CN117908618A - 控制电压调整 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及控制电压调整。电子设备包括被配置为供应电源电压的电源,诸如电池。该设备还包括被配置为基于电源电压生成控制电压的可控电压转换器电路。包括近场通信设备,其具有至少一个天线,该至少一个天线被配置为发射具有可由控制电压控制的功率的电磁场。该电子设备还包括被配置为测量温度的温度测量设备。该可控电压转换器电路被配置为基于测量的温度来修改控制电压的值。

Description

控制电压调整
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年10月18日提交的法国专利申请号FR2210719的优先权权益,该申请在法律可允许的最大范围内通过引用并入本文。
技术领域
本公开一般而言涉及电子系统和设备,并且特定实施例涉及适于实现诸如近场通信(NFC)之类的无线通信的电子系统和设备。
背景技术
如今,无线通信越来越多地用于不同的应用,诸如数据交换、银行支付、能量交换等。存在几种类型的无线通信,例如,近场通信(NFC),在较长距离内使用高频的通信(诸如蓝牙通信),等等。
期望能够至少部分地改进实现无线通信并且更特别地改进近场通信的电子设备。
发明内容
在各种实施例中,本公开提供了电子设备,这些电子设备适于根据温度修改它们实现的无线通信的特性。
此外,在各种实施例中,提供了电子设备,这些电子设备适于根据温度修改它们实现的近场通信的特性。
在各种实施例中,提供了电子设备,这些电子设备适于根据温度修改它们发射的电磁场。
本公开的一个或多个实施例克服了适于实现近场通信的已知电子设备的全部或部分缺点。
在至少一个实施例中,提供了一种电子设备,包括被配置为供应电源电压的电源。可控电压转换器电路被配置为基于电源电压生成控制电压。近场通信设备包括至少一个天线,该至少一个天线被配置为发射具有可由控制电压控制的功率的电磁场。温度测量设备被配置为测量温度。可控电压转换器电路被配置为基于测量的温度来修改控制电压的值。
根据至少一个实施例,在初始状态,基于测量的温度来设置控制电压。
根据至少一个实施例,基于查找表选择性地控制控制电压的值。
根据至少一个实施例,在初始状态,控制电压被设置为最大值。
根据至少一个实施例,最大值约为8V。
根据至少一个实施例,在初始状态,控制电压被设置为最小值。
根据至少一个实施例,最小值约为5V。
根据至少一个实施例,在初始状态之后,如果温度高于阈值,那么减小控制电压的值。
根据至少一个实施例,在初始状态之后,如果温度低于阈值温度,那么增加控制电压的值。
根据至少一个实施例,周期性地测量温度。
根据至少一个实施例,温度测量周期在5秒至1分钟的范围内。
根据至少一个实施例,所述至少一个天线被配置为在控制电压的值已被修改之后发射电磁场。
根据至少一个实施例,电源是电池。
在至少一个实施例中,提供了一种方法,该方法包括:测量电子设备的温度,该电子设备包括电池和被配置为基于电池生成控制电压的可控电压转换器电路;基于测量的温度调整控制电压;其中近场通信设备包括至少一个天线,该至少一个天线被配置为发射具有可由控制电压控制的功率的电磁场;以及通过电子设备的近场通信设备的至少一个天线基于调整后的控制电压来发射电磁场。
在至少一个实施例中,提供了一种方法,包括:通过电子设备的电源供应电源电压;通过电子设备的可控电压转换器电路基于电源电压生成控制电压;通过电子设备的近场通信天线发射具有可由控制电压控制的功率的电磁场;测量电子设备的温度;以及通过可控电压转换器电路基于测量的温度修改控制电压。
附图说明
为了更全面地理解本发明及其优点,现在结合附图参考以下描述,其中:
图1是图示根据一个或多个实施例的电子设备的框图;
图2是图示根据一个或多个实施例的图1的电子设备的一部分的框图;
图3是图示根据一个或多个实施例的电压适配方法的第一实施模式的框图;
图4是图示根据一个或多个实施例的电压适配方法的第二实施模式的框图;
