基于单天线的无线充电和近场通信控制装置及其用户终端制造方法及图纸

公开了一种基于单天线的无线充电和近场通信控制装置及其用户终端。根据一个实施方式的基于单天线的无线充电和近场通信控制装置包括：开关控制单元，其用于根据电力接收器中的整流器的输入信号来检测谐振频率并且确定检测到的谐振频率是用于使用单天线进行无线充电的第一频率还是用于使用单天线进行近场通信的第二频率，以生成控制信号；以及开关，其根据从开关控制单元接收到的控制信号被导通/关断以用于无线充电或近场通信。

Wireless charging and near field communication control device based on single antenna and user terminal thereof

A wireless charging and near field communication control device based on a single antenna and a user terminal are disclosed. A single antenna based wireless charging and near field communication control device based on one embodiment includes a switch control unit for detecting the resonant frequency according to the input signal of the rectifier in the power receiver and determining that the detected resonant frequency is a first frequency for using a single antenna for wireless charging, or is the first frequency used for the use of a single antenna. The second frequency of a near field communication using a single antenna is used to generate a control signal; and a switch, which is turned on / off in accordance with the control signal received from the switch control unit for wireless charging or near field communication.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于单天线的无线充电和近场通信控制装置及其用户终端
本专利技术涉及用于无线充电和短程无线通信的技术。
技术介绍
通过形成几MHz到几十MHz频带的磁场来执行通信的短程通信模块被用于射频识别(在下文中称为RFID)模块、近场通信(在下文中称为NFC)模块等。特别地，使用NFC方法的各种应用被用于诸如智能电话的便携式终端，并且作为辅助支付设备而日益流行。同时，存在使用磁谐振的无线充电的方法。作为代表性磁谐振无线电力传输标准，无线电力联盟(下文中称为A4WP)方法使用6.78MHz的工业、科学和医学(ISM)频带，该频带对应于NFC模块的ISM频带(13.56MHz)的一半。为了接收A4WP电力，需要另外的A4WP天线，并且配置有A4WP天线的谐振器被设置为在6.78MHz的频率处谐振。相比之下，NFC模块在13.56MHz的ISM频带执行通信，并且需要配备有用于无线通信的NFC天线以及在13.56MHz的频率处产生谐振的谐振器。
技术实现思路
[技术问题]本专利技术旨在提供能够通过使用单天线来执行无线充电和短程通信的基于单天线的无线充电和近场通信控制装置及其用户终端。[技术方案]本专利技术的一个方面提供了一种用于控制基于单天线的无线充电和短程通信的装置，装置包括：开关控制器，其被配置成根据电力接收单元的整流器输入信号来检测谐振频率，确定检测到的谐振频率是用于使用单天线执行无线充电的第一频率还是用于使用单天线执行短程通信的第二频率，并且生成控制信号；以及开关，其被配置成根据从开关控制器接收到的控制信号被导通或关断，以执行无线充电或短程通信。开关控制器可以被配置成：当检测到的谐振频率是第一频率时确认可无线充电状态并且生成高电平的驱动信号以使开关导通，以阻止电力被提供给短程通信模块，并且保护短程通信模块；以及当检测到的谐振频率是第二频率时确认可短程通信状态，并且生成低电平的驱动信号以使开关关断以操作短程通信模块。电力接收单元可以使用无线电力联盟(A4WP)方法向电力发送单元发送无线电力信号或从电力发送单元接收无线电力信号。短程通信可以是近场通信(NFC)或射频识别(RFID)通信。用于无线充电的第一频率可以是6.78MHz，并且用于短程通信的第二频率可以是13.56MHz。开关可以具有连接至地电压的源极、连接至短程通信模块的漏极以及驱动电压从开关控制器被输入至的栅极。开关可以包括：第一开关，其具有连接至第一地电压的源极、连接至短程通信模块的漏极以及第一驱动电压从开关控制器被输入至的栅极；以及第二开关，其具有连接至第二地电压的源极、连接至短程通信模块的漏极以及第二驱动电压从开关控制器被输入至的栅极，其中，短程通信模块接收差分输入信号并且开关控制器接收差分输入信号。本专利技术的另一方面提供了一种用户终端，该用户终端包括：谐振器，其包括用于无线电力信号接收和短程通信的单天线；电力接收单元，其被配置成使用由谐振器谐振的第一频率信号来接收无线电力信号；短程通信模块，其被配置成使用由谐振器谐振的第二频率信号来执行无线通信；开关控制器，其被配置成根据电力接收单元的整流器输入信号来检测谐振频率，确定检测到的谐振频率是第一频率还是第二频率，并且生成控制信号；以及开关，其被配置成根据从开关控制器接收到的控制信号被导通或关断，以执行无线充电或短程通信。谐振器可以包括串联连接的天线和第三电容器并且还包括第一电容器和第二电容器，以形成谐振槽，其中，第一电容器可以串联连接至第二电容器并且可以并联连接至天线，并且第二电容器可以串联连接至第一电容器并且可以并联连接至天线，并且第一电容器与天线之间的连接节点可以被提供有地电压，第二电容器与第一电容器之间的连接节点可以连接至电力接收单元的输入端，并且第三电容器与开关之间的连接节点可以连接至短程通信模块的输入端。开关控制器可以被配置成：当检测到的谐振频率是第一频率时确认可无线充电状态，并且生成高电平的驱动信号以使开关导通，以阻止电力被提供给短程通信模块，并且保护短程通信模块；以及当检测到的谐振频率是第二频率时确认可短程通信状态，并且生成低电平的驱动信号以使开关关断以操作短程通信模块。[有益效果]根据本专利技术，可以使用单天线来执行无线充电和短程无线通信，而不是针对无线充电和短程无线通信使用不同的天线。此外，当大量电力从用于无线充电的电力发送单元被提供给电力接收单元时，阻止电力被过多地提供给被配置成发送和接收较低电力的短程通信模块，从而防止短程通信模块因功率过大而被损坏，并保护短程通信模块。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施方式的谐振器的电路图。图2是示出根据本专利技术的实施方式的当开关被关断时的NFC模块的操作的电路图。图3是示出根据本专利技术的实施方式的当开关被导通时的A4WPPRU的操作的电路图。图4是示出根据本专利技术的实施方式的其中NFC模块和A4WPPRU可使用单天线操作的用户终端的电路图。图5是示出根据本专利技术的实施方式的通过接收由NFC发送单元发送的能量来操作的NFC模块的仿真结果的波形图。图6是示出根据本专利技术的实施方式的通过接收由A4WPPTU发送的能量来操作的A4WPPRU的仿真结果的波形图。图7是示出根据本专利技术的另一实施方式的谐振器的电路图。图8是示出根据本专利技术的另一实施方式的其中NFC模块和A4WPPRU可使用单天线操作的用户终端的电路图。具体实施方式在下文中，将参照附图来详细描述本专利技术的实施方式。在实施方式的描述中，本文将省略相关的已知功能或结构的详细描述以避免使本专利技术的主题不清晰。另外，下面将描述的术语考虑本专利技术的实施方式的功能来定义并且可以随着用户、操作者或者客户的意图而改变。因此，术语的定义应当基于说明书的整体内容来确定。本专利技术是用于实现从用于无线充电的电力发送单元(在下文中被称为PTU)接收电力的电力接收单元(在下文中被称为PRU)以及通过使用单天线执行短程无线通信的短程通信模块的控制技术。在这种情况下，当从用于无线充电的PTU提供电力时，阻止电力信号被提供给短程通信模块，从而保护短程通信模块。根据实施方式的短程通信模块可以指在磁场中发送和接收无线信号的所有类型的通信模块，例如，近场通信(在下文中被称为NFC)模块或射频识别(在下文中被称为RFID)模块。短程通信模块在几MHz至几十MHz的频带中执行短程无线通信，并且例如NFC模块可以在13.56MHz的频带处发送或接收无线信号。根据实施方式的PTU和PRU使用无线电力联盟(在下文中被称为A4WP)方法。根据A4WP方法，A4WPPTU通过在6.78MHz频带处的磁谐振向A4WPPRU提供电力信号。然而，无线充电方法不限于A4WP方法。例如，用于低频带的无线充电联盟(WPC)所拥有的Qi方法以及电力事业联盟(PMA)方法是可用的。此外，在以与执行短程无线通信的频带不同的频带来执行无线充电(其甚至不遵循A4WP方法)时，例如当以4MHz的频率执行无线充电时，13.56MHz的频带的NFC模块和13.56MHz附近的频带的其他短程通信模块可以被保护。在下文中，为了方便起见，在以下描述中分别将NFC模块、A4WPPTU和A4WPPRU当作短程通信模块、电力发送单元和电力接收单元的示例，但本专利技术不限于此。图1是示出根据本专利技术的实施方式的谐振器的电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制基于单天线的无线充电和短程通信的装置，所述装置包括：开关控制器，其被配置成根据电力接收单元的整流器输入信号来检测谐振频率，确定检测到的谐振频率是用于使用单天线执行无线充电的第一频率还是用于使用所述单天线执行短程通信的第二频率，并且生成控制信号；以及开关，其被配置成根据从所述开关控制器接收到的控制信号被导通或关断以执行无线充电或短程通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.16 KR 10-2015-0160684;2015.12.08 KR 10-2011.一种用于控制基于单天线的无线充电和短程通信的装置，所述装置包括：开关控制器，其被配置成根据电力接收单元的整流器输入信号来检测谐振频率，确定检测到的谐振频率是用于使用单天线执行无线充电的第一频率还是用于使用所述单天线执行短程通信的第二频率，并且生成控制信号；以及开关，其被配置成根据从所述开关控制器接收到的控制信号被导通或关断以执行无线充电或短程通信。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述开关控制器被配置成：当检测到的谐振频率是所述第一频率时确认可无线充电状态，并且生成高电平的驱动信号以使所述开关导通，以阻止电力被提供给短程通信模块，并且保护所述短程通信模块；以及当检测到的谐振频率是所述第二频率时确认可短程通信状态，并且生成低电平的驱动信号以使所述开关关断，以操作所述短程通信模块。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电力接收单元使用无线电力联盟(A4WP)方法向电力发送单元发送无线电力信号或者从电力发送单元接收无线电力信号。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述短程通信是近场通信(NFC)或射频识别(RFID)通信。5.根据权利要求1所述的装置，其中，用于无线充电的所述第一频率是6.78MHz，并且用于短程通信的所述第二频率是13.56MHz。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述开关具有连接至地电压的源极、连接至短程通信模块的漏极以及驱动电压从所述开关控制器被输入至的栅极。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述开关包括：第一开关，其具有连接至第一地电压的源极、连接至短程通信模块的漏极以...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锺泰，秦基雄，朴成旼，高旼廷，李东洙，李锺勋，申铉翊，李焌，
申请(专利权)人：曼珀斯有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR