连接到第一电容器103。
在一个或多个例子中，开关111被配置成基于跨越第二电容器110的电压达到或超出阈值电压电平而在电流有限连接状态与连接状态之间过渡。阈值电压电平可至少包括不会引起从第一电容器103到第二电容器110的能流的电荷电平，所述能流将引起跨越第一电容器103的电压下降到低于预定最小电压阈值。在一个或多个例子中，阈值电压电平可包括基于场供电装置101应如何操作的预定值。因此，开关111可自动地基于第二电容器110的测量电压和阈值电压电平而进行过渡。在一个或多个例子中，开关111可自动地基于第二电容器110的测量电压和阈值电压电平以及第一电容器103的测量电压和无线信号的功率量度中的一个或多个而进行过渡。
开关111可被配置成另外基于控制信号而在电流有限连接状态与连接状态之间过渡，所述控制信号可从场供电装置101接收。因此，开关111可被配置成基于第二电容器110的电压达到或超出阈值电压电平或来自场供电装置101的控制信号而进行过渡。因此，场供电装置101可被配置成基于当时场供电装置101的通信要求而控制开关111。这可有利于节能，如下文将描述。另外，通过确保不完全由第二电容器110处的电荷电平负责控制开关111，可实现更安全的操作。举例来说，通过使开关111触发到连接状态，第二电容器110将不会意外地重新连接到场供电装置101，并例如在场供电装置已关闭时无意地重新启动场供电装置101。
特定信令可包括从远程装置到场供电装置101的使用充电与讲话协议或用于利用可需要更高已存储能级的不同协议进行通信的请求，例如对于不同数据速率和/或无线信号功率、对于使用所述协议的至少一些时间。因此，功率提供布置100可在第一模式下使用来自无线信号的能量以为场供电装置101供电，在第一模式下开关处于断开状态中。第一模式可包括负载调制模式。响应于来自远程装置的特定信令，开关111(或在场供电装置101的指令下的开关111)可实现到连接状态或电流有限连接状态的过渡。来自远程装置的特定信令可能需要也可能不需要来自场供电装置的响应。在一个或多个例子中，场供电装置101可保持在第一模式下，同时开关111在电流有限连接状态下。场供电装置101可被配置成在开关111处于连接状态中时在第二模式下操作。场供电装置101可被配置成在开关111处于连接状态中时使用可从功率提供布置100获得的另外的能量(直到达到第二已存储能级)，以利用与在第一模式下使用的协议不同的协议进行通信。相比于第一模式，在此第二模式下可从功率提供布置100获得的更大功率可使场供电装置100能够以更高数据速率操作和/或以更大信号功率传输信号。第二模式可包括充电与讲话模式，在充电与讲话模式下场供电装置101使用充电与讲话协议来通信。
在图2A中示出场供电装置，且具体地说，开关111的实施方案的示例实施例。相同参考标号已用于相同部分。因此，节点107和112示出提供到开关111的连接。连接件200示出用于经由任选前置开关104和整流器105到线圈天线102的连接。开关111被配置成接收两个控制信号，由第一端201和第二端202示出。在第一端201处接收到的第一控制信号包括将开关111置于电流有限连接状态下的信号。可基于从远程装置接收到特定信令而提供第一控制信号，远程装置在此例子中包括基站。在第二端202处接收到的第二控制信号包括将开关111置于连接状态下的信号，所述信号可独立于第二电容器110的大于阈值电压电平的电压。第二控制信号可用于强制进入连接状态，并切断下文所描述的连接过渡模块206的电流消耗。
开关111被配置成通过控制第一晶体管开关203和第二晶体管开关204来提供断开状态、电流有限连接状态和连接状态。晶体管开关203、204可包括其源极端203S、204S与相应漏极端203D、204D之间的电流路径，电流路径由在晶体管开关的相应栅极端203G、204G处施加的控制信号控制。晶体管开关203、204可属于pmos类型。
