CN202049513U - 一种非接触卡中的供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的非接触卡中的供电装置包括LC谐振回路、信号处理模块、稳压电路、电容调谐电路和检测电路。电容调谐电路和信号处理模块并联在LC谐振回路两端；稳压电路分别与信号处理模块和检测电路相连；检测电路还与信号处理模块和非接触卡内的数字控制电路相连；数字控制电路还与电容调谐电路相连。检测电路检测信号处理模块的电信号强度，并控制数字控制电路向电容调谐电路发送控制信号，启动电容调谐电路。本实用新型技术方案即可实时监测非接触卡内的电压值以及温度值，即时根据监测数据自动调整非接触卡耦合的能量，这就可避免非接触卡在高场强环境中工作时，因耦合能量过高导致的大电压以及高温对卡片的工作性能以及工作可靠性的影响。

Description

一种非接触卡中的供电装置

技术领域

本实用新型涉及一种非接触卡中的供电装置。

背景技术

非接触卡是一种新型的智能卡，其功能与接触ID卡、IC卡一样，只是它无需电源，而是由接收天线从读卡器发射的磁场中感应取电，并进行工作，与读卡器进行通讯。

非接触式卡一般是由芯片和感应天线组成的，例如非接触式IC卡是由IC芯片和感应天线组成，并完全密封在一个标准PVC卡片中，无外露部分。非接触式IC卡的读写过程，通常由非接触式IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。

非接触型卡本身是无源体，当读卡器对卡进行读写操作时，读卡器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L/C产生谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据、修改、存储等，并返回给读卡器。其工作原理是：读卡器向卡片发一组固定频率的电磁波，卡片内LC谐振电路的频率与读卡器发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，此电容可做为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。

目前市面上的非接触卡均是通过磁场耦合的方式来工作的。为了使卡片工作的距离较远，一般要求卡片的谐振点保持在通讯载波的频点附近，这样当卡片在比较高的场强环境下工作时，就会由于从天线上获得过多的电流而导致芯片的温度升高或导致芯片内部的电压过高。但是现有非接触卡的封装，一般散热性能都比较差，如果卡片高温持续时间过长，或者芯片内部的电压过高时，都会对卡片的可靠性产生影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可自动调整非接触卡耦合能量的非接触卡内的供电装置。

本实用新型的技术方案如下：一种非接触卡中的供电装置，包括LC谐振回路、信号处理模块、稳压电路，所述信号处理模块与所述LC谐振回路并联连接，所述信号处理模块还与所述稳压电路相连，特别地，所述供电装置还包括电容调谐电路和检测电路，

所述检测电路分别与所述信号处理模块、所述稳压电路、所述非接触卡内的数字控制电路相连；

所述电容调谐电路与所述LC谐振回路并联连接，所述电容调谐电路还与所述数字控制电路相连；

所述检测电路，用于检测所述信号处理模块的电信号强度，并控制所述数字控制电路向所述电容调谐电路发送控制信号，启动所述电容调谐电路。

进一步地，所述电容调谐电路包括电子开关、至少一个电容；

所述电容与所述电子开关串联连接，并与所述LC谐振回路并联连接；

所述电子开关还与所述数字控制电路相连。

进一步地，所述电子开关为NMOS管或者PMOS管。

进一步地，所述信号处理模块包括整流电路，所述整流电路与所述LC谐振回路并联连接，所述整流电路还分别与所述稳压电路、所述检测电路相连；

所述整流电路将所述LC谐振回路输出的电流信号转化为热量信号；

所述检测电路获取所述热量信号，并根据所述热量信号的强度控制所述数字控制电路向所述电容调谐电路发送控制信号。

进一步地，所述信号处理模块还包括限幅电路，所述限幅电路与所述整流电路、所述稳压电路、所述检测电路相连；

所述检测电路获取所述限幅电路输出的电压信号，并根据所述电压信号的强度控制所述数字控制电路向所述电容调谐电路发送控制信号。

进一步地，所述信号处理模块还包括限幅电路，所述限幅电路与所述整流电路、所述稳压电路、所述检测电路相连；

所述检测电路获取所述限幅电路泄放的电流信号的强度，并根据所述电流信号的强度控制所述数字控制电路向所述电容调谐电路发送控制信号。

本实用新型的有益效果是：本实用新型技术方案即可实时的监测非接触卡内的电压值以及温度值，便于即时根据监测数据自动调整非接触卡耦合的能量，这就可避免非接触卡在高场强环境中工作时，因耦合能量过高导致的大电压以及高温对卡片的工作性能以及工作可靠性的影响。

附图说明

图1为本实用新型非接触卡中供电装置的构成示意图；

图2为本实用新型中信号处理模块的第一种实现方式的构成示意图；

图3为本实用新型中信号处理模块的第二种实现方式的构成示意图；

图4为本实用新型中电容调谐电路的一种实现方式的构成示意图；

图5为本实用新型中电容调谐电路的另一种实现方式的构成示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型的非接触卡中的供电装置，包括LC谐振回路、信号处理模块30、稳压电路40、检测电路60、电容调谐电路50。其中，

1．LC谐振回路包括电感10和第一电容20，在非接触卡外部的读卡器向其发送固定频率的电磁波时，LC谐振回路在电磁波的激励下产生共振，从而使第一电容20内产生电荷。

2.信号处理模块30并联在第一电容20两端，此外，信号处理模块30还与稳压电路40相连，将LC谐振回路输出的电信号整流、滤波、限幅后输出至稳压电路40，经稳压电路40作用后，向非接触卡内其他部件输出各自工作所需的电压。

