TWI463413B - 電子卡片 - Google Patents

Description

電子卡片

本發明是有關於一種電子卡片，且特別是有關於一種配置有電池的電子卡片。

在現代，電子卡片(如信用卡、門禁卡)已被大量使用，而成為現代人不可或缺的電子產品之一。並且，隨著半導體技術的進步，單一晶片內的電路複雜度提高，以致於單一晶片所具備的功能越來越多，並且晶片的面積亦趨於輕薄化。為了使電子卡片足以提供多樣化的功能，於是將電池配置於電子卡片中，以透過足夠的電力來驅動較複雜的電路。

一般而言，配置於電子卡片中的電池會在壓製電子卡片時即封裝進去，因此電子卡片的電池無法輕易替換。依據上述，若電子卡片的電池電力用完時，則可能會電力不足而使電子卡片無法正常運作，但此時無法針對電池進行替換，必須整張電子卡片都替換掉。因此，如何延長電子卡片中電池的使用壽命則成為設計電子卡片的一個重要的課題。

本發明提供一種電子卡片，可延長其內部電池的使用壽命。

本發明提出一種電子卡片，包括天線線圈、電池、晶片、顯示單元、控制單元及電源管理單元。天線線圈用以提供感應電壓。電池用以提供電池電壓。電源管理單元耦接天線線圈、電池、晶片、顯示單元及控制單元，用以偵測感應電壓的電力狀態、晶片的電力消耗、顯示單元的電力消耗及控制單元的電力消耗。控制單元依據感應電壓的電力狀態、晶片的電力消耗、顯示單元的電力消耗及控制單元的電力消耗控制電源管理單元選擇性地將感應電壓及/或電池電壓傳送至晶片、顯示單元及/或控制單元。

在本發明之一實施例中，當感應電壓的電力狀態大於等於晶片的電力消耗時，控制單元控制電源管理單元將感應電壓傳送至晶片。

在本發明之一實施例中，當感應電壓的電力狀態大於等於晶片的電力消耗與顯示單元的電力消耗的總和時，控制單元控制電源管理單元將感應電壓傳送至晶片及顯示單元。

在本發明之一實施例中，當感應電壓的電力狀態大於等於晶片的電力消耗及控制單元的電力消耗的總和時，控制單元控制電源管理單元將感應電壓傳送至晶片及控制單元。

在本發明之一實施例中，當感應電壓的電力狀態大於等於晶片的電力消耗、顯示單元的電力消耗與控制單元的電力消耗的總和時，控制單元控制電源管理單元將感應電壓傳送至晶片、顯示單元及控制單元。

在本發明之一實施例中，電源管理單元包括第一多工器、第二多工器、第三多工器及偵測單元。第一多工器具有第一輸入端、第二輸入端、第一控制端及第一輸出端，其中第一輸入端接收感應電壓，第二輸入端接收電池電壓，第一控制端耦接控制單元，第一輸出端耦接晶片。第二多工器具有第三輸入端、第四輸入端、第二控制端及第二輸出端，其中第三輸入端接收感應電壓，第四輸入端接收電池電壓，第二控制端耦接控制單元，第二輸出端耦接顯示單元。第三多工器具有第五輸入端、第六輸入端、第三控制端及第三輸出端，其中第五輸入端接收感應電壓，第六輸入端接收電池電壓，第三控制端耦接控制單元，第三輸出端耦接控制單元。偵測單元接收感應電壓以偵測感應電壓的電力狀態，且耦接晶片、顯示單元及控制單元以偵測晶片的電力消耗、顯示單元的電力消耗及控制單元的電力消耗。控制單元依據感應電壓的電力狀態、晶片的電力消耗、顯示單元的電力消耗及控制單元的電力消耗控制第一多工器、第二多工器及第三多工器是否將感應電壓傳送至晶片、顯示單元及控制單元的全部、部分或其中之一，以及控制第一多工器、第二多工器及第三多工器將電池電壓傳送至晶片、顯示單元及控制單元中未接收到感應電壓的部分。

