FR3085551A1 - Protection d'un transpondeur passif soumis a un champ magnetique genere par exemple par un chargeur sans contact - Google Patents

Abstract

Transpondeur passif sans contact, configuré pour communiquer avec un lecteur via une antenne (ANT) en utilisant un signal de porteuse ayant une première fréquence, comprenant un circuit intégré (IC) couplé à ladite antenne (ANT) et un moyen de réduction de tension (CS), connecté entre l'antenne (ANT) et le circuit intégré (IC) et configuré pour, lorsque le transpondeur (TG) reçoit sur ladite antenne un deuxième signal ayant une deuxième fréquence inférieure à la première fréquence, effectuer une réduction de tension de façon à délivrer en entrée du circuit intégré une tension inférieure à la tension générée au niveau de l'antenne (ANT) par le deuxième signal.

Description

Protection d’un transpondeur passif soumis à un champ magnétique généré par exemple par un chargeur sans contact

Des modes de mise en œuvre et de réalisation de l’invention concernent les transpondeurs passifs sans contact, notamment des transpondeurs NFC (« Near Field Communication »), par exemple des étiquettes (tags) ou des cartes à puces sans contact sans que ces exemples ne soient limitatifs, et en particulier la protection de ces transpondeurs lorsqu’ils se trouvent soumis à un champ magnétique émis par un chargeur sans contact.

La communication champ proche, plus connue par l’homme du métier sous la dénomination anglosaxonne NFC (« Near Field Communication ») est une technologie de connectivité sans fil qui permet une communication sur une courte distance, par exemple 10 cm, entre des dispositifs électroniques, comme par exemple des cartes à puce sans contact ou des étiquettes, et des lecteurs.

Plus généralement la technologie NFC est une technologie normalisée par le consortium NFC Forum.

La technologie NFC est particulièrement adaptée pour connecter tout type de dispositif utilisateur et permet des communications rapides et faciles.

Un transpondeur sans contact est un transpondeur capable d’échanger des informations via une antenne avec un lecteur sans contact, selon un protocole de communication sans contact.

Un transpondeur NFC, qui est un transpondeur sans contact, est un transpondeur compatible avec la technologie NFC.

La technologie NFC est une plate-forme technologique ouverte normalisée dans la norme ISO/IEC 18092 et ISO/IEC 21481 mais incorpore de nombreuses normes déjà existantes comme par exemple les protocoles type A et type B définis dans la norme ISO-14443 qui peuvent être des protocoles de communication utilisables dans la technologie NFC.

La technologie sans contact peut aussi être utilisée dans les transpondeurs RFID (Radio Frequency IDentification) compatibles avec les normes ISO 15693 et ISO 18000-3.

Lors d’une transmission d’information entre un lecteur et un transpondeur passif, le lecteur génère un champ magnétique par l’intermédiaire de son antenne qui est généralement dans les normes classiquement utilisées, une onde sinusoïdale (la porteuse) à 13,56MHz.

Pour transmettre des informations depuis le lecteur vers le transpondeur, le lecteur utilise une modulation d’amplitude de ladite porteuse.

Le transpondeur quant à lui démodule la porteuse reçue pour en déduire les données transmises depuis le lecteur.

Pour une transmission d’informations du transpondeur vers le lecteur, le lecteur génère le champ magnétique (la porteuse) sans modulation. L’antenne du transpondeur module alors le champ généré par le lecteur, en fonction des informations à transmettre. La fréquence de cette modulation correspond à une sous-porteuse de ladite porteuse. La fréquence de cette sous porteuse dépend du protocole de communication utilisé et peut être par exemple égale à 848 kHz.

Cette modulation est effectuée en modifiant la charge connectée aux bornes de l’antenne du transpondeur.

En d’autres termes, le transpondeur rétromodule l’onde issue du lecteur pour transmettre des informations et n’intègre pas, pour la transmission des informations, de moyens d’émission proprement dits, ou émetteur, capable par exemple de générer son propre champ magnétique lors de l’émission. Un tel transpondeur dépourvu d’émetteur est appelé transpondeur passif, par opposition à un transpondeur actif qui comporte un émetteur.

Généralement un transpondeur passif est dépourvu d’alimentation car il utilise l’onde issue du lecteur pour alimenter son circuit intégré.

