KR20140017462A - 통신 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

통신 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140017462A
KR20140017462A KR1020130091148A KR20130091148A KR20140017462A KR 20140017462 A KR20140017462 A KR 20140017462A KR 1020130091148 A KR1020130091148 A KR 1020130091148A KR 20130091148 A KR20130091148 A KR 20130091148A KR 20140017462 A KR20140017462 A KR 20140017462A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
communication
voltage
state
terminal
charging
Prior art date
Application number
KR1020130091148A
Other languages
English (en)
Inventor
다께후미 엔도
Original Assignee
르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 filed Critical 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20140017462A publication Critical patent/KR20140017462A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00045Authentication, i.e. circuits for checking compatibility between one component, e.g. a battery or a battery charger, and another component, e.g. a power source
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/3827Portable transceivers
    • H04B1/3883Arrangements for mounting batteries or battery chargers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

통신 장치에 탑재되는 전지의 와이어리스 급전에 의한 충전의 기간 중에 통신 회로의 동작을 가능하게 하고 또한 이차 전지의 충전의 기간 중의 통신 회로의 파괴를 방지하는 것을 과제로 한다.
통신 장치(1)는 통신 코일(11)과 수전부(12)와 충전 제어부(13)와 제1 스위치부(18)와 제2 스위치부(15)와 통신 회로(16)와 프로세서(17)를 구비한다. 통신 코일의 단자 전압의 급전 임계값 전압 Vth0의 초과에 응답하여, 수전부의 전압 검출 회로(121)는 제1 상태 상태 "H"의 제1 제어 신호 Cnt1을 생성한다. 이 제1 제어 신호 Cnt1에 응답하여, 제1 스위치부는 제1 단자 T1과 제3 단자 T3의 사이가 온 상태로 제어된다. 이차 전지(14)의 충전 기간 중의 통신 코일의 단자 전압의 충전 임계값 전압 VthH, VthL의 초과에 응답하여, 전압 검출 회로는 제3 상태 "L"의 제2 제어 신호 Cnt2를 생성한다. 이 제2 제어 신호 Cnt2에 응답하여, 제2 스위치부는 오프 상태로 제어된다.

Description

통신 장치 및 그 동작 방법{COMMUNICATION APPARATUS AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 통신 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 특히 통신 장치에 탑재되는 전지의 와이어리스 급전에 의한 충전의 기간 중에 통신 회로의 동작을 가능하게 하고 또한 이차 전지의 충전의 기간 중의 통신 회로의 파괴를 방지하는데도 유효한 기술에 관한 것이다.
종래부터, IC 카드에 반도체 집적 회로와 안테나·코일을 탑재하고, 이 IC 카드의 전원 공급은, 카드 리더·카드 라이터라고 불리는 판독·기입 장치로부터의 RF 신호를 안테나·코일에 의한 수신과 정류 회로에 의한 정류로 행해지는 것이다. 이렇게 카드측에 전원을 갖지 않는 IC 카드는 자동 개찰 시스템, 전자 화폐, 물류 관리 등에서 보급되고 있다. 이렇게 이 IC 카드는 RF 급전되는 한편, 유니크한 식별 정보(ID 정보)가 내장 불휘발성 메모리에 저장되어 있으므로, RFID 카드라고 불린다. 또한, 자동 개찰 시스템, 전자 화폐 등의 분야에서 사용되는 IC 카드는, 13.56 MHz의 RF 주파수를 사용하는 NFC 통신을 사용하는 것이다. 또한, NFC는, Near Field Communication의 약칭이다.
한편, 스마트폰 등의 휴대 기기에 전원 케이블을 접속하지 않고, 휴대 기기를 전용의 충전 테이블에 거치하기만 하면 휴대 기기의 충전이 가능한 「거치식 비접촉 충전」이라고 불리는 와이어리스 급전 시스템이 보급되고 있다. 이 와이어리스 급전 시스템은, 스마트폰이라고 불리는 휴대 전화의 전지의 소모가 큰 것에 대응하는 것이다. 즉, 스마트폰은, 인터넷과의 친화성이 높고, 퍼스널 컴퓨터의 기능을 베이스로 한 다기능 휴대 전화 또는 전화·메일에 PDA 기능이 부가된 다기능 휴대 전화이며, 「스마포」, 「스마호」라고 간략화되는 경우도 있다. 와이어리스 급전 시스템은 업계 단체의 Wireless Power Consortium(WPC)에 의해 책정된 Qi(치)라고 불리는 국제 표준 규격에 기초하는 것으로서, 송신측 기기와 수신측 기기의 양자가 각각 코일을 가짐으로써, 전자 유도 방식에 의해 송신측 기기로부터 수신측 기기로의 급전을 가능하게 하는 것이다. 이 와이어리스 급전 시스템의 이점은, 충전을 위하여 전원 커넥터를 삽입 발출할 필요가 없고, 특히 휴대 기기의 전원 커넥터의 커넥터 커버를 개폐하는 작업을 생략하는 것이 가능하게 된다.
한편, 하기 특허문헌 1의 도 2와 그것에 관계하는 개시에는, 포트 기기와 모바일 기기 사이에서 NFC 통신을 행함과 함께, 포트 기기로부터 모바일 기기의 이차 전지(배터리)를 충전하기 위한 비접촉 전력 전달을 행하는 것이 기재되어 있다. 모바일 기기는 NFC 통신용 유도 코일과 충전용 유도 코일을 갖고, NFC 통신용 유도 코일은 NFC칩에 접속되고, 충전용 유도 코일은 충전용 전력 수신부와 차지 컨트롤러와 이차 전지에 접속된다. 포트 기기는 NFC 통신용 유도 코일과 충전용 유도 코일을 갖고, NFC 통신용 유도 코일은 NFC칩에 접속되고, 충전용 유도 코일은 충전용 전력 공급부에 접속된다.
또한, 하기 특허문헌 1의 도 7과 그것에 관계하는 개시에는, 포트 기기와 모바일 기기 사이에서 NFC 통신을 행함과 함께 포트 기기로부터 모바일 기기의 이차 전지(배터리)의 충전을 행하는 다른 비접촉 전력 전달 방식이 기재되어 있다. 모바일 기기는 NFC 통신용과 충전용에 겸용되는 1개의 유도 코일을 갖고, 이 1개의 유도 코일은 회로 셀렉터에 접속되고, 회로 셀렉터는 NFC칩과 충전용 전력 수신부에 접속된다. 회로 셀렉터는 NFC칩과 충전용 전력 수신부의 임의의 한쪽을 선택하고, 선택된 한쪽은 회로 셀렉터를 통하여 1개의 유도 코일과 접속된다. 또한, 포트 기기는 NFC 통신용과 충전용에 겸용되는 1개의 유도 코일을 갖고, 이 1개의 유도 코일은 회로 셀렉터에 접속되고, 회로 셀렉터는 NFC칩과 충전용 전력 공급부에 접속된다. 회로 셀렉터는 NFC칩과 충전용 전력 공급부의 임의의 한쪽을 선택하고, 선택된 한쪽은 회로 셀렉터를 통하여 1개의 유도 코일과 접속된다.
일본 특허 공개 제2009-253649호 공보
본 발명자는 본 발명에 앞서, 스마트폰 등의 휴대용 통신기기에 탑재되는 이차 전지(배터리)를 위한 와이어리스 즉 비접촉에 의한 충전 방식의 개발에 종사하였다.
이 개발에 있어서, 본 발명자는 과거의 휴대용 통신기기 및 과거의 충전 방식에 대해서, 최초로 검토를 행하였다.
스마트폰의 이전의 휴대 전화에도, NFC 통신을 사용하는 IC 카드를 이용하는 자동 개찰 시스템, 전자 화폐 등의 응용 기능을 실현하기 위해서, NFC 통신을 위한 안테나·코일과 NFC칩이 탑재되어 있었다. 따라서, 스마트폰의 휴대 전화에도, 이전의 휴대 전화의 방식을 답습하여 NFC 통신을 위한 안테나·코일과 NFC칩이 탑재되어 있다. 그러나, 이전의 NFC 통신의 전력은, 안테나·코일과 NFC칩을 동작시키는 정도이고, 휴대 전화에 탑재되는 이차 전지(배터리)를 충전 가능한 여력은 없는 것이었다.
한편, 업계 단체 WPC에 의해 책정된 Qi 규격은, NFC 통신의 13.56 MHz의 RF 주파수보다 상당히 낮은 100 KHz 내지 200 KHz의 주파수를 사용하는 것이다. 따라서, Qi 규격에 의한 와이어리스 급전 시스템에 준거하는 이차 전지(배터리)의 충전 방식을 스마트폰 등의 휴대 전화에 탑재하기 위해서는, Qi 규격의 낮은 주파수를 수신하는 안테나를 이전의 NFC 통신을 위한 안테나·코일과 별개로 휴대 전화에 탑재해야 한다. 그 결과, 스마트폰 등의 휴대 전화에는 2종류의 안테나를 탑재해야만 하여, 탑재 스페이스의 확보가 곤란해진다는 문제가 본 발명에 앞선 본 발명자에 의한 검토에 의해 명확해졌다.
또한, 와이어리스 급전 시스템에 준거하는 이차 전지(배터리)의 충전을 개시하기 전에, 이차 전지(배터리)를 탑재한 전자 기기가 충전을 행해야 할 기기인지 여부를 체크하는 상호 인증을 행하는 것이 개발 중에 요망되었다. 그러나, 업계 단체 WPC에 의한 Qi 규격은, 수전 시스템으로부터 급전 시스템으로의 일방향성 통신만이 가능하게 되어 있어, 상호 인증을 실행하는데 필요한 양쪽 시스템 간의 쌍방향 통신은 서포트되어 있지 않다는 문제도 본 발명에 앞선 본 발명자에 의한 검토에 의해 명확해졌다.