图5是图示根据一个或多个实施例的电压适配方法的第三实施模式的框图;以及
图6是图示根据一个或多个实施例的电压适配方法的第四实施模式的框图。
具体实施方式
在各个图中相同的特征由相同的附图标记表示。特别地,在各个实施例之间共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以具有相似或相同的结构、维度和材料属性。
为了清楚起见,仅详细图示和描述了对于理解本文描述的实施例有用的步骤和元件。特别地,本文没有描述近场通信协议,通常的近场通信协议与下文描述的实施例兼容。
除非另有说明,否则当提到连接在一起的两个元件时,这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接,并且当提到耦合在一起的两个元件时,这表示这两个元件可以连接或者它们可以经由一个或多个其它元件耦合。
在以下公开中,当提及绝对位置限定词(诸如术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”等)、或者相对位置限定词(诸如术语“上方”、“下方”、“上”、“下”等)、或者朝向限定词(诸如“水平”、“垂直”等)时,除非另有说明,否则是参考各图的朝向。
除非另有说明,否则表述“大约”、“约”、“基本上”和“近似”表示在10%以内,并且优选地在5%以内。
图1以框图的形式非常示意性地示出了可以应用结合图3至图6描述的实施例的电子设备100的示例。
设备100是适于实现无线通信的电子设备,并且其特别适于实现近场通信(NFC)。
设备100包括能够处理数据的处理器101(CPU)。根据示例,设备100可以包括多个处理器,每个处理器适于处理不同类型的数据。根据具体示例,设备100可以包括主处理器和一个或多个辅助处理器。
设备100还包括近场通信设备(或“模块”)102(NFC),或NFC模块(102)。近场通信(NFC)技术使得能够进行短距离高频通信。此类系统使用由设备(终端或读取器)发射的射频电磁场与另一个设备(远程模块、应答器或卡)进行通信。NFC模块102包括适于发射射频(RF)信号的各种电子电路,该射频信号借助于由振荡/谐振电路的天线发射的电磁场来传输。模块102中包含的电路将结合图2进一步详细描述。
设备100还包括负责设备100的能量供应的一个或多个电路103(ALIM)。根据示例,电路103可以包括一个或多个电池、能量转换电路、充电电路等。根据实施例,电路103包括至少一个电池,其输送用于控制NFC模块102的电源电压。电路103中包含的电路将结合图2进一步详细描述。
设备100还包括一个或多个用于测量温度(TEMP)的温度测量设备104。根据第一示例,温度测量设备104是硬件设备,例如,一个或多个温度电路,或温度传感器。根据第二示例,温度测量设备104是软件温度测量设备或装置,例如,其可以由微处理器等实现以确定温度(TEMP)。温度测量设备104可以例如适于测量设备100周围的环境温度,和/或适于测量形成设备100的元件的水平处的温度,诸如例如NFC模块102的水平处的温度。
设备100还包括实现设备100的一种或多种功能的一个或多个电路105(FCT)。根据示例,电路105可以包括存储器、特定数据处理电路(诸如密码电路)、使得能够执行测量的电路、设备100的输入/输出电路。
设备100还包括使设备100的所有电路能够通信的一个或多个通信总线106。在图1中,示出了耦合处理器101、模块102和电路103至105的单个总线106,但实际上,设备100可以包括耦合这些不同元件的多个通信总线。
图2以方框的形式非常示意性地示出了结合图1描述的设备100的部分200。
部分200对应于设备100的NFC模块102的部分并且对应于设备100的电源电路103的部分。更特别地,部分200对应于设备100的使得能够经由天线输送电磁场的部分。
如前所述,部分200包括电源电路102的部分ALIM。该部分ALIM包括:
-电池201(BAT);
-电压转换器电路202(DCDC);
-电压调节器电路203(LDO)。