Dans certaines applications nécessitant une capture d’informations indépendante de la présence d’un lecteur (comme par exemple des informations de températures, de choc, de lumière, ...) et qui pourront être lues ensuite par le lecteur, le transpondeur passif peut incorporer une alimentation, par exemple une pile.

Comme indiqué ci-avant, la transmission d’informations depuis le transpondeur passif vers le lecteur s’effectue par une modulation de charge.

En effet, en modifiant la charge aux bornes de l’antenne du transpondeur, l’impédance de sortie de l’antenne du lecteur change en raison du couplage magnétique entre les deux antennes.

Cette variation de charge effectuée lors de la modulation de charge se traduit par une modulation d’amplitude et/ou de phase du signal (tension ou courant) au niveau de l’antenne du lecteur. Une copie du courant d’antenne est générée et injectée dans la chaîne de réception du lecteur où il est démodulé et traité de façon à extraire les informations transmises.

La technologie de chargement sans contact permet de transférer sans contact de l’énergie à partir d’une source d’énergie (par exemple un chargeur) vers une charge ou récepteur, par exemple un appareil de communication sans fil, tel qu’un téléphone mobile cellulaire, à travers l’espace d’air séparant le chargeur et le récepteur, par exemple pour recharger une batterie de celui-ci.

Parmi les différentes normes de chargement sans contact existantes, on peut citer la norme Qi développée par le « Wireless Power Consortium » (WPC), bien connue de l’homme du métier et notamment, la version faible puissance (« low power ») pouvant délivrer actuellement une puissance jusqu’à 15W.

A toutes fins utiles, l’homme du métier pourra se référer au document du WPC intitulé « the Qi Wireless Power Transfer System Power Class 0 Specification » partsl-4, Version 1.2.4, February 2018.

En bref, l’énergie sans contact est transférée depuis une station de base ou émetteur vers un récepteur magnétiquement couplé à l’émetteur par l’intermédiaire par exemple de bobines.

Le transfert d’énergie repose sur un champ magnétique généré par l’émetteur et capturé par le récepteur.

La norme Qi autorise différentes techniques (topologies) pour générer le champ magnétique du côté de l’émetteur. Mais, ce champ magnétique est toujours un champ oscillant et la plage de fréquences du signal généré par le chargeur pour transférer l’énergie est comprise entre 87 KHz et 205 KHz. Ce signal qui est utilisé pour transférer l’énergie au récepteur est appelé aussi signal de porteuse car il va servir aussi, via une modulation, pour l’échange, entre l’émetteur et le récepteur, d’informations relatives notamment au niveau d’énergie requis par le récepteur.

La façon dont est généré le champ magnétique et la façon dont la puissance varie dépendent de la topologie utilisée du côté émetteur.

Le récepteur convertit ce champ magnétique en un potentiel électrique utilisé pour charger les batteries ou alimenter un dispositif.

Récemment, il a été identifié que les chargeurs sans contact, notamment ceux compatibles avec la norme Qi, qui sont destinés à charger sans contact les batteries de dispositifs tels que des téléphones mobiles cellulaires, n’identifiaient pas les transpondeurs passifs, notamment les transpondeurs NFC, tels que les étiquettes ou les cartes à puce sans contact, comme étant des objets étrangers, c’est-à-dire ne devant pas être chargés, et en conséquence les détruisaient durant le processus de transfert d’énergie entre le chargeur et le dispositif à recharger, par exemple le téléphone, si ces transpondeurs passifs se trouvaient dans le volume opératoire du chargeur et étaient par conséquent exposés au champ magnétique généré par ce chargeur.

Plus précisément, un transpondeur passif comporte généralement un circuit intégré connecté à une antenne. Par ailleurs, le circuit intégré comporte généralement un module de limitation de tension, communément désigné par l’homme du métier sous l’expression anglosaxonne « voltage clamp » comportant une résistance variable, connectée entre les deux bornes de l’antenne, et destinée à limiter la tension délivrée au circuit intégré de façon qu’elle ne dépasse pas une tension de référence.

Cependant, lorsque le transpondeur passif se trouve dans le volume opératoire d’un chargeur sans contact, la tension induite au niveau de l’antenne du transpondeur passif, du fait de la réception de la porteuse générée par le chargeur sans contact, peut s’avérer trop élevée par rapport à ce que peut supporter le module de limitation de tension présent dans le circuit intégré du transpondeur passif.