第一晶体管开关203与第二晶体管开关204之间的线217的电压指定为“vddcnw”。由于第一晶体管开关203和第二晶体管开关204的配置，vddcnw包括第一电容器103的被称作vddc的电压与第二电容器110的被称作vddc2的电压中的更高者。第一晶体管开关203和第二晶体管开关204被配置成在其栅极处的电压低于其源极或漏极处(即低于“有效”源极；源极或漏极中的更高者是“有效”源极)的电压时打开。第一和第二晶体管开关就其源极和漏极来说可为对称的。
pgate线231连接第一晶体管开关203的栅极203G与第二晶体管开关204的栅极204G。当线217上的电压vddcnw(VDCC和VDDC2中的更高者)高于pgate线231处的电压时，电流可开始流动。
第一端201处的第一控制信号经由逻辑反相器而提供给第一控制开关240，且提供给第二控制开关219。第一控制开关240实现对线217与pgate线231之间的连接的控制，如下文所描述。被配置成控制pgate线231与例如接地的参考电压之间的连接的第三控制开关291从逻辑222接收控制信号。在此例子中，第三控制开关291布置于第一控制开关240与参考电压(接地)之间。第二控制开关219实现对到电流限制布置的例如接地的参考电压的连接。
电流限制布置包括经由源极随耦器294和第二控制开关219而连接于线217与接地之间的电流源292。电流源292与源极随耦器294之间的节点实现到第一控制开关240与第三控制开关291之间的节点的连接以及到pgate线231与接地之间的节点(经由电容器241)的连接。
断开状态由栅极203G和204G提供，栅极203G和204G相对于漏极203D、204D和源极203S、204S具备更高或相等的电压。因此，在端201处不具有第一控制信号的情况下，第一控制开关240(反相逻辑)关闭，并因此将pgate线231处的电压上拉到线217的电压vddcnw，且因此开关203和204的电流通道在断开状态下。
在提供端201处的第一控制信号时提供电流有限连接状态。因此，第一控制开关240打开且第二控制开关219关闭。第二控制开关219实现经过源极随耦器294的电流流动连同从电流源292开始的电流流动，并实现pgate线231处的中间电压(vddcnw与参考电压(接地)之间)。具体地说，中间电压包括高于参考电压(vref)205的一个开关电压阈值Vth。因此，提供了第一电容器103与第二电容器110之间的有限电流流动。
在连接状态下，基于来自逻辑222的控制信号而关闭第三控制开关291。逻辑222被配置成基于在201处提供的第一控制信号和从“或”逻辑223接收到的连接状态触发信号而提供控制信号。“或”逻辑被配置成基于第二电容器110的电压达到阈值或202处提供的第二控制信号而提供连接状态触发信号。第三控制开关291致使pgate线231处的电压下拉到参考电压，例如接地。因此，晶体管开关203和204的电流通道被设置于连接状态下。将pgate线231处的电压下拉到接地会致使第一晶体管开关203和第二晶体管开关204的栅极-源极电压变得与vddcnw相等。
“或”逻辑223具备指示第二电容器110的电压达到来自连接过渡模块206的阈值电压电平的触发信号。在此例子中，自动切换到连接状态独立于正提供的第二控制信号202。这是有利的，因为这意味着开关111不需要组件来提供被配置成对可提供连接状态的时间进行计时的计时器。实际上，从电流有限连接状态到连接状态的过渡仅仅是基于第二电容器110的充电速度，充电速度由连接过渡模块206测量。
连接过渡模块206包括晶体管232，晶体管232的源极连接到节点112并且因此连接到跨越第二电容器110的电压vddc2，且晶体管232的漏极经由越控开关209而连接到下拉结构211。晶体管232的栅极连接到pgate线231。下拉结构211可以是偏置下拉结构(更好控制)或(更一般地说)弱下拉结构。