3.检测电路60分别与信号处理模块30、稳压电路40、以及非接触卡内的数字控制电路70相连。检测电路60一方面接收稳压电路40向其提供的工作电压，另一方面不断地监测并获取信号处理模块30的电信号，再根据检测到的电信号强度判断该非接触卡的耦合能量是否处在正常范围内，并进一步地将判断结果发送至数字控制电路70，由数字控制电路70输出控制信号至电容调谐电路50。

4.电容调谐电路50并联在第一电容20两端，此外，电容调谐电路50还与数字控制电路70相连，在数字控制电路70发送的控制信号的作用下启动或停止工作，从而调节该非接触卡的谐振电容，进而调节非接触卡产生的耦合能量。

参见图1、图2、图3，电容调谐电路50包括电子开关51、至少一个第二电容52。第二电容52先与电子开关51串联连接之后，再并联在第一电容20两端；电子开关51还与数字控制电路70相连，接收数字控制电路70发送的控制信号。若电容调谐电路50内只包括一个第二电容52，则第二电容52与电子开关51如图4串联后，再并联在第一电容20两端。或者，若电容调谐电路50内包括多个第二电容52，以图5所示的包含两个第二电容52为例，电子开关51可串接在两个第二电容52之间，再与两个第二电容52并联在第一电容20两端。进一步地，电子开关51可为NMOS管、PMOS管或者继电器等能受控实现电路通断的开关。

如图2所示，信号处理模块30包括整流电路31，整流电路31与LC谐振回路并联连接，整流电路31还分别与稳压电路40、检测电路60相连。整流电路31将LC谐振回路输出的电流信号转化为热量信号，即LC谐振回路在读卡器发射的电磁波的激励下产生电流，并输出至整流电路31，整流电路31作为负载，可将电流信号转化为热量信号。检测电路60获取上述热量信号（或者获取热量散发引起卡片温度变化的信号，二者是等效的），并根据其内保存的预设阈值，判断卡片此时产生的热量是否超出允许范围，如果超出允许范围，则检测电路60向数字控制电路70发送指令，使数字控制电路70向电容调谐电路50输出闭合电子开关51的控制信号。这样，就可通过第二电容52来调节卡片的谐振电容，进而调整卡片产生的耦合能量。当检测电路60获取的热量信号在允许范围内时，检测电路60再向数字控制电路70发送指令，使数字控制电路70控制电子开关51处于断开状态。如此往复监测，就可根据实际应用情况实时地自动调整非接触卡的工作状态，保证卡片的工作可靠性。

如图3所示，信号处理模块30还可包括限幅电路32，限幅电路32与整流电路31、稳压电路40、检测电路60相连。检测电路60可通过以下两种实现方式判断卡片的耦合能量是否在允许范围内。

第一种实现方式是检测电路60获取限幅电路32输出的电压信号的强度，即实时获取电压信号的高低，并根据检测电路60保存的电压阈值来判断是否通过数字控制电路70闭合或者断开电子开关51。第二种实现方式是检测电路60获取限幅电路32泄放的电流信号的强度，即实时获取电流信号的大小，并以此来检测判断是否闭合或者断开电子开关51。这两种方式均可控制电容调谐电路50的工作状态，进而实现调整卡片谐振电容的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种非接触卡中的供电装置，包括LC谐振回路、信号处理模块、稳压电路，所述信号处理模块与所述LC谐振回路并联连接，所述信号处理模块还与所述稳压电路相连，其特征在于，所述供电装置还包括电容调谐电路和检测电路，

所述检测电路分别与所述信号处理模块、所述稳压电路、所述非接触卡内的数字控制电路相连；

所述电容调谐电路与所述LC谐振回路并联连接，所述电容调谐电路还与所述数字控制电路相连；

所述检测电路，用于检测所述信号处理模块的电信号强度，并控制所述数字控制电路向所述电容调谐电路发送控制信号，启动所述电容调谐电路。

2.按照权利要求1所述的非接触卡中的供电装置，其特征在于，所述电容调谐电路包括电子开关、至少一个电容；

所述电容与所述电子开关串联连接，并与所述LC谐振回路并联连接；

所述电子开关还与所述数字控制电路相连。

3.按照权利要求2所述的非接触卡中的供电装置，其特征在于，所述电子开关为NMOS管或者PMOS管。

4.按照权利要求1、2或3所述的非接触卡中的供电装置，其特征在于，

所述信号处理模块包括整流电路，所述整流电路与所述LC谐振回路并联连接，所述整流电路还分别与所述稳压电路、所述检测电路相连；

所述整流电路将所述LC谐振回路输出的电流信号转化为热量信号；

所述检测电路获取所述热量信号，并根据所述热量信号的强度控制所述数字控制电路向所述电容调谐电路发送控制信号。

5.按照权利要求4所述的非接触卡中的供电装置，其特征在于，

所述信号处理模块还包括限幅电路，所述限幅电路与所述整流电路、所述稳压电路、所述检测电路相连；

所述检测电路获取所述限幅电路输出的电压信号，并根据所述电压信号的强度控制所述数字控制电路向所述电容调谐电路发送控制信号。

6.按照权利要求4所述的非接触卡中的供电装置，其特征在于，

所述信号处理模块还包括限幅电路，所述限幅电路与所述整流电路、所述稳压电路、所述检测电路相连；

所述检测电路获取所述限幅电路泄放的电流信号的强度，并根据所述电流信号的强度控制所述数字控制电路向所述电容调谐电路发送控制信号。

Images