De ce fait, l’énergie thermique dissipée dans le module de limitation de tension et dans le circuit intégré devient trop importante conduisant à la destruction du circuit intégré et donc à la destruction du transpondeur passif.

Une solution connue pour résoudre ce problème consiste à dimensionner le circuit intégré de sorte qu’il soit capable de dissiper plus d’énergie pour pouvoir supporter la présence d’une tension induite par un champ magnétique généré par un chargeur sans contact.

Cependant, une telle solution présente l’inconvénient de devoir utiliser des étages d’entrée, en particulier le module limiteur de tension (clamp), présentant un encombrement surfacique important.

Une autre solution connue consiste à déconnecter l’antenne du circuit intégré, au moyen d’un interrupteur, lorsque le transpondeur passif se situe dans le volume opératoire du chargeur sans contact.

Cependant, une telle solution est coûteuse du fait de la présence d’un interrupteur, et par ailleurs, le transpondeur passif doit alors fonctionner en mode esclave c’est-à-dire que le transpondeur doit obtenir l’information relative à l’activité du chargeur par un signal différent du signal de porteuse généré par le chargeur de de façon à pouvoir commander l’interrupteur pour déconnecter l’antenne du circuit intégré, ce qui peut être compliqué à mettre en œuvre.

Il existe donc un besoin de proposer une solution alternative aux solutions exisatntes pour la protection des transpondeurs passifs exposés en particulier aux champs magnétiques d’un chargeur sans contact, de façon à réduire au maximum, voire supprimer, le risque de destruction de ce transpondeur.

Il existe également un besoin de proposer une solution alternative qui soit simple à réaliser et qui ne nécessite pas de changement majeur dans la structure des transpondeurs classiques.

Bien que la solution proposée s’applique avantageusement dans le cas d’une exposition au champ magnétique d’un chargeur sans contact, par exemple un chargeur sans contact compatible avec la norme Qi, la solution proposée s’applique également plus généralement lorsque le transpondeur passif reçoit sur son antenne un signal d’énergie élevée et de fréquence inférieure à la fréquence utilisée pour la transmission des informations dans le protocole sans contact, par exemple la fréquence de 13,56 Mhz.

Selon un mode de mise en œuvre et de réalisation, il est proposé non pas de surdimensionner le transpondeur passif de façon à ce qu’il soit capable de dissiper plus d’énergie ou bien de déconnecter l’antenne du transpondeur passif, mais de délivrer en entrée du circuit intégré une énergie (tension) réduite par rapport à l’énergie (tension) induite dans l’antenne du fait de l’exposition au champ magnétique d’un chargeur sans contact par exemple, et d’effectuer cette réduction de tension à l’extérieur du circuit intégré du transpondeur passif, entre l’antenne et le circuit intégré.

Selon un aspect il est proposé un procédé comprenant, lorsqu’un transpondeur passif sans contact comportant un circuit intégré couplé à une antenne et configuré pour communiquer avec un lecteur via ladite antenne en utilisant un signal de porteuse ayant une première fréquence, par exemple 13,56 Mhz, reçoit sur ladite antenne un deuxième signal ayant une deuxième fréquence inférieure à la première fréquence, par exemple un signal de porteuse issu d’un chargeur sans contact, une réduction de tension, effectuée entre l’antenne et le circuit intégré, de façon à délivrer en entrée du circuit intégré une tension inférieure à la tension générée au niveau de l’antenne par le deuxième signal.

Ainsi, par rapport à un transpondeur de l’art antérieur soumis à un champ magnétique d’un chargeur sans contact par exemple, effectuer une réduction de tension entre l’antenne et le circuit intégré permet de réduire le niveau d’énergie à dissiper par le circuit intégré du transpondeur quand il est exposé au même champ magnétique.

En outre effectuer une telle réduction de tension entre l’antenne et le circuit intégré, évite d’une part de surdimensionner l’étage d’entrée du circuit intégré et notamment le module limiteur de tension (clamp) et d’autre part l’utilisation d’un interrupteur pour déconnecter l’antenne du circuit intégré, tout en offrant une protection du transpondeur lorsque celui-ci est exposé à un champ magnétique d’un chargeur sans contact par exemple.

Par ailleurs une telle solution prévoyant une réduction de tension à l’extérieur du circuit intégré du transpondeur, s’applique notamment à tout transpondeur classique sans qu’il soit nécessaire de modifier le circuit intégré de ce transpondeur.