晶体管232实现基于电压vddc2的电压相对于阈值的上拉，另一方面，下拉结构211下拉电压。晶体管232与下拉结构211之间的节点作为输入信号216而提供给施密特触发器207。上拉和下拉电流的相等限定了开关111在电流有限连接状态与连接状态之间的过渡的阈值。施密特触发器207被配置成在输出208处提供将信号施加于“或”逻辑223的触发信号，如上文所描述，所述信号实现将开关置于连接状态下。施密特触发器207被配置成在第一供应端214处接收供应电压vddcnw，并在第二供应端215处连接到参考电压，例如接地。晶体管232与下拉结构211之间的电压在输入端216处向施密特触发器207提供输入信号。施密特触发器207被配置成使其触发信号经受第二电容器110处的高于阈值电压电平的电压，阈值电压电平在此例子中是第二电容器110处的大体上等于第一电容器103处的电压的电压。应了解，通过为晶体管232和下拉结构211设定大小，可在有限范围内调节阈值。
在此例子中，连接过渡模块206包括越控模块209，以实现/取消由施密特触发器207实现的电流有限连接状态到连接状态过渡的自动触发。越控模块209由此被配置成节省由连接过渡模块206使用的电流，这是因为可借助于第二控制信号提供连接状态，而无需借助于阈值电压电平进行过渡。因此，越控模块209被配置成在输入210处接收第二控制信号。应了解，第二控制信号和由越控模块209提供的控制在一个或多个实施例中是任选的。
图2B示出开关111的第二实施例，且相同参考标号已用于相同部分。操作的原理与上文相对于图2A所描述的相同，且将在下文描述差异。
第一控制开关240提供为pmos晶体管。第二控制开关219和第三控制开关291由nmos晶体管提供。图2A的电流源292实施为包括图2B中的电流镜布置的部分292和293。包括nmos晶体管的源极随耦器294示出接收参考电压，而非示出如图2A中的电压源。电压源可在一个或多个例子(未示出)中实施为电流镜布置的臂。
如上文所提及，借助于包括阱二极管的晶体管开关203、204，线217上的电压vddcnw包括第一电容器103的被称作vddc的电压与第二电容器110的被称作vddc2的电压中的更高者。
参考电压“vref”205借助于来自电流镜布置292和293的工作电流通过nmos源极随耦器294电平移位成比pgate线231处的电压高了一个开关阈值“Vth”。电流镜布置的第一部分292连接到线217电压vddcnw。电流镜布置的第二部分293连接到第一电流镜292和偏置电流(标记为Ibias)。
下拉结构211被配置成降低施密特触发器207在连接过渡模块206中出现电流泄漏的情况下提供触发信号的可能性。在图2B中，下拉结构211包括第一下拉晶体管233和第二下拉晶体管234。下拉结构211的第一下拉晶体管233在其栅极212处接收偏置电压。第二下拉晶体管234使其栅极连接到pgate线231。下拉结构211有效地形成电流镜的部分。下拉结构被配置成使用偏置电压来提供供连接过渡模块206除去电流泄漏的影响的参考电平。
连接过渡模块206另外包括任选低通滤波器213，以响应于第二电容器110的电压达到或超出阈值电压电平而对到施密特触发器的输入进行滤波，从而产生更可靠的触发输出。
开关111另外包括任选自锁定模块230。自锁定模块230被配置成在第二电容器110处的电压vddc2仍存在但第一电容器103的电压vddc已放电了大部分时防止开关111意外地关闭到连接状态。在此例子中，自锁定模块230将端201、202处的两个逻辑控制输入信号从由第一电容器103的电压vddc限定的“未限定功率域”下拉到参考电压，例如接地，此时仍存在第二电容器110的电压vddc2且线231处的pgate信号较高(即与vddc2电平相同)，这可发生在开关111处于打开或断开状态中时。自锁定模块包括第一对晶体管(或图2A中的开关)和第二对晶体管，每一对串联连接。第一对连接到端201且第二对连接到端202。所述对中的晶体管中的一个在其栅极端处接收pgate线231处的电压，且所述对中的晶体管中的另一个在其栅极端处接收vddc2电压。