电池201是设备100的电池之一。根据示例,电池201是设备100的主电池。根据另一个示例,电池201是专用于NFC模块102的电源的电池。电池201适于输送电源电压Vbat。电源电压Vbat例如在1至7V的范围内,例如从2.6V至5.1V。
电压转换器电路202或转换器202适于将DC电压转换成另一个DC电压。更特别地,电路202是升压转换器,即,适于基于第一DC电压输送具有比第一电压的值高的值的第二DC电压的转换器。转换器202适于基于由电池201输送的电源电压Vbat来输送控制电压Vdd。此外,根据实施例,转换器202是可控转换器,即,具有可控输出值(这里为控制电压Vdd)的转换器。更特别地,转换器202适于输出控制电压Vdd,该控制电压Vdd具有可以根据接收到的控制信号在最小值Vddmin和最大值Vddmax之间变化的值。根据示例,转换器202适于输出5V至10V范围内的电压,例如从6V至8V。
电压调节器电路203或调节器203是接收由转换器202输送的控制电压Vdd的DC电压的线性调节器。调节器203输出与控制电压Vdd和阈值电压Vldo之间的差对应的电压Vdd_RF。根据示例,阈值电压Vldo近似为0.2V。根据实施例,调节器203是可选的。调节器203可以使得能够抑制控制电压Vdd上存在的噪声。
如前所述,部分200包括NFC模块的NFC部分。该NFC部分包括:
-驱动器电路204(RF驱动器)和205(RF驱动器);
-阻抗匹配电路(ANT匹配)206;
-天线207(ANT)。
驱动器电路204和205是用于驱动天线207的电路。电路204和205接收调节器202的输出电压Vdd_RF,或者当调节器202被省略时接收控制电压Vdd,并且输送适配后的控制电压Vdd_cmd。
阻抗匹配电路(ANT匹配)206接收驱动器电路204和205的适配后的控制电压Vdd_cmd,并输出其阻抗与天线207的阻抗匹配的天线控制电压Vdd_Ant。电压Vdd_Ant取决于适配后的控制电压Vdd_cmd,其值取决于电压Vdd_RF,或者可能直接取决于电压Vdd。
天线207适于发射使得能够实现近场通信的电磁场。因此,天线207适于发射和接收具有包括在射频范围内的频率(即,具有在从3kHz到300kHz的范围内的频率)的电磁波。根据示例,天线207适于传输和接收具有近似13.56MHz的频率的电磁波。天线207接收电压Vdd_Ant,并输出电磁场,该电磁场的功率取决于控制电压Vdd_Ant的值,从而取决于由转换器202输送的控制电压Vdd的值。
图3是图示适配结合图1描述的设备100的结合图2描述的控制电压Vdd的方法的第一实施模式的框图。
在初始步骤301(测量T),对应于初始状态,天线207不发射电磁场,但接收指示其必须发射电磁场以实现NFC通信的请求。因此,天线207接收发射电磁场的命令,设备100的温度测量设备104被实现为测量设备100的温度,在这种情况下,设备100的温度对应于设备100周围的环境温度Tamb,因为NFC模块未在操作中,因此不产生热量。
在步骤301之后的步骤302(选择Vdd),根据温度T的测量值选择由转换器202输送的控制电压Vdd的值,并且因此根据温度选择要由天线207发射的场的功率。为此目的,设备100可以使用指示输送的电压Vdd的适当电压值的查找表。一旦选择了电压Vdd的值,转换器202就被控制以输送所讨论的值。
在步骤302之后的步骤303(场发射),在电压值Vdd被设置的情况下,天线207可以开始发射电磁场,该电磁场的功率如结合图2描述的通过使用Vdd来配置。
这个实施例的优点在于它使得能够避免设备100的过热。事实上,以全功率发射电磁场可能导致设备100的电路和组件的温度升高,当温度已经为高时降低其功率使得能够避免进一步升高该温度。
图4是图示适配结合图1描述的设备100的结合图2描述的控制电压Vdd的方法的第二实施模式的框图。