한편, 상기 특허문헌 1의 도 7과 그것에 관계하는 개시에는, 모바일 기기에 NFC 통신용과 충전용에 겸용되는 1개의 유도 코일을 탑재하고, 이 1개의 유도 코일을 회로 셀렉터에 의해 NFC칩과 충전용 전력 수신부에 선택적으로 접속하는 것이 기재되어 있었다. 따라서, 이 충전 방식에 의하면, 회로 셀렉터가 1개의 유도 코일과 충전용 전력 수신부를 접속하여 이차 전지(배터리)의 충전을 실행하는 기간에는, 1개의 유도 코일과 NFC칩은 비접속 상태로 된다. 그 결과, 이차 전지의 충전 기간 중에는, NFC칩은 이차 전지만에 의해 동작 전원 전압이 공급되는 것이 된다. 그러나, 이차 전지의 충전이 불충분할 경우에는, 이차 전지로부터의 동작 전원 전압도 불충분해져서, NFC칩이 동작 불가능으로 되는 것이다. 그러나, 이차 전지의 충전 기간 중에도, NFC칩을 동작시켜서, 충전용 전력 수신부에서 이차 전지의 충전 정보를 처리하는 것도 개발중에 요망되었다. 예를 들어, 이 정보는, 충전 전력이 부족 또는 과대해서, 충전 전력을 증가 또는 감소해야 하는 등의 정보이다. 따라서, 상술한 충전 방식에서는, 이차 전지의 충전 기간 중에 있어서의 NFC칩에 의한 충전 정보 등의 처리가, 이차 전지의 충전이 불충분할 경우에는 불가능하게 된다는 문제가 본 발명에 앞선 본 발명자에 의한 검토에 의해 명확해졌다. 또한, 상술한 충전 방식에서는, NFC칩과 충전용 전력 수신부 사이에는 전환을 위한 회로 셀렉터가 접속되어 있을 뿐이고, 그 동안에는 충전 정보 등의 정보 전달 경로가 존재하지 않으므로, 이차 전지의 충전 기간 중의 NFC칩에 의한 충전 정보 등의 처리가 불가능한 것도 본 발명자에 의한 검토에 의해 명확해졌다.
또한, 이차 전지의 충전의 기간 중의 통신용 코일의 단자 전압이 대략 100 볼트 내지 200 볼트의 고전압까지 증대하여, NFC칩이 파괴된다라고 하는 문제도 본 발명자에 의한 검토에 의해 명확해졌다.
이러한 과제의 해결 수단 등을 이하에 설명하는데, 그 밖의 과제와 신규 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.
본원에 있어서 개시되는 대표적인 실시 형태의 개요를 간단하게 설명하면, 하기와 같다.
즉, 대표적인 실시 형태에 의한 통신 장치(1)는 통신 코일(11)과 수전부(12)와 충전 제어부(13)와 제1 스위치부(18)와 제2 스위치부(15)와 통신 회로(16)와 프로세서(17)를 구비한다.
수전부(12)의 전압 검출 회로(121)는 통신 코일(11)의 단자 전압이 소정의 급전 임계값 전압(Vth0)을 초과하는 것에 응답하여, 제1 상태("H")의 제1 제어 신호(Cnt1)를 생성한다.
제1 스위치부(18)는 제1 상태("H")의 제1 제어 신호(Cnt1)에 응답하여, 제1 단자(T1)와 제3 단자(T3)의 사이가 온 상태로 제어된다.
전압 검출 회로(121)는 이차 전지(14)의 충전 기간 중에 통신 코일(11)의 단자 전압이 소정의 급전 임계값 전압(Vth0)보다 높은 충전 임계값 전압(VthH, VthL)을 초과하는 것에 응답하여, 제3 상태("L")의 제2 제어 신호(Cnt2)를 생성한다.
제2 스위치부(15)는 제3 상태("L")의 제2 제어 신호(Cnt2)에 응답하여, 오프 상태로 제어되는 것을 특징으로 한다(도 1 참조).
본원에 있어서 개시되는 실시 형태 중 대표적인 것에 의해 얻어지는 효과를 간단하게 설명하면, 하기와 같다.
즉, 본 통신 장치(1)에 의하면, 통신 장치에 탑재되는 전지의 와이어리스 급전에 의한 충전의 기간 중에 통신 회로의 동작을 가능하게 하고 또한 이차 전지의 충전의 기간 중의 통신 회로의 파괴를 방지할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)가 송전측 통신 장치(2) 사이에서 비접촉 통신과 비접촉 충전을 실행하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 동작을 설명하는 파형을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1과 도 2에 도시된 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 NFC 통신용 코일(11)과 NFC칩(16)의 사이에 접속되는 제2 스위치부(15)가 MOS 트랜지스터에 의해 구성되는 것을 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1과 도 2에 도시된 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 NFC 통신용 코일(11)과 NFC칩(16)의 사이에 접속되는 제2 스위치부(15)가 PIN 다이오드에 의해 구성되는 것을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 1과 도 2에 도시된 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 NFC 통신용 코일(11)과 NFC칩(16)의 사이에 접속되는 제2 스위치부(15)가 MEMS 스위치에 의해 구성되는 것을 도시하는 도면이다.
1. 실시 형태의 개요: 우선, 본원에 있어서 개시되는 대표적인 실시 형태에 대하여 그 개요를 설명한다. 대표적인 실시 형태의 개요 설명에서 괄호를 붙여서 참조하는 도면의 참조 부호는, 그것이 붙여진 구성 요소의 개념에 포함되는 것을 예시하는 것에 지나지 않는다.
〔1〕 대표적인 실시 형태에 의한 통신 장치(1)는 통신 코일(11)과 수전부(12)와 충전 제어부(13)와 제1 스위치부(18)와 제2 스위치부(15)와 통신 회로(16)와 프로세서(17)를 구비한다.
상기 통신 코일(11)은 다른 통신 장치(2)로부터 송신되는 송신 신호를 수신한다.
상기 수전부(12)는 상기 통신 코일(11)에 의해 수신되는 상기 송신 신호로부터 전원 전압(VDD)을 생성한다.
상기 충전 제어부(13)는 이차 전지(14)와 접속 가능하게 된다.
상기 충전 제어부(13)는 상기 전원 전압(VDD)을 사용하여, 상기 이차 전지(14)를 충전 가능하게 된다.
상기 통신 코일(11)은 상기 제2 스위치부(15)를 통하여 상기 통신 회로(16)의 송수신 단자와 접속된다.
상기 프로세서(17)는 상기 통신 회로(16)와 접속된다.
상기 제1 스위치부(18)의 제1 단자(T1)에 상기 전원 전압(VDD)이 공급되어, 상기 제1 스위치부(18)의 제2 단자(T2)에 상기 이차 전지(14)의 배터리 전압(VBAT)이 공급 가능하게 되고, 상기 제1 스위치부(18)의 제3 단자(T3)는 상기 통신 회로(16)에 접속된다.
상기 수전부(12)는 상기 통신 코일(11)의 단자 전압에 응답하는 전압 검출 회로(121)를 포함한다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 소정의 급전 임계값 전압(Vth0)을 초과하는 것에 응답하여, 제1 상태("H")의 제1 제어 신호(Cnt1)를 생성한다.
상기 제1 스위치부(18)는 상기 제1 상태("H")의 상기 제1 제어 신호(Cnt1)에 응답하여, 상기 제1 단자(T1)와 상기 제3 단자(T3)의 사이가 온 상태로 제어된다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압을 초과하지 않는 것에 응답하여, 상기 제1 상태("H")와 상이한 제2 상태("L")의 상기 제1 제어 신호(Cnt1)를 생성한다.
상기 제1 스위치부(18)는 상기 제2 상태("L")의 상기 제1 제어 신호(Cnt1)에 응답하여, 상기 제2 단자(T2)와 상기 제3 단자(T3)의 사이가 온 상태로 제어된다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 이차 전지(14)의 충전 기간 중에, 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압(Vth0)보다 높은 충전 임계값 전압(VthH, VthL)을 초과하는 것에 응답하여, 제3 상태("L")의 제2 제어 신호(Cnt2)를 생성한다.
상기 제2 스위치부(15)는 상기 제3 상태("L")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)에 응답하여 오프 상태로 제어된다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압보다도 높은 상기 충전 임계값 전압을 초과하지 않는 것에 응답하여, 상기 제3 상태("H")와 상이한 제4 상태("L")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)를 생성한다.
상기 제2 스위치부(15)는 상기 제4 상태("H")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)에 응답하여 온 상태로 제어된다.
상기 제2 스위치부(15)가 상기 온 상태로 제어되는 기간에, 상기 통신 회로(16)는 상기 다른 통신 장치(2)와 통신 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 것이다(도 1 참조).
상기 실시 형태에 의하면, 통신 장치에 탑재되는 전지의 와이어리스 급전에 의한 충전의 기간 중에 통신 회로의 동작을 가능하게 하고 또한 이차 전지의 충전의 기간 중의 통신 회로의 파괴를 방지할 수 있다.
적합한 실시 형태에서는, 상기 충전 임계값 전압(VthH, VthL)은 상기 소정의 급전 임계값 전압(Vth0)보다 높은 제1 충전 임계값 전압(VthL)과 상기 제1 충전 임계값 전압(VthL)보다 높은 제2 충전 임계값 전압(VthH)을 포함한다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 이차 전지(14)의 상기 충전 기간 중에, 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 상기 제2 충전 임계값 전압(VthH)을 초과하는 것에 응답하여, 상기 제3 상태("L")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)를 생성한다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 상기 제1 충전 임계값 전압(VthL)보다도 저하하는 것에 응답하여, 상기 제3 상태("H")와 상이한 상기 제4 상태("L")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)를 생성하는 것을 특징으로 하는 것이다(도 3 참조).
다른 적합한 실시 형태에서는, 상기 제2 스위치부(15)가 상기 제4 상태("H")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)에 응답하여 상기 온 상태로 제어되는 통신 기간(T1, T3, T5)에, 상기 통신 회로(16)는 상기 통신 코일(11)을 사용하여 상기 다른 통신 장치(2)와 통신 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 것이다(도 3 참조).
또한 다른 적합한 실시 형태에서는, 상기 수전부(12)와 상기 충전 제어부(13) 및 상기 통신 회로(16)는, 상기 이차 전지(14)의 충전에 관한 정보를 전송하는 배선에 의해 접속된다.
상기 통신 기간(T1, T3, T5)에, 상기 통신 회로(16)는 상기 이차 전지(14)의 충전에 관한 상기 정보를 상기 다른 통신 장치(2)와 통신 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 것이다(도 3 참조).
보다 적합한 실시 형태에서는, 상기 이차 전지(14)의 상기 충전 기간 중(T2, T4)에, 상기 충전 제어부(13)는 상기 전원 전압(VOUT)을 사용하여 상기 이차 전지(14)를 충전 가능하게 되어서 상기 제2 스위치부(15)가 상기 제3 상태("L")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)에 응답하여 상기 오프 상태로 제어되는 것을 특징으로 하는 것이다(도 3 참조).
다른 보다 적합한 실시 형태에서는, 상기 충전 기간 중(T2, T4)에, 상기 통신 회로(16)는 상기 제1 스위치부(18)의 제3 단자(T3)에 공급되는 상기 전원 전압(VDD)에 의해 동작 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 것이다(도 3 참조).
또다른 보다 적합한 실시 형태에서는, 상기 프로세서(17)는 상기 제1 스위치부(18)의 제3 단자(T3)에 접속된다.
상기 충전 기간 중(T2, T4)에, 상기 프로세서(17)는 상기 제1 스위치부(18)의 제3 단자(T3)에 공급되는 상기 전원 전압(VDD)에 의해 동작 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 것이다(도 3 참조).
다른 보다 적합한 실시 형태에서는, 상기 통신 기간(T1, T3, T5)에, 상기 통신 회로(16)는 상기 다른 통신 장치(2)와 NFC 통신에 의해 통신 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 것이다(도 1 참조).
또다른 보다 적합한 실시 형태에서는, 상기 제2 스위치부(15)는 상기 통신 코일(11)에 접속된 제1 포트(P1)와 상기 통신 회로(16)에 접속된 제2 포트(P2)의 사이에 전류 경로가 직렬 접속된 복수의 인핸스먼트형 전계 효과 트랜지스터(Q1, Q2, Q3…Q9)를 포함한다.
상기 복수의 인핸스먼트형 전계 효과 트랜지스터(Q1, Q2, Q3…Q9)의 복수의 게이트에, 상기 전압 검출 회로(121)로부터 생성되는 상기 제2 제어 신호(Cnt2)가 공급되는 것을 특징으로 한다(도 4 참조).
구체적인 실시 형태에서는, 상기 제2 스위치부(15)는 상기 통신 코일에 접속된 제1 포트(P1)와 상기 통신 회로에 접속된 제2 포트(P2)의 사이에 직렬 접속된 복수의 PIN 다이오드(D1, D2, D3…D8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다(도 5 참조).
다른 구체적인 실시 형태에서는, 상기 제2 스위치부(15)는 상기 통신 코일에 접속된 제1 포트(P1)와 상기 통신 회로에 접속된 제2 포트(P2)의 사이에 직렬 접속된 복수의 MEMS 스위치(SW1, SW2, SW3…SW6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다(도 6 참조).
〔2〕 다른 관점의 대표적인 실시 형태는, 통신 코일(11)과 수전부(12)와 충전 제어부(13)와 제1 스위치부(18)와 제2 스위치부(15)와 통신 회로(16)와 프로세서(17)를 구비하는 통신 장치(1)의 동작 방법이다.
상기 통신 코일(11)은 다른 통신 장치(2)로부터 송신되는 송신 신호를 수신한다.
상기 수전부(12)는 상기 통신 코일(11)에 의해 수신되는 상기 송신 신호로부터 전원 전압(VDD)을 생성한다.
상기 충전 제어부(13)는 이차 전지(14)와 접속 가능하게 된다.
상기 충전 제어부(13)는 상기 전원 전압(VDD)을 사용하여, 상기 이차 전지(14)를 충전 가능하게 된다.
상기 통신 코일(11)은 상기 제2 스위치부(15)를 통하여 상기 통신 회로(16)의 송수신 단자와 접속된다.
상기 프로세서(17)는 상기 통신 회로(16)와 접속된다.
상기 제1 스위치부(18)의 제1 단자(T1)에 상기 전원 전압(VDD)이 공급되어, 상기 제1 스위치부(18)의 제2 단자(T2)에 상기 이차 전지(14)의 배터리 전압(VBAT)이 공급 가능하게 되고, 상기 제1 스위치부(18)의 제3 단자(T3)는 상기 통신 회로(16)에 접속된다.
상기 수전부(12)는 상기 통신 코일(11)의 단자 전압에 응답하는 전압 검출 회로(121)를 포함한다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 소정의 급전 임계값 전압(Vth0)을 초과하는 것에 응답하여, 제1 상태("H")의 제1 제어 신호(Cnt1)를 생성한다.
상기 제1 스위치부(18)는 상기 제1 상태("H")의 상기 제1 제어 신호(Cnt1)에 응답하여, 상기 제1 단자(T1)와 상기 제3 단자(T3)의 사이가 온 상태로 제어된다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압을 초과하지 않는 것에 응답하여, 상기 제1 상태("H")와 상이한 제2 상태("L")의 상기 제1 제어 신호(Cnt1)를 생성한다.
상기 제1 스위치부(18)는 상기 제2 상태("L")의 상기 제1 제어 신호(Cnt1)에 응답하여, 상기 제2 단자(T2)와 상기 제3 단자(T3)의 사이가 온 상태로 제어된다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 이차 전지(14)의 충전 기간 중에, 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압(Vth0)보다 높은 충전 임계값 전압(VthH, VthL)을 초과하는 것에 응답하여, 제3 상태("L")의 제2 제어 신호(Cnt2)를 생성한다.
상기 제2 스위치부(15)는 상기 제3 상태("L")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)에 응답하여 오프 상태로 제어된다.
상기 전압 검출 회로(121)는 상기 통신 코일(11)의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압보다도 높은 상기 충전 임계값 전압을 초과하지 않는 것에 응답하여, 상기 제3 상태("H")와 상이한 제4 상태("L")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)를 생성한다.
상기 제2 스위치부(15)는 상기 제4 상태("H")의 상기 제2 제어 신호(Cnt2)에 응답하여 온 상태로 제어된다.
상기 제2 스위치부(15)가 상기 온 상태로 제어되는 기간에, 상기 통신 회로(16)는 상기 다른 통신 장치(2)와 통신 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 것이다(도 1 참조).
2. 실시 형태의 상세: 이어서, 실시 형태에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 상기 도면과 동일한 기능을 갖는 부품에는 동일한 부호를 부여하고, 그 반복의 설명은 생략한다.
[실시 형태 1]
《비접촉 통신 및 비접촉 충전》도 1은, 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)가 송전측 통신 장치(2)와의 사이에서 비접촉 통신과 비접촉 충전을 실행하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시한 수전측 통신 장치(1)는 스마트폰 등의 휴대 전화에 탑재된 것이며, 자동 개찰 시스템이나 전자 화폐 등의 전자 결제를 가능하게 하기 위한 소정의 비접촉 통신 방식인 NFC 통신을 실행하는 것이며, 또한 동일한 소정의 비접촉 통신 방식인 NFC 통신의 안테나를 이용하여 이차 전지(배터리)의 비접촉 충전을 실행하는 것이다.
《수전측 통신 장치의 구성》도 1에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)는 NFC 통신용 코일(11)과 수전부(12)와 충전 제어부(13)와 이차 전지(14)와 제1 스위치부(18)와 제2 스위치부(15)와 NFC칩(16)과 프로세서(17)를 포함한다. 또한, 프로세서(17)는 그 밖의 구성으로서 프로세서(17)를 포함하는 대규모 반도체 집적 회로 장치로 하는 것도 가능하다.
NFC 통신용 코일(11)은 휴대 전화 내부의 배선 기판의 배선에 의해 수전부(12)의 입력 단자에 직접 접속되는 한편, 제2 스위치부(15)를 통하여 NFC칩(16)의 송수신 단자에 접속되어 있다. NFC 통신용 코일(11)에 의해 수신되는 송전측 통신 장치(2)로부터의 이차 전지의 비접촉 충전을 위한 유도 전력은, 수전부(12)의 내부에서 정류·평활에 의해 전원 전압 VDD1, VDD2로 변환된다. 수전부(12)에서 생성되는 전원 전압 VDD1은 충전 제어부(13)를 통하여 이차 전지(14)에 공급되는 한편, 수전부(12)에서 생성되는 전원 전압 VDD2는 제1 스위치부(18)의 제1 단자 T1과 제3 단자 T3을 통하여 NFC칩(16)과 프로세서(17)에 공급 가능하게 된다. 충전 제어부(13)에 의해 충분히 충전된 이차 전지(14)의 배터리 전압 VBAT는, 프로세서(17)에 직접 공급되는 한편, 제1 스위치부(18)의 제2 단자 T2와 제3 단자 T3을 통하여 NFC칩(16)에 공급 가능하게 된다.
수전부(12)는 NFC 통신용 코일(11)의 단자 전압을 검출하는 전압 검출 회로(121)를 내장하고, 단자 전압이 급전 임계값 Vth0을 초과하는 것에 응답하여 전압 검출 회로(121)는 하이 레벨의 제1 제어 전압 Cnt1을 생성한다. 하이 레벨의 제1 제어 전압 Cnt1에 응답하여 제1 스위치부(18)는 제1 단자 T1과 제3 단자 T3의 사이가 온 상태로 제어되고, 전압 검출 회로(121)가 로우 레벨의 제1 제어 전압 Cnt1을 생성하고 있는 기간에는 제1 스위치부(18)는 제2 단자 T2와 제3 단자 T3의 사이가 온 상태로 제어된다.
또한 수전부(12)는 충전 제어부(13) 및 NFC칩(16)과 휴대 전화 내부의 배선 기판의 배선에 의해 접속되어 있으므로, 이차 전지(14)의 충전에 관한 데이터 Data가 수전부(12)와 충전 제어부(13) 및 NFC칩(16)의 사이에서 전송 가능하게 된다. 이 데이터 Data는, 이차 전지(14)의 충전의 충전 전력이 부족 또는 과대한 것을 나타내는 데이터나 충전을 위한 상호 인증을 위한 데이터 등을 포함하는 것이다.
이차 전지(14)의 충전의 기간 중에는 NFC 통신용 코일(11)의 단자 전압은 100 볼트부터 200 볼트의 고전압이 되므로, 전압 검출 회로(121)는 단자 전압이 충전 고임계값 VthH를 초과하는 것을 검출하고, 전압 검출 회로(121)는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2를 생성한다. 제2 스위치부(15)는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 응답하여 오프 상태로 제어되므로, 이차 전지(14)의 충전의 기간 중의 NFC 통신용 코일(11)의 단자 전압의 100 볼트부터 200 볼트의 고전압에 의해 NFC칩(16)이 파괴되는 것이 방지되는 것이 가능하게 된다.
이차 전지(14)의 충전 기간 이외의 기간에는, NFC 통신용 코일(11)의 단자 전압은 100 볼트부터 200 볼트의 고전압보다도 저하하므로, 전압 검출 회로(121)는 단자 전압이 충전 저임계값 VthL 이하로 저하하는 것을 검출하고, 전압 검출 회로(121)는 하이 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2를 생성한다. 제2 스위치부(15)는 하이 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 응답하여 온 상태로 제어되므로, NFC칩(16)은 NFC 통신용 코일(11)을 사용하여 송전측 통신 장치(2)와 NFC 통신에 의한 송신 동작과 수신 동작을 실행하는 것이 가능하게 된다. 프로세서(17)는 스마트폰 등의 휴대 전화에 탑재되는 어플리케이션 프로세서 등이며, 송전측 통신 장치(2)와의 NFC 통신을 실행하기 위하여 프로세서(17)는 플래시 불휘발성 메모리와 LCD 등의 표시 디바이스와 텐키 등의 입출력 디바이스에 접속된다. NFC 통신에 의한 전자 결제 정보는 플래시 불휘발성 메모리에 저장되고, NFC 통신에 의한 전자 결제를 위하여 표시 디바이스와 입출력 디바이스가 사용 가능하게 된다. 또한, 수전부(12)의 급전 임계값 Vth0과 충전 저임계값 VthL과 충전 고임계값 VthH의 사이에는, Vth0 <VthL <VthH의 관계가 설정되어 있다.