图3示出包括场供电装置101的示例用途的汽车防盗器袋301。因此，场供电装置101和功率提供布置100示出为汽车防盗器袋301的部分，功率提供布置100连接到线圈天线102。举例示出为汽车防盗器袋301的场供电装置101被配置成与远程装置300通信，远程装置300在此例子中被称为基站且可包括汽车中的汽车防盗器的其余部分。基站300可被配置成首先借助于例如负载调制协议的第一协议与场供电装置101通信。场供电装置101可使用第一/负载调制协议向基站300发送返回信号。场供电装置可因此认为是在第一协议模式或负载调制模式下，同时开关111在断开状态下。基站300可被配置成使用不同的第二协议来与场供电装置101继续通信，并因此，可发送特定信令以请求场供电装置使用可需要更多能量的不同的第二协议来与场供电装置通信。因此，特定信令由场供电装置101解译为以下请求：借助于端201处的第一控制信号发指令给开关111以从断开状态过渡到电流有限连接状态，以使得第二电容器110可以开始充电。基站300可被配置成可能基于对第二电容器110充电所耗费的时间量的确定而等待预定时间。基站300和场供电装置101可在开关111处于电流有限连接状态中时使用第一/负载调制协议来继续通信。在第二电容器110的电压达到阈值电压电平之后，场供电装置101和基站300可即刻使用不同的第二协议来通信，第二协议可使用存储于第二电容器110中的另外的能量以与基站300通信。场供电装置101可因此认为是在第二协议模式或充电与讲话模式下，同时开关111在连接状态下。因此，基站300可使用特定信令来控制开关111的关闭，并因此控制由场供电装置101和基站300使用的通信协议。因此，场供电装置101可能能够使用来自由一个或两个电容器存储的一个或多个无线信号的能量和使用不同协议来更灵活地操作，所述不同协议可具有不同能量使用要求和/或对发送答复消息的时间限制。
应了解，可在不首先使用第一协议来通信的情况下提供特定信令。举例来说，基站可使用特定信令来请求借助于第二协议进行通信。特定信令自身可属于根据第二协议的形式，但是其可呈根据第一协议或任何其它协议的形式。
在一个或多个例子中，场供电装置101可被配置成在开关111过渡到断开状态之时或之后确定第二电容器110上的电荷电平。如果存在充足的残余电荷存储于第二电容器110中，那么可在场供电装置接下来需要在第一协议模式或负载调制模式下进行通信时使用所述能量。因此，场供电装置101可被配置成使开关111从断开状态过渡到连接状态，以使得可使用第二电容器110的能量来使使用第一协议(例如负载调制协议)的通信开始，而不用等待第一电容器103从无线信号充电(且其中电荷从第二电容器转移)。一旦已使用第二电容器的残余能量，那么场供电装置101可实现开关111过渡回到断开状态，以使用第一负载调制协议继续通信。这减小了从一个或多个无线信号接收电荷的电容，从而当较小电容在断开状态下充有能量时实现更及时的操作。应了解，在其它例子中，开关111可保持在连接状态下。开关如何表现可取决于基站希望使用哪一协议来进行通信。
在上述例子中，电容器用以存储由线圈天线接收到的一个或多个无线信号的能量，然而，术语“电容器”意图涵盖任何合适的能量存储装置。另外，在上述例子中，一个电容器103设置于断开状态下以接收能量，且两个电容器103和110至少设置于连接状态下以接收能量。然而，在一个或多个例子中，多个电容器可设置于断开状态下，且组合的更大数目个电容器可至少设置于连接状态下。因此，断开状态提供至少第一电容器103，且连接状态提供至少第一电容器和至少第二电容器103、110以用于存储能量。
图4示出说明在操作期间跨越第一电容器103和第二电容器110的电压相对于时间的图形400。曲线401示出跨越第一电容器103的电压VDDC。曲线402示出跨越第二电容器110的电压VDDC2。
在点404处，接收例如来自远程装置的一个或多个信号。此可激活与线圈天线102相关联的类比电路。在点405处启动前置开关104的计数器，且如果在预定时间段(在此例子中是2ms)内持续接收到一个或多个信号，那么前置开关104关闭以将功率提供布置100连接到线圈天线102，以在点406处从线圈天线102接收能量。应了解，在点406之前，设备可以不同方式操作。当第一电容器103充电时，VDDC电压增大，由在点406与407之间增加的曲线401示出。在点407处，达到最小第一电容器电压阈值，且功率提供布置被配置成向场供电装置101提供功率。