在初始步骤401(Vdd=Vddmax),对应于初始状态,天线207不发射电磁场,但接收指示其必须发射电磁场以实现NFC通信的请求。因此,天线207接收发射电磁场的命令,控制电压Vdd被设置为其最大值Vddmax。为此目的,转换器202被控制以输送所讨论的电压值。
在步骤401之后的步骤402(场发射),在电压值Vdd被设置的情况下,天线207可以开始发射电磁场,该电磁场的功率如结合图2描述的通过使用Vdd来配置。
在步骤402之后的步骤403(T>Tmax),天线207发射电磁场,并且由温度测量设备104测量设备100的温度T。将该温度T与阈值温度(例如,最高温度)Tmax进行比较。根据实施例,该步骤周期性地发生,例如每5秒至1分钟发生。如果温度T低于最高温度Tmax(步骤403的输出“Y”),那么设备继续操作而无需修改,并且如果温度T变得高于最高温度Tmax(步骤403的输出“N”),那么下一步骤是步骤404(Vdd减小)。
在步骤404,通过减小电压Vdd来减小由天线207发射的电磁场的功率。为此目的,控制信号被发送到转换器电路202。根据示例,控制电压Vdd逐步减小,例如以0.8V的步长减小。
该第二实施模式具有与结合图4描述的第一实施模式相同的优点,而且还具有允许在所述场的发射期间适配电磁场的功率的优点。
图5是图示适配结合图1描述的设备100的结合图2描述的控制电压Vdd的方法的第三实施模式的框图。
在初始步骤501(Vdd=Vddmin),对应于初始状态,天线207不发射电磁场,但接收指示其必须发射电磁场以实现NFC通信的请求。因此,天线207接收发射电磁场的命令,控制电压Vdd被设置为其最小值Vddmin。为此目的,转换器202被控制以输送所讨论的电压值。
在步骤501之后的步骤502(场发射),(Field Em.),在电压值Vdd被设置的情况下,天线207可以开始发射电磁场,该电磁场的功率如结合图2描述的通过使用Vdd来配置。
在步骤402之后的步骤503(T/Tmax),天线207发射电磁场,并且由温度测量设备104测量设备100的温度T。将该温度T与最高温度Tmax进行比较。根据实施例,该步骤周期性地发生,例如每5秒至1分钟发生。如果温度T低于最高温度Tmax(步骤503的输出T<Tmax),那么下一步骤是步骤504(Vdd增加),并且如果温度T变得高于最高温度Tmax(步骤503的输出T>Tmax),那么下一步骤是步骤505(Vdd减小)。
在步骤504处,通过增加电压Vdd来增加由天线207发射的电磁场的功率。为此目的,控制信号被发送到转换器电路202。根据示例,控制电压Vdd逐步增加,例如以0.8V的步长增加。
在步骤505处,通过减小Vdd来减小由天线207发射的电磁场的功率。为此目的,控制信号被发送到转换器电路202。根据示例,控制电压Vdd逐步减小,例如以0.8V的步长减小。
该第三实施模式具有与结合图4和图5描述的第一和第二实施模式相同的优点。
图6是图示适配结合图1描述的设备100的结合图2描述的控制电压Vdd的方法的第四实施模式的框图。
在初始步骤601(测量T),对应于初始状态,天线207不发射电磁场,但接收指示其必须发射电磁场以实现NFC通信的请求。因此,天线207接收发射电磁场的命令,设备100的温度测量设备104被实现为测量设备100的温度,这里对应于如图3的实施模式中的室温。
在步骤601之后的步骤602(选择Vdd),根据测量温度T的值来选择由转换器202输送的控制电压Vdd的值。为此目的,设备100可以使用指示所输送的电压Vdd的适当电压值的查找表。一旦选择了电压Vdd的值,转换器202就被控制以输送所讨论的值。
在步骤602之后的步骤603(场发射),在电压值Vdd被设置的情况下,天线207可以开始发射电磁场,该电磁场的功率如结合图2描述的通过使用Vdd来配置。
在步骤603之后的步骤604(T/Tmax),天线207发射电磁场,并且由温度测量设备104测量设备100的温度T。将该温度T与最高温度Tmax进行比较。根据实施例,该步骤周期性地发生,例如每5秒至1分钟发生。如果温度T低于最高温度Tmax(步骤604的输出T<Tmax),那么下一步骤是步骤605(Vdd增加),并且如果温度T变得高于最高温度Tmax(步骤604的输出T>Tmax),那么下一步骤是步骤606(Vdd减小)。