Selon un mode de mise en œuvre, la première fréquence est une haute fréquence et la deuxième fréquence est une basse fréquence.

Plus particulièrement, le transpondeur peut être un transpondeur utilisant la technologie de « communication champ proche » (transpondeur NFC ou transpondeur RFID utilisant la technologie NFC).

Selon un mode de mise en œuvre, la première fréquence est égale à 13,56 Mhz.

Que la première fréquence ait ou non cette valeur, la deuxième fréquence peut appartenir à une plage de fréquences utilisables pour effectuer un chargement sans contact d’un récepteur sans contact, par exemple un téléphone mobile cellulaire, cette plage de fréquences pouvant être celle définie par exemple dans la norme de chargement sans contact dénommée « Qi ».

Le deuxième signal peut être un signal de transfert d’énergie entre un émetteur, par exemple un chargeur sans contact, et un récepteur, par exemple un téléphone mobile cellulaire, permettant au récepteur de fournir dans une charge, une puissance supérieure à quelques watts, par exemple supérieure ou égale à 5 watts, et par exemple comprise dans une plage 5 watts-15 watts, voire dans une plage 5 watts-100 watts.

En particulier cette puissance peut être comprise dans une plage de puissances mentionnée dans la norme Qi.

La réduction de tension comprend avantageusement une connexion d’un circuit capacitif en série avec ladite antenne à l’extérieur du circuit intégré.

En effet la réduction de tension est alors obtenue par une chute de tension aux bornes du circuit capacitif qui présente avantageusement une impédance élevée à la fréquence du deuxième signal, fréquence qui se situe par exemple dans la plage de fréquences définie dans la norme « Qi ».

Le circuit capacitif peut être réalisé de différentes façons.

Plus précisément, il peut comprendre un ou plusieurs condensateurs discrets ou bien un ou plusieurs condensateurs dits « répartis », un condensateur réparti comportant deux surfaces électriquement conductrices en regard l’une de l’autre et mutuellement séparées par un matériau isolant, avantageusement le matériau isolant supportant l’antenne.

Bien qu’il soit possible que le circuit capacitif comporte plusieurs condensateurs (discrets et/ou répartis), connectés en série d’un seul côté ou des deux côtés de l’antenne, il s’est avéré suffisant et particulièrement intéressant du point de vue coût, que le circuit capacitif comprenne uniquement un condensateur (discret ou réparti) en série entre une borne de l’antenne et une borne correspondante du circuit intégré.

La seule présence d’un circuit capacitif ou d’un condensateur, permet déjà d’assurer une protection du transpondeur passif vis-à-vis de la tension induite au niveau de l’antenne et générée par le champ magnétique d’un chargeur, par exemple.

La valeur capacitive du circuit capacitif ou du condensateur dépend en particulier de la puissance délivrée par le chargeur sans contact.

D’une façon générale, plus la valeur capacitive du condensateur est faible, meilleure est la protection du transpondeur passif.

Il est par ailleurs préférable, pour offrir une protection encore plus robuste, que la valeur capacitive de ce condensateur ne dépasse pas une valeur limite.

Et, les inventeurs ont observé que cette valeur limite pouvait dépendre de la puissance émise par le chargeur sans contact.

Généralement, le circuit intégré d’un transpondeur passif comporte un condensateur intégré, formant avec l’antenne un circuit résonant, par exemple un circuit résonant ayant une fréquence de résonnance de 13,56 Mhz.

A titre indicatif, les inventeurs ont observé qu’il était préférable, pour obtenir une protection efficace contre des champs magnétiques émanant de chargeurs sans contact et permettant une fourniture de puissance dans une charge d’un récepteur pouvant aller jusqu’à 15 watts, que la valeur capacitive du condensateur externe effectuant la réduction de tension, ne dépasse pas 10 000 fois la valeur capacitive du condensateur interne intégré.

Cela étant, pour des champs magnétiques de plus forte puissance permettant d’aller par exemple jusqu’à une fourniture de puissance de 100 watts, une réduction de cette valeur capacitive maximale peut être envisagée.

L’homme du métier saura déterminer, par exemple par des tests en laboratoire, la valeur capacitive maximale du condensateur externe compte tenu des applications envisagées, en particulier des puissances attendues au niveau du récepteur et résultant du champ magnétique émanant d’un chargeur sans contact.