《송전측 통신 장치의 구성》도 1에 도시한 바와 같이, 송전측 통신 장치(2)는 NFC 통신용 코일(21)과 송전부(22)와 전원 제어부(23)와 전원부(24)와 제3 스위치부(25)와 NFC칩(26)과 프로세서(27)를 포함한다.
도 1에 도시한 송전측 통신 장치(2)는 종래의 IC 카드를 위한 카드 리더·카드 라이터라고 불리는 판독·기입 장치의 NFC 통신 기능에, 수전측 통신 장치(1)의 이차 전지(14)의 NFC 통신에 의한 비접촉 충전 기능이 추가된 것이다.
NFC 통신용 코일(21)은 배선에 의해 송전부(22)의 출력 단자에 직접 접속되는 한편, 제3 스위치부(25)를 통하여 NFC칩(26)의 송수신 단자에 접속된다. NFC 통신용 코일(21)에 의해 송신되는 수전측 통신 장치(1)의 이차 전지(14)의 비접촉 충전을 위한 유도 전력을 생성하기 위하여 전원부(24)에 상용 전원 전압이 공급됨으로써, 전원부(24)로부터 생성된 전원 전압 Vcc1은 전원 제어부(23)를 통하여 송전부(22)에 전원 전압 Vcc2로서 공급된다. 또한, 전원 제어부(23)로부터 생성된 전원 전압 Vcc3, Vcc4는, NFC칩(26)과 프로세서(27)에 각각 공급된다.
또한 송전부(22)는 전원 제어부(23) 및 NFC칩(26)과 배선에 의해 접속되어 있으므로, 수전측 통신 장치(1)의 이차 전지(14)의 충전에 관한 데이터 Data가 송전부(22)와 전원 제어부(23) 및 NFC칩(26) 사이에서 전송 가능하게 된다. 이 데이터 Data는, 이차 전지(14)의 충전의 충전 전력이 부족 또는 과대한 것을 나타내는 데이터나 충전을 위한 상호 인증을 위한 데이터 등을 포함하는 것이다.
수전측 통신 장치(1)의 이차 전지(14)의 충전의 기간 중에는 송전측 통신 장치(2)의 NFC 통신용 코일(21)의 단자 전압은 100 볼트부터 200 볼트의 고전압이 되므로, 프로세서(27)는 로우 레벨의 동작 모드 신호 Mode에 의해 제3 스위치부(25)를 오프 상태로 제어한다. 그 결과, 제3 스위치부(25)의 오프 상태에 의해, 수전측 통신 장치(1)의 이차 전지(14)의 충전 기간 중의 NFC 통신용 코일(11)의 단자 전압의 100 볼트 내지 200 볼트의 고전압에 의해 NFC칩(26)이 파괴되는 것이 방지되는 것이 가능하게 된다.
수전측 통신 장치(1)의 이차 전지(14)의 충전 기간 이외의 기간에 프로세서(27)는 하이 레벨의 동작 모드 신호 Mode에 의해 제3 스위치부(25)를 온 상태로 제어하므로, NFC칩(26)은 NFC 통신용 코일(21)을 사용하여 수전측 통신 장치(1)와 NFC 통신에 의한 송신 동작과 수신 동작을 실행하는 것이 가능하게 된다.
프로세서(27)는 수전측 통신 장치(1)로부터의 전자 결제의 정보를 처리하고, 처리 결과를 인터넷 등의 통신 경로를 통하여 다양한 금융 기관에 전송하는 것이다.
《수전측 통신 장치의 상세한 구성》도 2는, 도 1에 도시한 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 수전부(12)는 전압 검출 회로(121)와 정합 회로(122)와 정류 회로(123)와 강압 레귤레이터(124)와 NFC 통신용 전원부(125)를 포함하고 있다.
정합 회로(122)의 입력 단자는 NFC 통신용 코일(11)의 양단에 접속되고, 정합 회로(122)는 NFC 통신용 코일(11)과 정류 회로(123)의 사이의 임피던스 정합을 행한다. 정합 회로(122)로부터 생성되는 RF 신호는 정류 회로(123)에 의해 전파 정류되고, 정류 회로(123)에 의해 정류된 정류 출력 신호는 전압 검출 회로(121)와 강압 레귤레이터(124)에 공급된다. 강압 레귤레이터(124)는 정류 회로(123)로부터 생성되는 비교적 높은 전압 레벨의 직류 전압으로부터 비교적 낮은 전압 레벨의 전원 전압 VDD1, VDD2를 생성하여 충전 제어부(13)와 NFC 통신용 전원부(125)에 각각 공급한다.
전압 검출 회로(121)는 정류 회로(123)로부터 생성된 정류 출력 신호를 감시 함으로써, NFC 통신용 코일(11)의 단자 전압을 검출한다. 따라서, 전압 검출 회로(121)는 정류 회로(123)의 정류 출력 신호가 급전 임계값 Vth0을 초과하는 것에 응답하여, 하이 레벨의 제1 제어 전압 Cnt1을 생성한다. 따라서, 제1 스위치부(18)는 하이 레벨의 제1 제어 전압 Cnt1에 응답하여, 제1 단자 T1과 제3 단자 T3의 사이가 온 상태로 제어된다.
또한, 수전부(12)에 RF 전력이 공급되고 있지 않고 수전부(12)가 동작하고 있지 않은 상태에 있어서, 제1 스위치부(18)에 의해, 디폴트에 의한 사전 설정에 의해, 제2 단자 T2와 제3 단자 T3의 사이가 온 상태에 접속되는 구성으로 하는 것도 가능하다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전압 검출 회로(121)는 피크 검출 회로(1211)와 히스테리시스 전압 비교기(1212)를 포함하고 있다. 피크 검출 회로(1211)는 정류 회로(123)로부터 생성된 평활 출력 신호의 피크 레벨을 검출한다. 히스테리시스 전압 비교기(1212)는 상술한 충전 저임계값 VthL과 충전 고임계값 VthH에 대하여 피크 검출 회로(1211)에 의해 검출되는 피크 레벨과 전압 비교를 실행한다.
즉, 히스테리시스 전압 비교기(1212)는 피크 검출 회로(1211)에 의해 검출되는 피크 레벨이 충전 고임계값 VthH를 초과하는 것을 검출하고, 전압 검출 회로(121)는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2를 생성한다. 따라서, 제2 스위치부(15)는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 응답하여 오프 상태로 제어되므로, 이차 전지(14)의 충전의 기간 중의 NFC 통신용 코일(11)의 단자 전압의 100 볼트부터 200 볼트의 고전압에 의해 NFC칩(16)이 파괴되는 것이 방지되는 것이 가능하게 된다.
이차 전지(14)의 충전 기간 이외의 기간에는, NFC 통신용 코일(11)의 단자 전압은 100 볼트부터 200 볼트의 고전압보다 저하하므로, 전압 검출 회로(121)는 피크 검출 회로(1211)에 의해 검출되는 피크 레벨이 충전 저임계값 VthL 이하로 저하하는 것을 검출하고, 전압 검출 회로(121)는 하이 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2를 생성한다. 따라서, 제2 스위치부(15)는 하이 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 응답하여 온 상태로 제어되므로, NFC칩(16)은 NFC 통신용 코일(11)을 사용하여 송전측 통신 장치(2)와 NFC 통신에 의한 송신 동작과 수신 동작을 실행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상술한 설명에서는, 와이어리스 급전 시의 캐리어 주파수는, NFC 통신의 캐리어 주파수와 같은 13.56 MHz가 이용된다. 그러나, 본 발명은 거기에 한정되는 것이 아니라, 정합 회로(122)의 조정 등에 의해 수신 가능한 기타의 주파수, 예를 들어 6.78 MHz 등의 캐리어 주파수를 이용하는 것도 가능하고, 13.56 MHz에 한정되는 것은 아니다.
《수전측 통신 장치의 동작》도 3은, 도 1과 도 2에 도시된 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 동작을 설명하는 파형을 도시하는 도면이다.
도 3의 제1번째에는, 수전측 통신 장치(1)의 NFC 통신용 코일(11)에 의해 수신되는 송전측 통신 장치(2)로부터의 유도 전력인 RF 입력 신호의 파형과 전압 검출 회로(121)로 검출되는 급전 임계값 Vth0과 충전 저임계값 VthL과 충전 고임계값 VthH가 도시되어 있다.
도 3의 제2번째에는, 전압 검출 회로(121)로부터 제1 스위치부(18)에 공급되는 제1 제어 전압 Cnt1의 파형이 도시되어 있다. 도 3의 제1번째의 RF 입력 신호의 피크 레벨이 급전 임계값 Vth0을 초과하면, 제1 제어 전압 Cnt1이 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화하고, 제1 스위치부(18)는 제1 단자 T1과 제3 단자 T3의 사이가 온 상태로 제어된다. 따라서, 수전측 통신 장치(1)의 NFC칩(16)과 프로세서(17)는, 수전부(12)에서 생성되는 전원 전압 VDD2에 의해 동작 가능하게 되는 것이다.
즉, 도 3의 제3번째에는, 제1 스위치부(18)의 제3 단자 T3에 수전부(12)로부터 공급되는 전원 전압 VDD2의 파형이 도시되어 있다. 도 3의 제1번째의 RF 입력 신호의 피크 레벨이 급전 임계값 Vth0을 초과하면, 전원 전압 VDD2의 레벨은 접지 전압 레벨의 로우 레벨로부터 하이 레벨로 변화한다.
도 3의 제4번째에는, 제2 스위치부(15)에 전압 검출 회로(121)로부터 공급되는 제2 제어 전압 Cnt2의 파형이 도시되어 있다.
초기 기간 T0에서는, 도 3의 제1번째의 RF 입력 신호와 도 3의 제3번째의 전원 전압 VDD2가 제로 레벨이므로, 전압 검출 회로(121)로부터 생성되는 제2 제어 전압 Cnt2도 제로 레벨의 로우 레벨이 된다. 따라서, 도 3의 제5번째에 도시한 바와 같이, 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 의해 제어되는 제2 스위치부(15)는 오프 상태로 제어된다. 그 결과, 도 3의 제6번째에 도시한 바와 같이, 초기 기간 T0에서는, 전원 오프 상태로 된다.