在本發明之一實施例中，顯示單元包括顯示元件及驅動單元。驅動單元耦接電源管理單元及顯示元件，用以接收感應電壓或電池電壓，且驅動顯示元件進行顯示。

在本發明之一實施例中，上述顯示元件為顯示面板。並且，顯示面板為一電子紙顯示面板。

在本發明之一實施例中，上述晶片為安全晶片。

在本發明之一實施例中，上述控制單元為微控制器。

在本發明之一實施例中，上述電池為薄膜電池。

基於上述，本發明實施例的電子卡片，電源管理單元偵測感應電壓的電力狀態、晶片的電力消耗、顯示單元的電力消耗及控制單元的電力消耗，而控制單元會依據感應電壓的電力狀態、晶片的電力消耗、顯示單元的電力消耗及控制單元的電力消耗控制電源管理單元選擇性地將感應電壓及/或電池電壓傳送至晶片、顯示單元及/或控制單元。藉此，可降低電池的電力負荷，以延長電池的使用壽命。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為依據本發明一實施例的電子卡片的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，電子卡片100包括天線線圈110、電池120、晶片130、顯示單元140、控制單元150及電源管理單元160。天線線圈110用以感應一外部電場，而提供一感應電壓Vind，其中當天線線圈110感應到較強的外部電場時，感應電壓Vind的電力狀態(如電壓及電流)會較高，當天線線圈110感應到較弱的外部電場或未感測到外部電場時，感應電壓Vind的電力狀態(如電壓及電流)會較低，甚至為零。電池120用以提供一電池電壓VBT。

電源管理單元160耦接天線線圈110、電池120、晶片130、顯示單元140及控制單元150，用以偵測感應電壓Vind的電力狀態、晶片130的電力消耗、顯示單元140的電力消耗及控制單元150的電力消耗。其中，晶片130的電力消耗可透過晶片130所接收的操作用電壓及操作用電流而得知，顯示單元140的電力消耗及控制單元150的電力消耗亦可透過相同方式得知。並且，依據運作狀態的不同，晶片130的電力消耗、顯示單元140的電力消耗及控制單元150的電力消耗可能會依據運作狀態而變。

接著，控制單元150會依據感應電壓Vind的電力狀態、晶片130的電力消耗、顯示單元140的電力消耗及控制單元150的電力消耗控制電源管理單元160選擇性地將感應電壓Vind及/或電池電壓VBT傳送至晶片130、顯示單元140及/或控制單元150。

在本實施例中，當感應電壓Vind的電力狀態小於晶片130的電力消耗時，控制單元150會控制電源管理單元160將電池電壓VBT傳送至晶片130、顯示單元140及控制單元150，以使晶片130、顯示單元140及控制單元150可利用電池電壓VBT進行操作。當感應電壓Vind的電力狀態大於等於晶片130的電力消耗時，控制單元150會控制電源管理單元160將感應電壓Vind傳送至晶片130，而電池電壓VBT仍會傳送至顯示單元140及控制單元150，以使晶片130可利用感應電壓Vind進行操作，以降低電池120的電力負荷，進而延長電池120的使用壽命。

接著，當感應電壓Vind的電力狀態大於等於晶片130的電力消耗與顯示單元140的電力消耗的總和時，控制單元150控制電源管理單元160將感應電壓Vind傳送至晶片130及顯示單元140，而電池電壓VBT仍會傳送至控制單元150，以使晶片130及顯示單元140可利用感應電壓Vind進行操作，以更降低電池120的電力負荷。另一方面，當感應電壓Vind的電力狀態大於等於晶片130的電力消耗及控制單元150的電力消耗的總和時，控制單元150控制電源管理單元160將感應電壓Vind傳送至晶片130及控制單元150，而電池電壓VBT仍會傳送至顯示單元140，以使晶片130及控制單元150可利用感應電壓Vind進行操作，以更降低電池120的電力負荷。

在本實施例中，傳送感應電壓Vind的優先順序可以是晶片130、顯示單元140、控制單元150，或者是晶片130、控制單元150、顯示單元140，此可依據本領域通常知識者自行設定。更者，控制單元150可依據條件滿足的前後決定感應電壓Vind的傳送順序，亦即在感應電壓Vind的電力狀態大於等於晶片130的電力消耗與顯示單元140的電力消耗的總和後，不判斷感應電壓Vind的電力狀態是否大於等於晶片130的電力消耗及控制單元150的電力消耗的總和，反之亦同。

接著，當感應電壓Vind的電力狀態大於等於晶片130的電力消耗、顯示單元140的電力消耗與控制單元150的電力消耗的總和時，控制單元150控制電源管理單元160將感應電壓Vind傳送至晶片130、顯示單元140及控制單元150，以使晶片130、顯示單元140及控制單元150可利用感應電壓Vind進行操作，而電池120的電力負荷可降低最低。

在本發明的實施例中，電池120可以為一薄膜電池，晶片130可以為一安全晶片，控制單元150可以為一微控制器，但本發明的實施例不以此為限。

圖2為圖1依據本發明一實施例的電源管理單元的電路示意圖。請參照圖1及圖2，在本實施例中，電源管理單元包括第一多工器MX1、第二多工器MX2、第三多工器MX3及偵測單元210。第一多工器MX1具有第一輸入端E1、第二輸入端E2、第一控制端C1及第一輸出端O1。第一輸入端E1接收感應電壓Vind，第二輸入端E2接收電池電壓VBT，第一控制端C1耦接控制單元150，第一輸出端O1耦接晶片130。

第二多工器MX2具有第三輸入端E3、第四輸入端E4、第二控制端C2及第二輸出端O2。第三輸入端E3接收感應電壓Vind，第四輸入端E4接收電池電壓VBT，第二控制端C2耦接控制單元150，第二輸出端耦接顯示單元140。第三多工器MX3具有第五輸入端E5、第六輸入端E6、第三控制端C3及第三輸出端O3。第五輸入端E5接收感應電壓Vind，第六輸入端E6接收電池電壓VBT，第三控制端C3耦接控制單元150，第三輸出端耦接控制單元150。

偵測單元210接收感應電壓Vind以偵測感應電壓Vind的電力狀態(如電壓及電流)，且耦接晶片130、顯示單元140及控制單元150以偵測晶片130的電力消耗、顯示單元140的電力消耗及控制單元150的電力消耗，並且將上述偵測到的訊息傳送至控制單元150。在本實施例中，偵測單元210可透過晶片130所接收的操作用電壓及操作用電流而得知晶片130的電力消耗，亦即偵測單元210可偵測多工器MX1提供至晶片130的電壓及電流得知晶片130的電力消耗，而顯示單元140的電力消耗及控制單元150的電力消耗亦可透過相同方式得知。

接著，控制單元150依據感應電壓Vind的電力狀態、晶片130的電力消耗、顯示單元140的電力消耗及控制單元150的電力消耗控制第一多工器MX1、第二多工器MX2及第三多工器MX3是否將感應電壓Vind傳送至晶片130、顯示單元140及控制單元150的全部、部分或其中之一，以及控制第一多工器MX1、第二多工器MX2及第三多工器MX3將電池電壓VBT傳送至晶片130、顯示單元140及控制單元150中未接收到感應電壓Vind的部分。

進一步來說，當感應電壓Vind的電力狀態小於晶片130的電力消耗時，控制單元150會控制第一多工器MX1、第二多工器MX2及第三多工器MX3將電池電壓VBT傳送至晶片130、顯示單元140及控制單元150。當感應電壓Vind的電力狀態大於等於晶片130的電力消耗時，控制單元150會控制第一多工器MX1將感應電壓Vind傳送至晶片130，以及控制第二多工器MX2及第三多工器MX3將電池電壓VBT傳送至顯示單元140及控制單元150。

當感應電壓Vind的電力狀態大於等於晶片130的電力消耗與顯示單元140的電力消耗的總和時，控制單元150控制第一多工器MX1、第二多工器MX2將感應電壓Vind傳送至晶片130及顯示單元140，以及控制第三多工器MX3將電池電壓VBT傳送至控制單元150。另一方面，當感應電壓Vind的電力狀態大於等於晶片130的電力消耗及控制單元150的電力消耗的總和時，控制單元150控制第一多工器MX1、第三多工器MX3將感應電壓Vind傳送至晶片130及控制單元150，以及控制第二多工器MX2將電池電壓VBT傳送至顯示單元140。

當感應電壓Vind的電力狀態大於等於晶片130的電力消耗、顯示單元140的電力消耗與控制單元150的電力消耗的總和時，控制單元150控制第一多工器MX1、第二多工器MX2及第三多工器MX3將感應電壓Vind傳送至晶片130、顯示單元140及控制單元150。

圖3為圖1依據本發明一實施例的顯示單元的電路示意圖。請參照圖1及圖3，在本實施例中，顯示單元140包括驅動單元310及顯示元件320。驅動單元310耦接電源管理單元160及顯示元件320，用以接收感應電壓Vind或電池電壓VBT，且驅動顯示元件320進行顯示。其中，顯示元件320可以為一顯示面板，並且可以是一電子紙顯示面板，但本發明實施例不以此為限。

綜上所述，本發明實施例的電子卡片，電源管理單元偵測感應電壓的電力狀態、晶片的電力消耗、顯示單元的電力消耗及控制單元的電力消耗，而控制單元會依據感應電壓的電力狀態、晶片的電力消耗、顯示單元的電力消耗及控制單元的電力消耗控制電源管理單元選擇性地將感應電壓及/或電池電壓傳送至晶片、顯示單元及/或控制單元。藉此，可降低電池的電力負荷，以延長電池的使用壽命。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．電子卡片

110．．．天線線圈

120．．．電池

130．．．晶片

140．．．顯示單元

150．．．控制單元

160．．．電源管理單元

210．．．偵測單元

310．．．驅動單元

320．．．顯示元件

C1．．．第一控制端

C2．．．第二控制端

C3．．．第三控制端

E1．．．第一輸入端

E2．．．第二輸入端

E3．．．第三輸入端

E4．．．第四輸入端

E5．．．第五輸入端

E6．．．第六輸入端

MX1．．．第一多工器

MX2．．．第二多工器

MX3．．．第三多工器

O1．．．第一輸出端

O2．．．第二輸出端

O3．．．第三輸出端

VBT．．．電池電壓

Vind．．．感應電壓

圖1為依據本發明一實施例的電子卡片的系統示意圖。

圖2為圖1依據本發明一實施例的電源管理單元的電路示意圖。

圖3為圖1依據本發明一實施例的顯示單元的電路示意圖。

100．．．電子卡片

110．．．天線線圈

120．．．電池

130．．．晶片

140．．．顯示單元

150．．．控制單元

160．．．電源管理單元

VBT．．．電池電壓

Vind．．．感應電壓

Claims (12)

1. 一種電子卡片，包括：一天線線圈，用以提供一感應電壓；一電池，用以提供一電池電壓；一晶片；一顯示單元；一控制單元；以及一電源管理單元，耦接該天線線圈、該電池、該晶片、該顯示單元及該控制單元，用以偵測該感應電壓的電力狀態、該晶片的電力消耗、該顯示單元的電力消耗及該控制單元的電力消耗；其中，該控制單元依據該感應電壓的電力狀態、該晶片的電力消耗、該顯示單元的電力消耗及該控制單元的電力消耗控制該電源管理單元選擇性地將該感應電壓及/或該電池電壓傳送至該晶片、該顯示單元及/或該控制單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子卡片，其中該當該感應電壓的電力狀態大於等於該晶片的電力消耗時，該控制單元控制該電源管理單元將該感應電壓傳送至該晶片。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電子卡片，其中當該感應電壓的電力狀態大於等於該晶片的電力消耗與該顯示單元的電力消耗的總和時，該控制單元控制該電源管理單元將該感應電壓傳送至該晶片及該顯示單元。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電子卡片，其中當該感應電壓的電力狀態大於等於該晶片的電力消耗及該控制單元的電力消耗的總和時，該控制單元控制該電源管理單元將該感應電壓傳送至該晶片及該控制單元。
5. 如申請專利範圍第2項所述之電子卡片，其中當該感應電壓的電力狀態大於等於該晶片的電力消耗、該顯示單元的電力消耗與該控制單元的電力消耗的總和時，該控制單元控制該電源管理單元將該感應電壓傳送至該晶片、該顯示單元及該控制單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電子卡片，其中該電源管理單元包括：一第一多工器，具有一第一輸入端、一第二輸入端、一第一控制端及一第一輸出端，該第一輸入端接收該感應電壓，該第二輸入端接收該電池電壓，該第一控制端耦接該控制單元，該第一輸出端耦接該晶片；一第二多工器，具有一第三輸入端、一第四輸入端、一第二控制端及一第二輸出端，該第三輸入端接收該感應電壓，該第四輸入端接收該電池電壓，該第二控制端耦接該控制單元，該第二輸出端耦接該顯示單元；一第三多工器，具有一第五輸入端、一第六輸入端、一第三控制端及一第三輸出端，該第五輸入端接收該感應電壓，該第六輸入端接收該電池電壓，該第三控制端耦接該控制單元，該第三輸出端耦接該控制單元；以及一偵測單元，接收該感應電壓以偵測該感應電壓的電力狀態，且耦接該晶片、該顯示單元及該控制單元以偵測該晶片的電力消耗、該顯示單元的電力消耗及該控制單元的電力消耗；其中，該控制單元依據該感應電壓的電力狀態、該晶片的電力消耗、該顯示單元的電力消耗及該控制單元的電力消耗控制該第一多工器、該第二多工器及該第三多工器是否將該感應電壓傳送至該晶片、該顯示單元及該控制單元的全部、部分或其中之一，以及控制該第一多工器、該第二多工器及該第三多工器將該電池電壓傳送至該晶片、該顯示單元及該控制單元中未接收到該感應電壓的部分。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電子卡片，其中該顯示單元包括：一顯示元件；以及一驅動單元，耦接該電源管理單元及該顯示元件，用以接收該感應電壓或該電池電壓，且驅動該顯示元件進行顯示。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子卡片，其中該顯示元件為一顯示面板。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子卡片，其中該顯示面板為一電子紙顯示面板。
10. 如申請專利範圍第1項所述之電子卡片，其中該晶片為一安全晶片。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電子卡片，其中該控制單元為一微控制器。
12. 如申請專利範圍第1項所述之電子卡片，其中該電池為一薄膜電池。