Cela étant, il est préférable que ce condensateur externe, tout en offrant une protection du transpondeur passif, ne perturbe pas les performances de la communication sans contact entre un tel transpondeur passif et un lecteur.

A cet égard, les inventeurs ont observé qu’il était préférable de ne pas choisir une valeur capacitive trop faible pour ce condensateur externe.

A titre indicatif, une valeur capacitive du condensateur externe au moins égale à dix fois la valeur capacitive du condensateur intégré interne permet de conserver des performances acceptables pour la communication sans contact.

Ainsi, à titre d’exemple non limitatif, une valeur capacitive du condensateur externe choisie dans une plage de valeurs ayant pour valeur minimale dix fois la valeur capacitive du condensateur interne intégré et comme valeur maximale 10 000 fois la valeur capacitive de ce condensateur intégré offre à la fois de bonnes performances au niveau de la communication sans contact, notamment la communication NFC, et une bonne protection contre des champs magnétiques générés par des chargeurs sans contact et permettant des fournitures de puissances au niveau des récepteurs pouvant aller jusqu’à 1 5 watts.

Selon un autre aspect, il est proposé un transpondeur passif sans contact, configuré pour communiquer avec un lecteur via une antenne en utilisant un premier signal de porteuse ayant une première fréquence, le transpondeur passif comprenant un circuit intégré couplé à ladite antenne et un moyen de réduction de tension, couplé entre l’antenne et le circuit intégré et configuré pour, lorsque le transpondeur reçoit sur ladite antenne un deuxième signal ayant une deuxième fréquence inférieure à la première fréquence, effectuer une réduction de tension de façon à délivrer en entrée du circuit intégré une tension inférieure à la tension générée au niveau de l’antenne par le deuxième signal.

Selon un mode de réalisation, le moyen de réduction de tension comprend un circuit capacitif connecté en série avec ladite antenne à l’extérieur du circuit intégré.

Aussi, selon un autre aspect, il est proposé un transpondeur passif sans contact, configuré pour communiquer avec un lecteur via une antenne en utilisant un premier signal de porteuse et une première fréquence, le transpondeur passif comprenant un circuit intégré couplé à ladite antenne et un circuit capacitif connecté en série avec ladite antenne à l’extérieur du circuit intégré.

Selon un mode de réalisation, la première fréquence est une haute fréquence et la deuxième fréquence est une basse fréquence.

Le transpondeur peut être un transpondeur utilisant la technologie de communication champ proche (NFC).

La première fréquence peut être égale à 13,56 MHz tandis que la deuxième fréquence peut appartenir à une plage de fréquences utilisables pour effectuer un chargement sans contact d’un dispositif sans contact, par exemple une plage de fréquences définie dans un nombre de chargements sans contact dénommé « Qi ».

Comme indiqué ci-avant, le deuxième signal peut être un signal de transfert d’énergie entre un émetteur, par exemple un chargeur sans contact, et un récepteur, par exemple un téléphone mobile cellulaire, permettant au récepteur de fournir dans une charge, une puissance supérieure à quelques watts, par exemple supérieure ou égale à 5 watts, et par exemple comprise dans une plage 5 watts-15 watts, voire dans une plage 5 watts-100 watts.

Selon un mode de réalisation, le circuit intégré comporte deux bornes et présente un chemin résistif entre ces deux bornes.

Généralement, ce chemin résistif résulte des composants résistifs connectés entre les deux bornes du circuit intégré.

Le circuit capacitif est alors avantageusement configuré pour former, avec ce chemin résistif, un filtre passe-haut destiné à laisser passer le premier signal de porteuse, qui est utilisé pour la transmission sans contact avec un lecteur.

Ce filtre passe-haut contribue par ailleurs avantageusement à la réduction de tension effectuée entre l’antenne et le circuit intégré lorsque l’antenne du transpondeur reçoit un signal basse fréquence de forte énergie.

Selon un mode de réalisation, le circuit capacitif comprend un condensateur (discret ou réparti) connecté en série entre une borne de l’antenne et une borne correspondante du circuit intégré.

Comme indiqué ci-avant, lorsque le circuit intégré comprend un condensateur intégré connecté en parallèle aux bornes de l’antenne, il est avantageux que la valeur capacitive du circuit capacitif soit par exemple inférieure à 10 000 fois la valeur capacitive du condensateur intégré.