초기 기간 T0의 후의 제1 기간 T1에서는, 도 3의 제1번째의 RF 입력 신호는 충전 저임계값 VthL보다도 저레벨이므로, 전압 검출 회로(121)는 하이 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2를 생성하고, 제2 스위치부(15)는 하이 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 응답하여 도 3의 제5번째에 도시하는 바와 같이 온 상태로 제어된다. 그 결과, 도 3의 제6번째에 도시한 바와 같이, 제1 기간 T1에서는, 온 상태로 제어된 제2 스위치부(15)와 NFC 통신용 코일(11)을 사용하여, 수전측 통신 장치(1)와 송전측 통신 장치(2)의 사이의 NFC 통신이 가능하게 된다.
제1 기간 T1의 후의 제2 기간 T2에서는, 도 3의 제1번째의 RF 입력 신호는 충전 고임계값 VthH보다도 고레벨이므로, 전압 검출 회로(121)는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2를 생성하고, 제2 스위치부(15)는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 응답하여 도 3의 제5번째에 도시하는 바와 같이 오프 상태로 제어된다. 한편, 제2 기간 T2에서는, 제3 단자 T3에 수전부(12)로부터 공급되는 전원 전압 VDD2는 고레벨로 되어 있으므로, 도 3의 제6번째에 도시한 바와 같이, 수전측 통신 장치(1)의 NFC칩(16)과 프로세서(17)는, 전원 전압 VDD2에 의해 동작 가능하게 되어 데이터 처리를 실행하는 것이다.
제3 기간 T3과 제5 기간 T5에서는, 도 3의 제1번째에 도시한 RF 입력 신호는 충전 저임계값 VthL보다 저레벨이므로, 전압 검출 회로(121)는 하이 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2를 생성하고, 제2 스위치부(15)는 하이 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 응답하여 도 3의 제5번째에 도시하는 바와 같이 온 상태로 제어된다. 그 결과, 도 3의 제6번째에 도시한 바와 같이, 제3 기간 T3과 제5 기간 T5에서는, 온 상태로 제어된 제2 스위치부(15)와 NFC 통신용 코일(11)을 사용하여, 수전측 통신 장치(1)와 송전측 통신 장치(2) 사이에서의 NFC 통신이 가능하게 된다.
제4 기간 T4에서는, 상술한 제2 기간 T2와 마찬가지로, 도 3의 제1번째에 도시하는 RF 입력 신호는 충전 고임계값 VthH보다도 고레벨이므로, 전압 검출 회로(121)는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2를 생성하고, 제2 스위치부(15)는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 응답하여 도 3의 제5번째에 도시하는 바와 같이 오프 상태로 제어된다. 한편, 제4 기간 T4에서는, 제3 단자 T3에 수전부(12)로부터 공급되는 전원 전압 VDD2는 고레벨로 되어 있으므로, 도 3의 제6번째에 도시한 바와 같이, 수전측 통신 장치(1)의 NFC칩(16)과 프로세서(17)는, 전원 전압 VDD2에 의해 동작 가능하게 되어 데이터 처리를 실행하는 것이다.
따라서, 도 3으로부터 NFC 통신·이차 전지 비충전 기간 T1·T3·T5와 NFC 비통신·이차 전지 충전 기간 T2·T4가, 시분할로 교대로 출현하고 있는 것을 이해할 수 있다.
즉, 제1 기간 T1과 제3 기간 T3과 제5 기간 T5에서는, 온 상태로 제어된 제2 스위치부(15)와 NFC 통신용 코일(11)을 사용하여 수전측 통신 장치(1)와 송전측 통신 장치(2) 사이에서의 NFC 통신이 가능하게 된다. 그 결과, 이차 전지(14)의 충전에 관한 정보나 충전을 위한 상호 인증의 데이터나 전자 결제의 정보 등을, NFC 통신에 의해 수전측 통신 장치(1)와 송전측 통신 장치(2) 사이에서 전송하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 NFC 통신·이차 전지 비충전 기간에는, 수전측 통신 장치(1)는 송전측 통신 장치(2)의 인터넷 환경을 이용하여 다양한 데이터·정보를 액세스하는 것이 가능하게 된다. 또한 송전측 통신 장치(2)의 Wi-Fi(Wireless Fidelity) 등의 무선 LAN에 의한 인터넷 환경을 이용하기 위해서, 송전측 통신 장치(2)와 수전측 통신 장치(1)의 사이의 무선 LAN 접속의 인증을 이 NFC 통신을 이용하여 행하는 것도 가능하다.
또한 제2 기간 T2와 제4 기간 T4에서는, 제2 스위치부(15)는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 응답하여 오프 상태로 제어되므로, 수전측 통신 장치(1)와 송전측 통신 장치(2) 사이에서의 NFC 통신이 불가능하게 된다. 그러나, 이 NFC 비통신·이차 전지 충전 기간에는, 수전측 통신 장치(1)의 NFC칩(16)과 프로세서(17)는, 수전부(12)로부터 공급되는 전원 전압 VDD2에 의해 동작 가능하게 되고, 수전부(12)나 충전 제어부(13)의 상태 감시 등의 다양한 데이터 처리를 실행하는 것이다. 즉, NFC칩(16)과 프로세서(17)는 다음 NFC 통신·이차 전지 비충전 기간 T1·T3·T5에 송신되는 데이터를 처리 가능하고, 플래시 불휘발성 메모리에 저장된 다양한 어플리케이션 프로그램을 실행하는 것도 가능하다.
《MOS 트랜지스터에 의한 제1 스위치부의 구성》도 4는, 도 1과 도 2에 도시된 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 NFC 통신용 코일(11)과 NFC칩(16)의 사이에 접속되는 제2 스위치부(15)가 MOS 트랜지스터에 의해 구성되는 것을 도시하는 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제2 스위치부(15)의 제1 포트 P1과 제2 포트 P2는, NFC 통신용 코일(11)과 NFC칩(16)에 각각 접속되고, 제2 스위치부(15)의 제어 단자 CNT에는 전압 검출 회로(121)로부터 생성되는 제2 제어 전압 Cnt2가 공급된다. 엄밀하게 말하면, 제2 스위치부(15)의 제1 포트 P1은, 결합 용량을 통하여 NFC 통신용 코일(11)에 접속된다.
제2 스위치부(15)의 제1 포트 P1과 제2 포트 P2의 사이에 NFC 통신용 코일(11)의 100 볼트 내지 200 볼트의 단자 간 고전압이 공급되는 것을 고려하여, 제2 스위치부(15)는 제1 포트 P1과 제2 포트 P2의 사이에 직렬 접속된 9개의 N 채널형 MOS 트랜지스터 Q1, Q2, Q3…Q9를 포함한다. N 채널형 MOS 트랜지스터 Q1, Q2, Q3…Q9의 각 트랜지스터의 소스·드레인 사이에는, 대략 100 KΩ의 고저항값의 저항 Rds12, Rds23, Rds34…Rds9n이 접속된다. 그 결과, N 채널형 MOS 트랜지스터 Q1, Q2, Q3…Q9의 각 트랜지스터의 소스 직류 전위와 드레인 직류 전위가 동등하게 설정 가능이 된다.
N 채널형 MOS 트랜지스터 Q1, Q2의 양쪽 게이트 사이에 몇KΩ의 저항값을 갖는 게이트 저항 Rg12가 접속되고, 또한 N 채널형 MOS 트랜지스터 Q2, Q3의 양쪽 게이트 사이에는 몇KΩ의 저항값을 갖는 게이트 저항 Rg23이 접속되어 있다. 이하 마찬가지로 하여, N 채널형 MOS 트랜지스터 Q3…Q9에 대해서도, 게이트 저항 Rg34…Rg89가 접속되어 있다. 또한, 2개의 게이트 저항 Rg45, R56의 공통 접속 노드는, 제2 스위치부(15)의 제어 단자 CNT에 접속된다.
8개의 게이트 저항 Rg12, Rg23, Rg34…Rg89는, N 채널형 MOS 트랜지스터 Q1, Q2…Q9의 각 트랜지스터의 게이트 절연막의 절연 파괴를 방지하는 기능을 갖는 것이다. 즉, 제2 스위치부(15)의 제1 포트 P1과 제2 포트 P2의 사이에 NFC 통신용 코일(11)의 100 볼트 내지 200 볼트의 단자 간 고전압이 공급되었다고 해도, N 채널형 MOS 트랜지스터 Q1, Q2…Q9의 각 트랜지스터의 게이트 절연막에 인가되는 전압이 게이트 파괴 전압 이하로 억압되는 것이다.
또한, 제2 스위치부(15)를 구성하는 9개의 N 채널형 MOS 트랜지스터 Q1, Q2, Q3…Q9의 각 트랜지스터는, 인핸스먼트형의 MOS 전계 효과 트랜지스터가 사용된다. 그 결과, 9개의 N 채널형 MOS 트랜지스터 Q1, Q2, Q3…Q9가 인핸스먼트형 MOS 전계 효과 트랜지스터이므로, 도 3의 초기 기간 T0과 제2 기간 T2와 제4 기간 T4에서, 전압 검출 회로(121)로부터 생성되는 로우 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 의해 제2 스위치부(15)는 확실하게 오프 상태로 제어되는 것이 가능하게 된다. 즉, 9개의 N 채널형 MOS 트랜지스터 Q1, Q2, Q3…Q9의 인핸스먼트형 MOS 전계 효과 트랜지스터의 정의 임계값 전압보다도 높은 하이 레벨의 제2 제어 전압 Cnt2에 의해, 제2 스위치부(15)는 온 상태로 제어되는 것이다.
《 PIN 다이오드에 의한 제1 스위치부의 구성》도 5는, 도 1과 도 2에 도시된 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 NFC 통신용 코일(11)과 NFC칩(16)의 사이에 접속되는 제2 스위치부(15)가 PIN 다이오드에 의해 구성되는 것을 도시하는 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제2 스위치부(15)의 제1 포트 P1과 제2 포트 P2는, NFC 통신용 코일(11)과 NFC칩(16)에 각각 접속되고, 제2 스위치부(15)의 제어 단자 CNT에는 전압 검출 회로(121)로부터 생성되는 제2 제어 전압 Cnt2가 공급된다.