在步骤605处,通过增加电压Vdd来增加由天线207发射的电磁场的功率。为此目的,控制信号被发送到转换器电路202。根据示例,控制电压Vdd逐步增加,例如以0.8V的步长增加。
在步骤606处,通过减小Vdd来减小由天线207发射的电磁场的功率。为此目的,控制信号被发送到转换器电路202。根据示例,控制电压Vdd逐步减小,例如以0.8V的步长减小。
该第四实施模式具有与结合图4至图6描述的第一、第二和第三实施模式相同的优点。
已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解,这些各种实施例和变型的某些特征可以被组合,并且本领域技术人员将想到其它变型。特别地,图4的实施模式可以包括与图5的实施模式类似的减小控制电压Vdd的步骤。
最后,基于上文给出的功能指示,所描述的实施例和变型的实际实施方式在本领域技术人员的能力范围内。

Claims (20)

1.一种电子设备,包括:
电源,被配置为提供电源电压;
可控电压转换器电路,被配置为基于电源电压生成控制电压;
近场通信设备,包括至少一个天线,所述至少一个天线被配置为发射具有能够由控制电压控制的功率的电磁场;以及
温度测量设备,被配置为测量温度,
其中可控电压转换器电路被配置为基于测量的温度来修改控制电压的值。
2.如权利要求1所述的设备,其中,在初始状态下,基于测量的温度来设置控制电压。
3.如权利要求2所述的设备,其中,基于查找表选择性地控制所述控制电压的值。
4.如权利要求1所述的设备,其中,在初始状态下,控制电压被设置为最大值。
5.如权利要求4所述的设备,其中,所述最大值约为8V。
6.如权利要求1所述的设备,其中,在初始状态下,控制电压被设置为最小值。
7.如权利要求6所述的设备,其中,所述最小值约为5V。
8.如权利要求1所述的设备,其中,在初始状态之后,如果温度高于阈值温度,那么减小控制电压的值。
9.如权利要求1所述的设备,其中,在初始状态之后,如果温度低于阈值温度,那么增加控制电压的值。
10.如权利要求1所述的设备,其中,在操作期间周期性地测量温度。
11.如权利要求10所述的设备,其中,温度测量周期在5秒至1分钟的范围内。
12.如权利要求1所述的设备,其中,所述至少一个天线被配置为在控制电压的值已被修改之后发射电磁场。
13.如权利要求1所述的设备,其中,所述电源是电池。
14.一种方法,包括:
测量电子设备的温度,所述电子设备包括电池和被配置为基于电池生成控制电压的可控电压转换器电路;
基于测量的温度调整控制电压;其中近场通信设备包括至少一个天线,所述至少一个天线被配置为发射具有能够由控制电压控制的功率的电磁场;以及
通过所述电子设备的近场通信设备的至少一个天线基于调整后的控制电压来发射电磁场。
15.如权利要求14所述的方法,还包括基于测量的温度将控制电压设置在初始状态。
16.如权利要求15所述的方法,其中,将控制电压设置在初始状态还包括基于查找表来设置控制电压。
17.如权利要求14所述的方法,还包括响应于初始状态下的温度高于阈值温度而减小控制电压的值。
18.如权利要求14所述的方法,还包括响应于初始状态下的温度低于阈值温度而增加控制电压的值。
19.一种方法,包括:
通过电子设备的电源供应电源电压;以及
通过所述电子设备的可控电压转换器电路基于电源电压生成控制电压;
通过所述电子设备的近场通信天线发射具有能够由控制电压控制的功率的电磁场;
测量所述电子设备的温度;以及
通过所述可控电压转换器电路基于测量的温度修改控制电压。
20.如权利要求19所述的方法,还包括:
在初始状态之后,将测量的温度与阈值温度进行比较;以及
响应于测量的温度大于阈值温度而减小控制电压的值,或者响应于测量的温度小于阈值温度而增加控制电压的值。
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