在点408处，基站可开始向场供电装置发送信令，所述信令可以是不需要来自装置的响应并触发关闭开关111或通过使用例如负载调制协议的第一协议传输一个或多个信号来对谁作出响应的命令。在点409处，场供电装置从远程装置接收特定信令，并实现对开关111的控制以过渡到电流有限连接状态。因此，跨越第一电容器103的电压在电荷/能量转移到第二电容器110时减小。在点410处，达到第一电容器103的最小电压阈值，示出为电压电平411。因此，第二电容器110的充电示出为在曲线402中减速。在点412处，跨越第二电容器110的电压已达到阈值电压电平，阈值电压电平在此例子中恰好与第一电容器103的最小电压阈值相同。因此，开关111自动地从电流有限连接状态过渡到连接状态。在点412之后，第一电容器与第二电容器一起充电，所存储能量由此供场供电装置101利用。
图5示出包括以下步骤的示例方法：从由线圈天线接收到的无线信号实现501为第一电容器充电直到达到第一已存储能级，来提供能量以为场供电装置供电；以及
基于从远程装置接收到的特定信令；
实现502开关从断开状态到连接状态的过渡，其中在连接状态下，第一电容器与第二电容器并联连接且被配置成都存储从无线信号获得的能量直到达到大于第一已存储能级的第二已存储能级，来提供能量以为场供电装置供电，且其中在断开状态下，第二电容器从第一电容器断开。
除非明确陈述特定顺序，否则可以任何顺序执行以上图式中的指令和/或流程图步骤。而且，本领域的技术人员将认识到，虽然已论述了一个示例指令集/方法，但是在本说明书中的材料可以多种方式组合从而还产生其它例子，并且应在此详细描述提供的上下文内来进行理解。
在一些示例实施例中，上文所描述的指令集/方法步骤实施为体现为可执行指令集的功能和软件指令，所述可执行指令集在计算机或以所述可执行指令编程和控制的机器上得以实现。此类指令经过加载以在处理器(例如，一个或多个CPU)上执行。术语处理器包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统(包括一个或多个微处理器或微控制器)，或其它控制或计算装置。处理器可指单个组件或多个组件。
在其它例子中，本文中示出的指令集/方法和与其相关联的数据和指令存储于相应存储装置中，所述存储装置被实施为一个或多个非暂时性机器或计算机可读或计算机可用存储媒体。此类计算机可读或计算机可用存储媒体被视为物品(或制品)的部分。物品或制品可以指任何所制造出的单个组件或多个组件。如本文所定义的非暂时性机器或计算机可用媒体不包括信号，但此类媒体可以能够接收并处理来自信号和/或其它暂时性媒体的信息。
本说明书中论述的材料的示例实施例可整体或部分地经由网络、计算机或基于数据的装置和/或服务加以实施。这些可包括云、因特网、内联网、移动装置、台式电脑、处理器、查找表、微控制器、消费者设备、基础架构，或其它致能装置和服务。如本文和权利要求书中可使用，提供以下非排他性定义。
在一个例子中，使本文论述的一个或多个指令或步骤自动化。术语自动化或自动(和其类似变型)意指使用计算机和/或机械/电气装置控制设备、系统和/或过程的操作，而不需要人类干预、观测、努力和/或决策。
应了解，称为耦合的任何组件可直接或间接地耦合或连接。在间接耦合的状况下，可在称为耦合的两个组件之间安置另外的组件。
在本说明书中，已依据选定的细节集合而呈现示例实施例。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以实践包括这些细节的不同选定集合的许多其它示例实施例。希望所附权利要求书涵盖所有可能的示例实施例。

Claims (10)

1.一种包括用于场供电装置的功率提供布置的设备，其特征在于，所述场供电装置具有用于接收无线信号的线圈天线，所述功率提供布置包括：
第一电容器，所述第一电容器被配置成耦合到所述线圈天线；
第二电容器，所述第二电容器经由开关与所述第一电容器并联布置；
所述开关至少提供连接状态和断开状态，
(a)在所述断开状态下，在第一模式中，所述第二电容器从所述第一电容器断开，所述第一电容器被配置成存储从由所述线圈天线接收到的所述无线信号获得的能量直到达到第一已存储能级，且被配置成提供所述能量以为所述场供电装置供电；以及，
(b)在所述连接状态下，在不同于所述第一模式的第二模式中，所述第一电容器与所述第二电容器并联连接且被配置成都存储从
所述无线信号获得的所述能量直到达到大于所述第一已存储能级的第二已存储能级，且被配置成提供所述能量以为所述场供电装置供电；
所述开关被配置成基于从远程装置接收到的特定信令而从所述断开状态过渡到所述连接状态，其中所述特定信令经由所述线圈天线接收并且包括来自所述远程装置的请求以连接所述开关。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述开关被进一步配置成提供电流有限连接状态，在所述电流有限连接状态下，所述第一电容器与所述第二电容器并联连接且被配置成都存储从所述无线信号获得的所述能量，且其中基于所述第一电容器的最小电压阈值而控制所述第一电容器与所述第二电容器之间的能流；且
其中所述连接状态包括不具有对所述能流的所述控制的状态。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述开关被配置成基于所述第二电容器的电压达到阈值电压电平而在所述电流有限连接状态与所述连接状态之间过渡。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述开关被配置成基于以下各项而在所述电流有限连接状态与所述连接状态之间过渡；
(a)所述第二电容器的电压达到或超出阈值电压电平；或
(b)来自所述场供电装置的控制信号。
5.一种包括根据在前的任一项权利要求所述的功率提供布置的场供电装置，其特征在于，所述场供电装置被配置成在所述开关处于断开状态中时根据第一协议实现一个或多个信号的无线传送，且被配置成在所述开关处于连接状态中时根据第二不同协议实现一个或多个信号的无线传送。
6.根据权利要求5所述的场供电装置，其特征在于，所述场供电装置被配置成在以下各项中操作；
负载调制协议模式，在所述负载调制协议模式下所述开关处于所述断开状态，且通过负载调制传输所述一个或多个无线信号；
充电与讲话协议模式，在所述充电与讲话协议模式下所述开关处于所述连接状态，且所述一个或多个无线信号包括根据充电与讲话协议的信号。
7.根据权利要求5所述的场供电装置，其特征在于，所述场供电装置被配置成：基于所述第二电容器在所述开关处于所述断开状态中时在其中存储能量而实现将所述开关切换到所述连接状态，以基于存储于所述第二电容器中的能量而向所述场供电装置提供功率，所述场供电装置被配置成使用所述能量以根据所述第一或第二协议实现一个或多个信号的无线传送。
8.一种汽车防盗器袋，其特征在于，包括根据权利要求5到7中任一权利要求所述的场供电装置。
9.一种方法，其特征在于，包括：
实现从由线圈天线接收到的无线信号对第一电容器充电，直到达到第一已存储能级，来提供能量以为场供电装置供电；以及
基于从远程装置接收到的特定信令，其中所述特定信令经由所述线圈天线接收并且包括来自所述远程装置的请求以实现开关从断开状态到连接状态的过渡，其中在所述连接状态下，用于在第二模式中操作所述场供电装置，所述第一电容器与第二电容器并联连接且被配置成都存储从所述无线信号获得的所述能量直到达到大于所述第一已存储能级的第二已存储能级，来提供所述能量以为所述场供电装置供电，且其中在所述断开状态下，用于在不同于所述第二模式的第一模式中操作所述场供电装置，所述第二电容器从所述第一电容器断开。
10.一种用于与根据权利要求5到7中任一权利要求所述的场供电装置通信的远程装置，其特征在于，所述远程装置被配置成使用不同于由所述场供电装置使用的默认第一协议的第二协议来实现用于请求所述场供电装置与所述远程装置通信的特定信令的传输，所述特定信令被配置成实现对所述场供电装置的开关的致动，以相比于传输所述特定信令之前，实现通过至少一个额外的电容器存储来自由所述远程装置传输的一个或多个无线信号的能量。
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