제1 포트 P1에는 제1 결합 용량 C1의 일단부가 접속되고, 제어 단자 CNT와 제1 결합 용량 C1의 타단부와의 사이에는 제1 인덕터 L1이 접속된다. 제1 결합 용량 C1의 타단부에 제1 PIN 다이오드 D1의 애노드 A가 접속되고, 제1 PIN 다이오드 D1의 캐소드 K에 제2 PIN 다이오드 D2의 애노드 A가 접속되고, 제2 PIN 다이오드 D2의 캐소드 K에 제3 PIN 다이오드 D3의 애노드 A가 접속되고, 제3 PIN 다이오드 D3의 캐소드 K에 제4 PIN 다이오드 D4의 애노드 A가 접속된다. 제4 PIN 다이오드 D4의 캐소드 K에 제5 PIN 다이오드 D5의 애노드 A가 접속되고, 제5 PIN 다이오드 D5의 캐소드 K에 제6 PIN 다이오드 D6의 애노드 A가 접속되고, 제6 PIN 다이오드 D6의 캐소드 K에 제7 PIN 다이오드 D7의 애노드 A가 접속되고, 제7 PIN 다이오드 D7의 캐소드 K에 제8 PIN 다이오드 D8의 애노드 A가 접속된다. 제8 PIN 다이오드 D8의 캐소드 K은 제2 인덕터 L2를 통하여 접지 전위 GND에 접속됨과 함께 제2 결합 용량 C2의 일단부에 접속되고, 제2 결합 용량 C2의 타단부는 제2 포트 P2에 접속되어 있다.
8개의 PIN 다이오드 D1 내지 D8은, 도 5에 도시한 바와 같이 P형 반도체 영역 P에서 구성된 애노드 A와 N형 반도체 영역 N에서 구성된 캐소드 K와 애노드 A와 캐소드 K의 사이에 형성된 진성(Intrinsic)형 반도체 영역 I에 의해 형성되어 있다.
이 PIN 다이오드 D1 내지 D8은, 잘 알려져 있는 바와 같이 양쪽 단자 간에 제로 바이어스가 공급되고 있는 경우에는 진성형 반도체 영역 I의 공핍층에 의해 양쪽 단자 간은 오프 상태로 되고, 양쪽 단자 간에 역방향 바이어스 전압이 공급되고 있는 경우에도 양쪽 단자 간은 오프 상태로 된다. 그러나, PIN 다이오드 D1 내지 D8은 양쪽 단자 간에 큰 순방향 바이어스 전압이 공급되고 있는 경우에는, 다이오드 순방향 동작 저항이 매우 작아지는 것에 의해 양쪽 단자 간은 온 상태로 된다. 따라서, 도 5에 도시한 바와 같이 PIN 다이오드 D1 내지 D8에 의해 구성된 제2 스위치부(15)의 제어 단자 CNT에 큰 정의 제어 전압을 공급함으로써, 제2 스위치부(15)의 제1 포트 P1과 제2 포트 P2의 사이는 온 상태로 된다. 한편, 제2 스위치부(15)의 제어 단자 CNT에 접지 전위 GND를 공급함으로써, 제2 스위치부(15)의 제1 포트 P1과 제2 포트 P2의 사이는 오프 상태로 된다.
《MEMS 스위치에 의한 제1 스위치부의 구성》도 6은, 도 1과 도 2에 도시된 실시 형태 1에 의한 수전측 통신 장치(1)의 NFC 통신용 코일(11)과 NFC칩(16)의 사이에 접속되는 제2 스위치부(15)가 MEMS 스위치에 의해 구성되는 것을 도시하는 도면이다. 또한, MEMS는, Micro Electro Mechanical Systems의 약칭이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제2 스위치부(15)의 제1 포트 P1과 제2 포트 P2는, NFC 통신용 코일(11)과 NFC칩(16)에 각각 접속되고, 제2 스위치부(15)의 제어 단자 CNT에는 전압 검출 회로(121)로부터 생성되는 제2 제어 전압 Cnt2가 공급된다.
제1 포트 P1에 제1 MEMS 스위치 SW1의 제1 단자 T1이 접속되고, 제1 MEMS 스위치 SW1의 제2 단자 T2에 제2 MEMS 스위치 SW2의 제1 단자 T1이 접속되고, 제2 MEMS 스위치 SW2의 제2 단자 T2에 제3 MEMS 스위치 SW3의 제1 단자 T1이 접속되고, 제3 MEMS 스위치 SW3의 제2 단자 T2에 제4 MEMS 스위치 SW4의 제1 단자 T1이 접속된다. 제4 MEMS 스위치 SW4의 제2 단자 T2에 제5 MEMS 스위치 SW5의 제1 단자 T1이 접속되고, 제5 MEMS 스위치 SW5의 제2 단자 T2에 제6 MEMS 스위치 SW6의 제1 단자 T1이 접속되고, 제6 MEMS 스위치 SW6의 제2 단자 T2에 제2 포트 P2가 접속된다. 6개의 MEMS 스위치 SW1, SW2, SW3…SW6의 제어 단자는, 제2 스위치부(15)의 제어 단자 CNT에 접속된다.
MEMS 스위치 SW1 내지 SW6의 각 스위치는, 도 6의 평면도에 도시한 바와 같이 제1 단자 T1 및 제2 단자 T2와 접촉 가능하게 된 스위치 콘택트 SW_CNT와, 절연체 박막 Ins를 정전 유도에 의해 풀 다운 가능한 풀 다운 전극 PD_EL1, PD_EL2와, 앵커 Anchor1, Anchor2에 의해 구성되어 있다. 도 6의 단면도에 도시한 바와 같이, 기판 Sub의 주표면 상에는, 제1 단자 T1 및 제2 단자 T2와, 제1 접지 전극 GND1과, 제2 접지 전극 GND2가 형성된다. 또한, 제1 단자 T1 및 제2 단자 T2와 제1 접지 전극 GND1과 제2 접지 전극 GND2의 상부에는 절연체 박막 Ins가 형성된다.
제1 단자 T1 및 제2 단자 T2의 상부에서 절연체 박막 Ins의 하면에 스위치 콘택트 SW_CNT가 형성된다. 제1 접지 전극 GND1의 상부에서 절연체 박막 Ins의 상면에 제1 풀 다운 전극 PD_EL1이 형성되고, 제2 접지 전극 GND2의 상부에서 절연체 박막 Ins의 상면에 제2 풀 다운 전극 PD_EL2가 형성된다. 절연체 박막 Ins의 일단부와 타단부는, 각각 제1 앵커 Anchor1과 제2 앵커 Anchor2에 의해 기판 Sub의 주표면 상에 고정된다.
제2 스위치부(15)의 제어 단자 CNT에 예를 들어 플러스 전압을 공급함으로써, 제1 접지 전극 GND1 및 제2 접지 전극 GND2의 접지 전위에 대하여 제1 풀 다운 전극 PD_EL1과 제2 풀 다운 전극 PD_EL2는 플러스 전압으로 대전된다. 그 결과, 정전 유도에 의해 풀 다운 가능한 제1 풀 다운 전극 PD_EL1과 제2 풀 다운 전극 PD_EL2는 기판 Sub의 주 표면 상에 풀 다운 되므로, 절연체 박막 Ins의 하면에 형성된 스위치 콘택트 SW_CNT는 기판 Sub의 주표면 상에 형성된 제1 단자 T1 및 제2 단자 T2와 전기적으로 접촉된 상태로 된다. 한편, 제2 스위치부(15)의 제어 단자 CNT에 접지 전위를 공급한 경우에는, 정전 유도가 발생하지 않으므로, 절연체 박막 Ins의 하면에 형성된 스위치 콘택트 SW_CNT는 기판 Sub의 주표면 상에 형성된 제1 단자 T1 및 제2 단자 T2와 전기적으로 비접촉의 상태로 된다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 여러가지 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 거기에 한정되는 것은 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.
예를 들어, 송전측 통신 장치(2)의 제3 스위치부(25)는 도 4와 도 5와 도 6에 도시한 구조 중 어느 하나에 의해 구성되는 것이 가능하다.
또한, 도 4에 도시한 제2 스위치부(15)는 복수의 직렬 접속된 N 채널의 인핸스먼트형 MOS 트랜지스터 이외에도 게이트 전극이 쇼트키 장벽에 의해 형성된 N 채널의 인핸스먼트형 MES 전계 효과 트랜지스터를 사용하는 것도 가능하다. 또한, MES는, Metal의 ME와 Semiconductor의 S의 이니셜의 조합이다.