Il est également avantageux que la valeur capacitive du circuit réactif soit par exemple supérieure à dix fois la valeur capacitive de ce circuit intégré.

Le transpondeur peut être une étiquette ou encore une carte à puce sans contact, sans que ces exemples ne soient limitatifs.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée de modes de mise en œuvre et de réalisation, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels :

-les figures 1 à 3 illustrent schématiquement des modes de mise en œuvre et de réalisation de l’invention.

Sur la figure 1, la référence TG désigne un transpondeur passif sans contact, par exemple une étiquette ou une carte à puce sans contact.

Dans cet exemple, le transpondeur passif sans contact est configuré pour communiquer avec un lecteur (non représenté ici) via son antenne ANT en utilisant un premier signal de porteuse ayant une première fréquence, par exemple 13,56 MHz.

Le transpondeur passif est ici un transpondeur capable de communiquer selon un protocole de communication sans contact utilisant par exemple la technologie de communication champ proche (NFC).

Ce transpondeur peut être également un transpondeur RFID utilisant cette technologie NFC.

Ce transpondeur TG comprend un circuit intégré IC connecté à ladite antenne ANT.

Plus précisément, les deux bornes Bl et B2 du circuit intégré sont respectivement couplées aux deux bornes Tl et T2 de l’antenne ANT.

Le circuit intégré IC comporte également des moyens de traitement MT, par exemple un microprocesseur ou une logique câblée, configurés pour traiter les informations reçues du lecteur et rétromoduler le signal de porteuse en vue de la transmission d’information vers le lecteur.

Outre ces moyens de traitement, le circuit intégré comporte un module de limitation de tension (module de clamp) MCL comportant classiquement une résistance variable RCL commandée par un comparateur CMP qui reçoit en entrée la tension aux bornes du circuit intégré IC pour la comparer à une référence.

Le circuit intégré IC comporte également un condensateur intégré CIC connecté entre les deux bornes Bl et B2 du circuit intégré et donc en parallèle aux bornes de l’antenne ANT.

Outre ces différents éléments, ce transpondeur passif TG comprend également un moyen de réduction de tension comportant ici un circuit capacitif connecté en série entre l’antenne ANT et le circuit intégré IC, ce circuit capacitif étant formé dans cet exemple d’un seul condensateur CS connecté en série avec l’antenne ANT entre l’une de ces bornes et la borne correspondante du circuit intégré, en l’espèce entre la borne Tl et la borne Bl.

Comme illustré sur la figure 2, et comme il est classique en la matière, le circuit intégré IC présente entre ses deux bornes Bl et B2 un chemin résistif CHR. Ce chemin résistif prend en compte en particulier la résistance variable RCL du module MCL mais également la résistance intrinsèque des moyens de traitement MT.

Et, comme illustré sur la figure 2, le condensateur externe CS est configuré pour former avec ce chemin résistif CHR un filtre passehaut HPF permettant de préserver les possibilités de récupération de l’énergie de la porteuse à 13,56 MHz dans le cas d’une transmission sans contact entre ce transpondeur et un lecteur.

A cet égard, on pourra par exemple choisir un condensateur CS ayant une valeur capacitive au moins égale à dix fois la valeur du condensateur intégré CIC dont la valeur capacitive est à titre d’exemple non limitatif de l’ordre de la vingtaine de picofarads.

Par ailleurs, une valeur capacitive trop élevée pour le condensateur CS peut limiter la protection du transpondeur TG vis-àvis de l’énergie véhiculée par un signal basse fréquence, tel que le signal de porteuse d’un champ magnétique généré par un chargeur sans contact.

La fréquence de cette porteuse peut être dans le cas de la norme Qi comprise entre 87 et 205 kilohertz.

La valeur capacitive maximale du condensateur externe CS peut dépendre également de l’intensité du champ magnétique générant cette porteuse basse fréquence.

Ainsi, pour un champ magnétique généré par un chargeur sans contact et permettant une fourniture d’une puissance de 15 watts dans une charge d’un récepteur, par exemple un téléphone mobile cellulaire, il s’avère avantageux de choisir une valeur capacitive maximale pour le condensateur CS ne dépassant pas 10 000 fois la valeur capacitive du condensateur intégré CIC.

En d’autres termes, une plage de valeurs capacitives pour le condensateur CS, comprise entre 10 fois et 10 000 fois la valeur capacitive du condensateur intégré CIC offre à la fois une bonne protection vis-à-vis d’un champ magnétique généré par un chargeur sans contact et permettant une fourniture d’une puissance au niveau d’un récepteur pouvant aller jusqu’à 15 watts, et une bonne performance dans la communication NFC sans contact entre le transpondeur TG et un lecteur.

Bien entendu, le meilleur transfert de puissance entre le lecteur et le transpondeur passif lors d’une communication sans contact, est obtenu lorsque le circuit résonant du transpondeur possède également une fréquence de résonance égale à celle de la porteuse émise par le lecteur, en l’espèce 13,56 MHz.

Aussi, l’homme du métier saura ajuster les dimensions et les caractéristiques de l’antenne ANT pour tenir compte de la présence du condensateur externe CS de façon à obtenir au niveau du transpondeur TG un circuit résonant ayant une fréquence de résonance égale ou la plus proche possible de celle du signal de porteuse émis par le lecteur, en l’espèce 13,56 MHz.

Comme illustré sur la figure 3, lorsque le transpondeur est placé (étape 30) par exemple dans le volume opératoire d’un chargeur sans contact, son antenne reçoit un deuxième signal qui est un signal de transfert d’énergie entre le chargeur sans contact et un récepteur, par exemple un téléphone mobile cellulaire, permettant au récepteur de fournir une puissance dans une charge.

Cette puissance peut être supérieure à quelques watts, par exemple supérieure ou égale à 5 watts, et par exemple être comprise dans une plage 5 watts-15 watts, voire dans une plage 5 watts-100 watts.

Une tension Vi est alors induite (étape 31) dans l’antenne ANT.

On procède alors à une réduction de tension (étape 32) entre l’antenne ANT et le circuit intégré IC, de façon à délivrer en entrée du circuit intégré une tension inférieure à cette tension induite Vi.

Cette réduction de tension est obtenue par la chute de tension aux bornes du circuit capacitif CS.

Il convient de noter que puisque le condensateur CS est un composant ayant une impédance réactive, il ne va donc pas dissiper de puissance et par conséquent le champ minimal de fonctionnement du transpondeur nécessaire dans la communication sans contact, est préservé.

Par ailleurs, ce condensateur CS ne va également pas impacter le niveau de modulation de charge produit par le transpondeur puisqu’il est situé, vis-à-vis du lecteur, en avant du circuit intégré.

Le module de limitation de tension MCL (clamp) contribue à assurer avec le circuit capacitif CS une protection encore plus efficace vis-à-vis d’un champ magnétique d’un chargeur sans contact.

L’invention permet donc d’utiliser des transpondeurs ayant des structures classiques, habituellement non résistantes vis-à-vis d’un champ magnétique émanant d’un chargeur sans contact par exemple, et qui sont maintenant protégés vis-à-vis de tels champs magnétiques par l’ajout d’un simple circuit capacitif, par exemple un simple condensateur à l’extérieur du circuit intégré du transpondeur, connecté en série avec l’antenne de ce transpondeur.

L’invention n’est pas limitée aux modes de mise en œuvre et de réalisation qui viennent d’être décrits mais en embrasse toutes les variantes.

Ainsi, alors qu’on a réalisé le condensateur CS avec un composant discret, il serait possible de réaliser le condensateur CS de façon répartie.

En d’autres termes, dans ce cas, le condensateur CS peut être 10 réalisé par deux surfaces électriquement conductrices (dessinées en même temps que la ou les pistes métalliques de l’antenne) séparées par un matériau isolant qui est avantageusement le même que celui supportant la ou les pistes de l’antenne. L’une des surfaces conductrices du condensateur réparti est connectée à une borne de 15 l’antenne et l’autre surface conductrice est connectée à la borne correspondante du circuit intégré de façon à assurer une connexion série du condensateur entre l’antenne et le circuit intégré.

Claims (18)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé, comprenant, lorsqu’un transpondeur passif sans contact (TG) comportant un circuit intégré (IC) couplé à une antenne et configuré pour communiquer avec un lecteur via ladite antenne en utilisant un signal de porteuse ayant une première fréquence, reçoit (31) sur ladite antenne (ANT) un deuxième signal ayant une deuxième fréquence inférieure à la première fréquence, une réduction de tension (32) , effectuée entre l’antenne (ANT) et le circuit intégré (IC), de façon à délivrer en entrée du circuit intégré (IC) une tension inférieure à la tension (Vi) générée au niveau de l’antenne par le deuxième signal.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le transpondeur (TG) est un transpondeur utilisant la technologie de communication champ proche.
3. 3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la première fréquence est égale à 13,56MHz et la deuxième fréquence appartient à une plage de fréquences utilisables pour effectuer un chargement sans contact d’un dispositif sans contact.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la deuxième fréquence appartient à une plage de fréquences définie dans la norme de chargement sans contact dénommée « Qi ».
5. 5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la réduction de tension (32) comprend une connexion d’un circuit capacitif (CS) en série avec ladite antenne (ANT) à l’extérieur du circuit intégré (IC).
6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la connexion du circuit capacitif comprend une connexion d’un condensateur (CS) en série entre une borne (Tl) de l’antenne (ANT) et une borne correspondante (Bl) du circuit intégré (IC).
7. 7. Transpondeur passif sans contact, configuré pour communiquer avec un lecteur via une antenne (ANT) en utilisant un signal de porteuse ayant une première fréquence, comprenant un circuit intégré (IC) couplé à ladite antenne (ANT) et un moyen de réduction de tension (CS), connecté entre l’antenne (ANT) et le circuit intégré (IC), et configuré pour, lorsque le transpondeur (TG) reçoit sur ladite antenne un deuxième signal ayant une deuxième fréquence inférieure à la première fréquence, effectuer une réduction de tension de façon à délivrer en entrée du circuit intégré une tension inférieure à la tension (Vi) générée au niveau de l’antenne (ANT) par le deuxième signal.
8. 8. Transpondeur selon la revendication 7, utilisant la technologie de communication champ proche.
9. 9. Transpondeur selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel la première fréquence est égale à 13,56MHz et la deuxième fréquence appartient à une plage de fréquences utilisables pour effectuer un chargement sans contact d’un dispositif sans contact.
10. 10. Transpondeur selon la revendication 9, dans lequel la deuxième fréquence appartient à une plage de fréquences définie dans la norme de chargement sans contact dénommée « Qi ».
11. 11. Transpondeur selon l’une des revendications 7 à 10, dans lequel le moyen de réduction de tension comprend un circuit capacitif (CS) connecté en série avec ladite antenne (ANT) à l’extérieur du circuit intégré (IC).
12. 12. Transpondeur passif sans contact, configuré pour communiquer avec un lecteur via une antenne (ANT) en utilisant un premier signal de porteuse ayant une première fréquence, comprenant un circuit intégré (IC) couplé à ladite antenne (ANT) et un circuit capacitif (CS) connecté en série avec ladite antenne (ANT) à l’extérieur du circuit intégré (IC).
13. 13. Transpondeur selon la revendication 12, dans lequel la première fréquence est égale à 13,56 MHz.
14. 14. Transpondeur selon l’une des revendications 11 à 13, dans lequel le circuit intégré (IC) comporte deux bornes (Bl, B2) et présente un chemin résistif (CHR) entre ces deux bornes, et le circuit capacitif (CS) est configuré pour former avec ledit chemin résistif (CHR), un filtre passe-haut (HPF) destiné à laisser passer le premier signal de porteuse.
15. 15. Transpondeur selon l’une des revendications 11 à 14, dans lequel le circuit capacitif comprend un condensateur (CS) connecté en série entre une borne (Tl) de l’antenne et une borne correspondante (Bl) du circuit intégré (IC).

    5
16. 16. Transpondeur selon l’une des revendications 11 à 15, dans lequel le circuit intégré (IC) comprend un condensateur intégré (CIC) connecté en parallèle aux bornes de l’antenne (ANT), et la valeur capacitive dudit circuit capacitif (CS) est inférieure à 10 000 fois la valeur capacitive dudit condensateur intégré (CIC).

    10
17. 17. Transpondeur selon l’une des revendications 11 à 16, dans lequel le circuit intégré (IC) comprend un condensateur intégré (CIC) connecté en parallèle aux bornes de l’antenne (ANT), et la valeur capacitive dudit circuit capacitif (CS) est supérieure à 10 fois la valeur capacitive dudit condensateur intégré (CIC).

    15
18. 18. Transpondeur selon l’une des revendications 7 à 17, étant une étiquette ou une carte à puce sans contact.