1: 수전측 통신 장치
11: NFC 통신용 코일
12: 수전부
121: 전압 검출 회로
122: 정합 회로
123: 정류 회로
124: 강압 레귤레이터
125: NFC 통신용 전원부
13: 충전 제어부
14: 이차 전지
15: 제1 스위치부
16: NFC칩
17: 프로세서
18: 제2 스위치부
2: 송전측 통신 장치
21: NFC 통신용 코일
22: 송전부
23: 전원 제어부
24: 전원부
25: 제3 스위치부
26: NFC칩
27: 프로세서

Claims (20)

  1. 통신 장치는, 통신 코일과 수전부와 충전 제어부와 제1 스위치부와 제2 스위치부와 통신 회로와 프로세서를 구비하고,
    상기 통신 코일은, 다른 통신 장치로부터 송신되는 송신 신호를 수신하고,
    상기 수전부는, 상기 통신 코일에 의해 수신되는 상기 송신 신호로부터 전원 전압을 생성하고,
    상기 충전 제어부는, 이차 전지와 접속 가능하게 되고,
    상기 충전 제어부는, 상기 전원 전압을 사용하여, 상기 이차 전지를 충전 가능하게 되고,
    상기 통신 코일은, 상기 제2 스위치부를 통하여, 상기 통신 회로의 송수신 단자와 접속되고,
    상기 프로세서는, 상기 통신 회로와 접속되고,
    상기 제1 스위치부의 제1 단자에 상기 전원 전압이 공급되고, 상기 제1 스위치부의 제2 단자에 상기 이차 전지의 배터리 전압이 공급 가능하게 되고, 상기 제1 스위치부의 제3 단자는 상기 통신 회로에 접속되고,
    상기 수전부는, 상기 통신 코일의 단자 전압에 응답하는 전압 검출 회로를 포함하고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 소정의 급전 임계값 전압을 초과하는 것에 응답하여, 제1 상태의 제1 제어 신호를 생성하고,
    상기 제1 스위치부는, 상기 제1 상태의 상기 제1 제어 신호에 응답하여, 상기 제1 단자와 상기 제3 단자 사이가 온 상태로 제어되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압을 초과하지 않는 것에 응답하여, 상기 제1 상태와 상이한 제2 상태의 상기 제1 제어 신호를 생성하고,
    상기 제1 스위치부는, 상기 제2 상태의 상기 제1 제어 신호에 응답하여, 상기 제2 단자와 상기 제3 단자 사이가 온 상태로 제어되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 이차 전지의 충전 기간 중에, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압보다 높은 충전 임계값 전압을 초과하는 것에 응답하여, 제3 상태의 제2 제어 신호를 생성하고,
    상기 제2 스위치부는, 상기 제3 상태의 상기 제2 제어 신호에 응답하여, 오프 상태로 제어되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압보다도 높은 상기 충전 임계값 전압을 초과하지 않는 것에 응답하여, 상기 제3 상태와 상이한 제4 상태의 상기 제2 제어 신호를 생성하고,
    상기 제2 스위치부는, 상기 제4 상태의 상기 제2 제어 신호에 응답하여, 온 상태로 제어되고,
    상기 제2 스위치부가 상기 온 상태로 제어되는 기간에, 상기 통신 회로는 상기 다른 통신 장치와 통신 가능하게 되는 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충전 임계값 전압은, 상기 소정의 급전 임계값 전압보다 높은 제1 충전 임계값 전압과 상기 제1 충전 임계값 전압보다 높은 제2 충전 임계값 전압을 포함하고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 이차 전지의 상기 충전 기간 중에, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 제2 충전 임계값 전압을 초과하는 것에 응답하여, 상기 제3 상태의 상기 제2 제어 신호를 생성하고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 제1 충전 임계값 전압보다도 저하하는 것에 응답하여, 상기 제3 상태와 상이한 상기 제4 상태의 상기 제2 제어 신호를 생성하는 통신 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 스위치부가 상기 제4 상태의 상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 온 상태로 제어되는 통신 기간에, 상기 통신 회로는 상기 통신 코일을 사용하여 상기 다른 통신 장치와 통신 가능하게 되는 통신 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 수전부와 상기 충전 제어부 및 상기 통신 회로는, 상기 이차 전지의 충전에 관한 정보를 전송하는 배선에 의해 접속되고,
    상기 통신 기간에, 상기 통신 회로는 상기 이차 전지의 충전에 관한 상기 정보를 상기 다른 통신 장치와 통신 가능하게 되는 통신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 이차 전지의 상기 충전 기간 중에, 상기 충전 제어부는 상기 전원 전압을 사용하여 상기 이차 전지를 충전 가능하게 되어서 상기 제2 스위치부가 상기 제3 상태의 상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 오프 상태로 제어되는 통신 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 충전 기간 중에, 상기 통신 회로는 상기 제1 스위치부의 제3 단자에 공급되는 상기 전원 전압에 의해 동작 가능하게 되는 통신 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 스위치부의 제3 단자에 접속되고, 상기 충전 기간 중에, 상기 프로세서는, 상기 제1 스위치부의 제3 단자에 공급되는 상기 전원 전압에 의해 동작 가능하게 되는 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 통신 기간에, 상기 통신 회로는 상기 다른 통신 장치와 NFC 통신에 의해 통신 가능하게 되는 통신 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 스위치부는, 상기 통신 코일에 접속된 제1 포트와 상기 통신 회로에 접속된 제2 포트 사이에 전류 경로가 직렬 접속된 복수의 인핸스먼트형 전계 효과 트랜지스터를 포함하고,
    상기 복수의 인핸스먼트형 전계 효과 트랜지스터의 복수의 게이트에, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제2 제어 신호가 공급되는 통신 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 스위치부는, 상기 통신 코일에 접속된 제1 포트와 상기 통신 회로에 접속된 제2 포트 사이에 직렬 접속된 복수의 PIN 다이오드를 포함하는 통신 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제2 스위치부는, 상기 통신 코일에 접속된 제1 포트와 상기 통신 회로에 접속된 제2 포트 사이에 직렬 접속된 복수의 MEMS 스위치를 포함하는 통신 장치.
  12. 통신 코일과 수전부와 충전 제어부와 제1 스위치부와 제2 스위치부와 통신 회로와 프로세서를 구비하는 통신 장치의 동작 방법으로서,
    상기 통신 코일은, 다른 통신 장치로부터 송신되는 송신 신호를 수신하고,
    상기 수전부는, 상기 통신 코일에 의해 수신되는 상기 송신 신호로부터 전원 전압을 생성하고,
    상기 충전 제어부는, 이차 전지와 접속 가능하게 되고,
    상기 충전 제어부는, 상기 전원 전압을 사용하여, 상기 이차 전지를 충전 가능하게 되고,
    상기 통신 코일은, 상기 제2 스위치부를 통하여, 상기 통신 회로의 송수신 단자와 접속되고,
    상기 프로세서는, 상기 통신 회로와 접속되고,
    상기 제1 스위치부의 제1 단자에 상기 전원 전압이 공급되고, 상기 제1 스위치부의 제2 단자에 상기 이차 전지의 배터리 전압이 공급 가능하게 되고, 상기 제1 스위치부의 제3 단자는 상기 통신 회로에 접속되고,
    상기 수전부는, 상기 통신 코일의 단자 전압에 응답하는 전압 검출 회로를 포함하고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 소정의 급전 임계값 전압을 초과하는 것에 응답하여, 제1 상태의 제1 제어 신호를 생성하고,
    상기 제1 스위치부는, 상기 제1 상태의 상기 제1 제어 신호에 응답하여, 상기 제1 단자와 상기 제3 단자 사이가 온 상태로 제어되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압을 초과하지 않는 것에 응답하여, 상기 제1 상태와 상이한 제2 상태의 상기 제1 제어 신호를 생성하고,
    상기 제1 스위치부는, 상기 제2 상태의 상기 제1 제어 신호에 응답하여, 상기 제2 단자와 상기 제3 단자 사이가 온 상태로 제어되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 이차 전지의 충전 기간 중에, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압보다 높은 충전 임계값 전압을 초과하는 것에 응답하여, 제3 상태의 제2 제어 신호를 생성하고,
    상기 제2 스위치부는, 상기 제3 상태의 상기 제2 제어 신호에 응답하여, 오프 상태로 제어되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 소정의 급전 임계값 전압보다도 높은 상기 충전 임계값 전압을 초과하지 않는 것에 응답하여, 상기 제3 상태와 상이한 제4 상태의 상기 제2 제어 신호를 생성하고,
    상기 제2 스위치부는, 상기 제4 상태의 상기 제2 제어 신호에 응답하여, 온 상태로 제어되고, 상기 제2 스위치부가 상기 온 상태로 제어되는 기간에, 상기 통신 회로는 상기 다른 통신 장치와 통신 가능하게 되는 통신 장치의 동작 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 충전 임계값 전압은, 상기 소정의 급전 임계값 전압보다 높은 제1 충전 임계값 전압과 상기 제1 충전 임계값 전압보다 높은 제2 충전 임계값 전압을 포함하고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 이차 전지의 상기 충전 기간 중에, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 제2 충전 임계값 전압을 초과하는 것에 응답하여, 상기 제3 상태의 상기 제2 제어 신호를 생성하고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 통신 코일의 상기 단자 전압이 상기 제1 충전 임계값 전압보다도 저하하는 것에 응답하여, 상기 제3 상태와 상이한 상기 제4 상태의 상기 제2 제어 신호를 생성하는 통신 장치의 동작 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2 스위치부가 상기 제4 상태의 상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 온 상태로 제어되는 통신 기간에, 상기 통신 회로는 상기 통신 코일을 사용하여 상기 다른 통신 장치와 통신 가능하게 되는 통신 장치의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 수전부와 상기 충전 제어부 및 상기 통신 회로는, 상기 이차 전지의 충전에 관한 정보를 전송하는 배선에 의해 접속되고,
    상기 통신 기간에, 상기 통신 회로는 상기 이차 전지의 충전에 관한 상기 정보를 상기 다른 통신 장치와 통신 가능하게 되는 통신 장치의 동작 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 이차 전지의 상기 충전 기간 중에, 상기 충전 제어부는 상기 전원 전압을 사용하여 상기 이차 전지를 충전 가능하게 되어서 상기 제2 스위치부가 상기 제3 상태의 상기 제2 제어 신호에 응답하여 상기 오프 상태로 제어되는 통신 장치의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 충전 기간 중에, 상기 통신 회로는 상기 제1 스위치부의 제3 단자에 공급되는 상기 전원 전압에 의해 동작 가능하게 되는 통신 장치의 동작 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 스위치부의 제3 단자에 접속되고, 상기 충전 기간 중에, 상기 프로세서는, 상기 제1 스위치부의 제3 단자에 공급되는 상기 전원 전압에 의해 동작 가능하게 되는 통신 장치의 동작 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 통신 기간에, 상기 통신 회로는 상기 다른 통신 장치와 NFC 통신에 의해 통신 가능하게 되는 통신 장치의 동작 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 스위치부는, 상기 통신 코일에 접속된 제1 포트와 상기 통신 회로에 접속된 제2 포트 사이에 전류 경로가 직렬 접속된 복수의 인핸스먼트형 전계 효과 트랜지스터를 포함하고,
    상기 복수의 인핸스먼트형 전계 효과 트랜지스터의 복수의 게이트에, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제2 제어 신호가 공급되는 통신 장치의 동작 방법.
KR1020130091148A 2012-08-01 2013-07-31 통신 장치 및 그 동작 방법 KR20140017462A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012171240A JP5836898B2 (ja) 2012-08-01 2012-08-01 通信装置およびその動作方法
JPJP-P-2012-171240 2012-08-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140017462A true KR20140017462A (ko) 2014-02-11

Family

ID=50024838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130091148A KR20140017462A (ko) 2012-08-01 2013-07-31 통신 장치 및 그 동작 방법

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9160196B2 (ko)
JP (1) JP5836898B2 (ko)
KR (1) KR20140017462A (ko)
CN (1) CN103580101B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017138691A1 (ko) * 2016-02-12 2017-08-17 주식회사 맵스 무선통신장치를 보호하기 위한 장치 및 이를 포함하는 무선통신장치
WO2018048111A1 (ko) * 2016-09-08 2018-03-15 엘지이노텍(주) 근거리 통신 안테나를 포함하는 무선 전력 수신기의 제어 방법 및 장치
US10714981B2 (en) 2016-02-12 2020-07-14 Maps, Inc. Apparatus for protecting wireless communication device and wireless communication device comprising same

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9331750B2 (en) * 2008-03-17 2016-05-03 Powermat Technologies Ltd. Wireless power receiver and host control interface thereof
WO2009116025A2 (en) 2008-03-17 2009-09-24 Powermat Ltd. Inductive transmission system
US9337902B2 (en) * 2008-03-17 2016-05-10 Powermat Technologies Ltd. System and method for providing wireless power transfer functionality to an electrical device
US8981598B2 (en) 2008-07-02 2015-03-17 Powermat Technologies Ltd. Energy efficient inductive power transmission system and method
US11979201B2 (en) 2008-07-02 2024-05-07 Powermat Technologies Ltd. System and method for coded communication signals regulating inductive power transmissions
JP6276772B2 (ja) * 2012-10-16 2018-02-07 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 無線誘導電力伝送
CN105556875B (zh) * 2013-09-20 2018-01-16 精工电子有限公司 电子设备、通信系统以及电子设备的控制方法
KR102074947B1 (ko) * 2013-12-23 2020-02-07 삼성전자 주식회사 Nfc 안테나 모듈 및 이를 포함하는 nfc 모듈
JP6285239B2 (ja) 2014-03-26 2018-02-28 京セラ株式会社 電子機器、および電力伝送システム
JP6395535B2 (ja) 2014-03-31 2018-09-26 ローム株式会社 受電装置、送電装置及び非接触給電システム
CN108565920B (zh) * 2014-06-12 2021-07-27 深圳市大疆创新科技有限公司 一种充电系统、供电装置及飞行器
KR102257688B1 (ko) * 2014-07-23 2021-05-31 엘지이노텍 주식회사 무선 충전 및 근거리 통신 겸용 송신 장치
US9787088B2 (en) * 2014-09-19 2017-10-10 Qualcomm Technologies International, Ltd. Overvoltage protection for NFC devices
KR20170088834A (ko) * 2014-10-01 2017-08-02 휴마복스 엘티디. 조합된 rf 충전 및 통신 모듈 및 사용 방법
KR102324342B1 (ko) * 2014-12-24 2021-11-10 삼성에스디아이 주식회사 무선 충전과 근거리 통신 기능을 갖는 배터리 팩
US9483097B2 (en) * 2015-01-16 2016-11-01 Diwin Technology Co., Ltd. Power-free wireless operation device of portable electronic device
JP6405253B2 (ja) 2015-01-28 2018-10-17 ローム株式会社 非接触給電システム
US10164483B2 (en) * 2015-03-17 2018-12-25 Semiconductor Components Industries, Llc Tunable resonant inductive coil systems for wireless power transfer and near field communications
JP6650219B2 (ja) 2015-06-25 2020-02-19 ローム株式会社 送電装置及び非接触給電システム
JP6845624B2 (ja) 2015-07-08 2021-03-17 ローム株式会社 送電装置、受電装置及び非接触給電システム
EP3331129B1 (en) 2015-08-26 2020-04-08 Rohm Co., Ltd. Power transmission apparatus and non-contact power supply system
JP6466587B2 (ja) * 2015-09-11 2019-02-06 ローム株式会社 非接触給電システム
JP6634261B2 (ja) 2015-10-15 2020-01-22 ローム株式会社 送電装置及び非接触給電システム
JP6702688B2 (ja) 2015-10-22 2020-06-03 キヤノン株式会社 無線電力伝送システム及び受電装置
US10700554B2 (en) 2015-11-13 2020-06-30 Rohm Co., Ltd. Power reception device and non-contact power feeding system
JP2017112706A (ja) 2015-12-16 2017-06-22 東芝テック株式会社 携帯端末装置
US20170264128A1 (en) * 2016-03-14 2017-09-14 Andrew Chen Wireless Electrical Charging System
KR20170138141A (ko) * 2016-06-07 2017-12-15 현대자동차주식회사 Ffv 차량용 연료 센서
CN109565185B (zh) 2016-08-05 2022-10-14 夏普株式会社 通信装置、控制程序以及非接触供电系统
JP6730135B2 (ja) * 2016-08-25 2020-07-29 ラピスセミコンダクタ株式会社 送電装置、受電装置、給電システム及び送電方法
CN108242826A (zh) * 2016-12-27 2018-07-03 全亿大科技(佛山)有限公司 无线充电发射器和无线充电方法
FR3062937A1 (fr) * 2017-02-14 2018-08-17 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Activation d'un dispositif nfc
FR3063845B1 (fr) * 2017-03-10 2019-04-19 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Protection d'un routeur nfc contre des surtensions
JP7187135B2 (ja) * 2017-05-16 2022-12-12 ラピスセミコンダクタ株式会社 無線受電装置、無線給電装置、無線電力伝送システム、及び無線受電装置の過大磁界保護方法
JP6968605B2 (ja) * 2017-07-14 2021-11-17 シャープ株式会社 受電装置、受電方法、受電プログラム、非接触給電システム、および非接触給電方法
KR20190024435A (ko) * 2017-08-31 2019-03-08 코나아이 (주) 전원 공급 방법 및 이를 이용한 전자 카드
JP6939301B2 (ja) * 2017-09-14 2021-09-22 オムロン株式会社 Rfタグ回路
CN109698713A (zh) * 2017-10-20 2019-04-30 南京启纬智芯微电子有限公司 具有能量管理功能的nfc接口
WO2019076366A1 (zh) * 2017-10-20 2019-04-25 南京启纬智芯微电子有限公司 具有能量管理功能的nfc接口
CN107872101B (zh) * 2017-11-24 2019-11-15 深圳市文鼎创数据科技有限公司 一种nfc天线取电装置
DE102018121408B3 (de) * 2018-09-03 2020-01-23 Infineon Technologies Ag Schaltung zur drahtlosen datenübertragung mit temperaturregelung
US11257734B2 (en) 2020-01-08 2022-02-22 Microchip Technology Inc. Thermal management package and method
EP4258516A1 (en) * 2022-04-07 2023-10-11 Panthronics AG Wireless charging with reconfigurable rf waveform
JP2023174262A (ja) * 2022-05-27 2023-12-07 京セラ株式会社 受電装置及び制御方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5455466A (en) * 1993-07-29 1995-10-03 Dell Usa, L.P. Inductive coupling system for power and data transfer
JPH11168837A (ja) * 1997-10-01 1999-06-22 Casio Comput Co Ltd 携帯通信機器用充電装置
JP3777908B2 (ja) * 1999-09-30 2006-05-24 セイコーエプソン株式会社 電子機器および電子機器の制御方法
JP2009005142A (ja) * 2007-06-22 2009-01-08 Nec Saitama Ltd アンテナ装置及びこれを用いた携帯端末
JP2009027781A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Seiko Epson Corp 受電制御装置、受電装置、無接点電力伝送システム、充電制御装置、バッテリ装置および電子機器
KR101494900B1 (ko) * 2007-07-25 2015-02-24 삼성전자주식회사 충전 장치 식별을 통한 충전 기능을 갖는 휴대 단말기 및방법
WO2009050624A2 (en) * 2007-10-15 2009-04-23 Nxp B.V. Method of controlling a power transfer system and power transfer system
JP5398160B2 (ja) * 2008-03-31 2014-01-29 パナソニック株式会社 電子機器、充電器、及び電子機器充電システム
JP5247215B2 (ja) * 2008-04-04 2013-07-24 キヤノン株式会社 通信装置及びその制御方法
JP4823295B2 (ja) * 2008-11-21 2011-11-24 日本電信電話株式会社 センサノードチップおよびセンサノードシステム
CN103296784B (zh) * 2008-12-12 2015-09-02 翰林Postech株式会社 非接触输电设备的电力传输的控制方法及非接触输电设备
JP4835697B2 (ja) * 2009-01-08 2011-12-14 パナソニック電工株式会社 非接触電力伝送回路
JP2010207074A (ja) * 2009-02-09 2010-09-16 Nec Corp 無接点充電制御システム、無接点充電制御装置および無接点充電制御方法
JP5463932B2 (ja) * 2010-01-26 2014-04-09 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法および情報処理システム
JP4982598B2 (ja) * 2010-09-07 2012-07-25 株式会社東芝 無線電力伝送システム、該システムの送電装置および受電装置
US9219378B2 (en) * 2010-11-01 2015-12-22 Qualcomm Incorporated Wireless charging of devices
US8983374B2 (en) * 2010-12-13 2015-03-17 Qualcomm Incorporated Receiver for near field communication and wireless power functionalities
US9385786B2 (en) * 2011-12-14 2016-07-05 Marvell World Trade Ltd. Method and apparatus for charging a battery in a mobile device through a near field communication (NFC) antenna
JP5857861B2 (ja) * 2011-12-21 2016-02-10 ソニー株式会社 給電装置、給電システムおよび電子機器
JP5849842B2 (ja) * 2011-12-21 2016-02-03 ソニー株式会社 給電装置、給電システムおよび電子機器
US9570931B2 (en) * 2011-12-22 2017-02-14 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Electronic device and electronic device charging system
JP2013191913A (ja) * 2012-03-12 2013-09-26 Renesas Electronics Corp ワイヤレス充電回路、ワイヤレス充電システム及び半導体装置
JP5899306B2 (ja) * 2012-03-14 2016-04-06 パイオニア株式会社 非接触充電システム、非接触送電装置及び方法、並びに非接触受電装置及び方法
JP2014168365A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Renesas Electronics Corp ワイヤレス給電システム
JP6110236B2 (ja) * 2013-07-02 2017-04-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 受電装置及び非接触給電システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017138691A1 (ko) * 2016-02-12 2017-08-17 주식회사 맵스 무선통신장치를 보호하기 위한 장치 및 이를 포함하는 무선통신장치
US10714981B2 (en) 2016-02-12 2020-07-14 Maps, Inc. Apparatus for protecting wireless communication device and wireless communication device comprising same
WO2018048111A1 (ko) * 2016-09-08 2018-03-15 엘지이노텍(주) 근거리 통신 안테나를 포함하는 무선 전력 수신기의 제어 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN103580101A (zh) 2014-02-12
JP5836898B2 (ja) 2015-12-24
US20140035521A1 (en) 2014-02-06
JP2014033504A (ja) 2014-02-20
US9160196B2 (en) 2015-10-13
US20160013683A1 (en) 2016-01-14
CN103580101B (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5836898B2 (ja) 通信装置およびその動作方法
EP2235839B1 (en) Near field rf communicators
US8588682B2 (en) Near field RF communicators having refined energy sharing characterisitics utilizing improved shunt current control
US10333354B2 (en) Contactless communication medium and electronic device using the same
US9020424B2 (en) NFC device combining components of antenna driver and shunt regulator
US10411762B2 (en) Electronic apparatus
KR102096681B1 (ko) 통신 장치, 통신 방법, 집적 회로, 및 전자 기기
US9026046B2 (en) Load modulating regulator for a near filed communication device
US10361593B2 (en) Dual frequency HF-UHF identification device
US9923605B2 (en) Electronic apparatus
US20180262002A1 (en) Protection of an nfc router against overvoltage
US9182771B2 (en) Voltage regulation of near field communication communicators
US6262903B1 (en) Direct-current power supply circuit having control sections with at least one control section having priority over another control section
US8792844B2 (en) Electronic circuit arrangement for receiving low frequency electro-magnetic waves with an adjustable attenuator element
CN108429689B (zh) 一种nfc路由器及系统
US8328105B2 (en) Semiconductor device
KR20200052155A (ko) Uhf rfid 신호와 nfc 신호를 처리할 수 있는 집적 회로, 및 전자 태그
EP1508871B1 (en) Data communication device
CN107209868B (zh) 接收器电路
US20230064494A1 (en) Voltage limiter
US9774371B1 (en) Near field communication device and system
Chao et al. An inductively powered converter for implantable biochemical sensor signal processing system

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid