基于NFC的供电电路与具有该供电电路的无源电子终端制造技术

一种基于NFC的供电电路与具有该供电电路的无源电子终端。供电电路包括天线模块、第一和第二储能模块、微控制单元电路以及驱动电路。其中，在NFC设备靠近线圈时，建立能量传输通道，线圈产生第一能量至第一储能电容进行第一储能，并提供给微控制单元电路以启动其开始正常工作；在NFC设备检测到天线反馈信号时，建立通讯传输通道，且传送NFC载波信号至天线模块，线圈产生第二能量至第二储能电容进行第二储能，其中第二能量大于第一能量且第二储能电容的电容值大于第一储能电容的电容值，微控制单元电路接收指令并传送至驱动电路，由其通过第二储能电容释放的能量驱动负载。本实用新型专利技术反向供电的响应速度快。

【技术实现步骤摘要】
基于NFC的供电电路与具有该供电电路的无源电子终端
本技术涉及一种供电电路，特别是涉及一种基于NFC的供电电路与具有该供电电路的无源电子终端。
技术介绍
随着无线技术的发展，基于NFC(NearFieldCommunication，NFC，近场通讯)技术的产品及应用也得到了飞速发展，尤其是在公交、门禁、移动支付、身份识别、航空包裹和行李识别、邮件分选、仓储以及电子防伪等支付和通信领域得到广泛应用。但在无线供电领域，以及在物联网应用领域，可以同时无线近场通信和反向电源(例如将手机等移动终端作为移动电源给其他设备进行充电一般称为反向充电，此时手机等移动终端即可被称为“反向电源”，而从电源将电充入手机一般称为正向充电)的应用上，基本上是属于空白，而物联网的应用越来越广泛，移动终端便捷体验已越来越受大众欢迎，但目前市面上的物联网设备全都使用电池供电或外部电源供电方式，有些号称超低功耗或无功耗的设备，还是要靠外部接触式供电或昂贵的专用无线设备无线传输微弱的电量，还远远达不到实用的阶段，更没法普及使用。目前市面上号称无源电子产品，例如电子锁，其内部没有电池，其主要依靠专用设备外部接触式触点供电和通信进行工作；再例如NFC加密卡，其需要专用读卡器工作，而且输出功率非常小，只能微安级工作，这些产品都大多处于初级使用阶段或概念阶段，其主要有两个缺点，一个是天线收集的能量小，无法真正做到可靠可持续供电；一个是为了带载能力强，其外部储能介质，电容大，导致NFC通信双向读写握手工作检测时，由于储能电容吸收能量太大，导致接收端响应变慢和失败率高，影响用户体验。例如，现有的NFC设备(例如移动终端)为节省电量，平常只是定时检测的方式，当靠近被检测物时，才去感应有无天线反馈信号。并且，NFC载波信号一般是间隙式的只开很短的时间，一旦检测到天线后，NFC设备才将NFC载波信号全部打开以进行通讯保障。如果无源电子设备在靠近检测时，需要吸收很大的能量，会导致NFC设备的NFC载波信号衰减过大，无法与标签双向建立连接或容易断开连接，无法连接也就导致NFC设备的NFC载波信号不会全部打开，只有无源电子设备的储能电容电压升到一定程度后，NFC设备才能检测到天线通信，继而与天线建立连接，并控制电路工作，但这个延时比较长，严重影响了用户的体验。因此，如何提供一种响应速度快且能够真正实现反向供电的供电电路来解决现有技术所面临的问题，例如储能介质在各种恶劣环境下效率低、响应慢、互相干扰等核心问题，实为本领域急需解决的课题。
技术实现思路
针对上述现有技术的一个或多个缺陷，本技术的目的在于提供一种基于NFC的供电电路与具有该供电电路的无源电子终端，可以真正实现反向供电并且响应速度快。为了实现上述目的，本技术提供了一种基于NFC的供电电路，其特点在于，包括：一天线模块，其内置有NFC芯片并具有一线圈及一电压输出节点；一第一储能模块，通过该电压输出节点与该线圈相连接并具有一第一储能电容；一第二储能模块，通过该电压输出节点与该线圈相连接并具有一第二储能电容及控制该第二储能电容充电开启/关闭的开关，该第二储能电容的电容值大于该第一储能电容的电容值；一微控制单元电路，通过该电压输出节点与该线圈、该第一储能模块、该第二储能模块相连接；一驱动电路，与该微控制单元电路相连接，并通过该电压输出节点与该第二储能电容相连接；其中，在该NFC设备靠近该天线模块的该线圈时，通过该线圈建立该天线模块与该NFC设备之间的能量传输通道，且该线圈通过磁场谐振产生一第一能量至该第一储能电容进行第一储能，并提供给该微控制单元电路以启动该微控制单元电路开始正常工作；在该NFC设备检测到该天线模块反馈的一天线反馈信号时，通过该线圈建立该天线模块与该NFC设备之间的通讯传输通道，且该NFC设备通过该通讯传输通道传送NFC载波信号至该天线模块，该天线模块的该线圈通过接收该NFC载波信号产生一第二能量至该第二储能电容进行第二储能，其中该第二能量大于该第一能量，且该微控制单元电路接收该NFC芯片发出的指令并传送至一驱动电路，该驱动电路接收该指令并通过该第二储能电容释放的能量驱动一负载。在本技术的一实施例中，所述的基于NFC的供电电路还包括：整流电路，其具有两个输入节点和两个输出节点，所述两个输入节点分别与该线圈的两端相连接，所述两个输出节点中的一者与所述电压输出节点相连接，所述两个输出节点中的另一者接地，其中所产生的该第一能量和该第二能量是通过该整流电路转换为稳压的直流电能传送至该第一储能电容和第二储能电容。在本技术的一实施例中，该整流电路是由四个第一二极管组成的全桥整流电路；及/或，该第一储能电容的正端连接至该电压输出节点，该第一储能电容的负端连接至该整流电路的所述两个输出节点中的该另一者并同时接地。在本技术的一实施例中，该第二储能模块的所述开关包括第一晶体管开关和第二晶体管开关，且该第二储能模块还包括一第二二极管，其中，该第一晶体管开关，其第一端连接至该微控制单元电路，其第二端连接至该第二晶体管开关的第一端，其第三端接地；该第二晶体管开关，其第二端连接至该电压输出节点，其第三端连接至该第二储能电容的正端；该第二储能电容的负端连接至该第一晶体管的第三端并同时接地；该第二二极管的正端连接至该第二储能电容的正端，该第二二极管的负端连接至该电压输出节点并连接至该微控制单元电路及该驱动电路；其中，在进行第一储能时，该微控制单元电路通过关闭该第一晶体管开关和该第二晶体管开关使该第二储能电容处于不吸收能量的充电关闭状态；在进行第二储能时，该微控制单元电路通过开启该第一晶体管开关和该第二晶体管开关使该第二储能电容处于吸收能量的充电开启状态。在本技术的一实施例中，该微控制单元电路是在该电压输出节点检测到该线圈的输出电压升高时控制所述开关开启使该第二储能电容处于吸收能量的充电开启状态，以进行第二储能；及/或，该微控制单元电路是在该第二储能电容在进行第二储能至足以驱动负载的匹配状态时开始响应接收来自该NFC芯片的该指令。为了实现上述目的，本技术另提供一种无源电子终端，其特点在于，其具有如上所述的供电电路。在本技术的另一实施例中，该无源电子终端为电子锁。本技术通过将电路中的储能介质(例如电容)分为一级供电系统(即通过第一储能电容进行第一储能和供电)和二级供电系统(即通过第二储能电容进行第二储能和供电)，可以直接吸收NFC设备(例如移动终端，手机)的反向能量，把物联网产品从有电池的设计提升到无电池实用的程度，为无源物联网产品广泛应用打下技术基础，并得到快速民用普及。本技术的优点在于：无外接电源，零功耗，反向供电响应快，输出功率高，电路简单，成本低，解决了NFC无线供电在物联网产品中满足通信和供电及加密的多任务处理的应用空白，真正在多领域大批量商用的价值，减少未来传统电子产品依赖使用一次性电池和电池对环境带来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NFC的供电电路，其特征在于，包括：/n一天线模块，其内置有NFC芯片并具有一线圈及一电压输出节点；/n一第一储能模块，通过该电压输出节点与该线圈相连接并具有一第一储能电容；/n一第二储能模块，通过该电压输出节点与该线圈相连接并具有一第二储能电容及控制该第二储能电容充电开启/关闭的开关，该第二储能电容的电容值大于该第一储能电容的电容值；/n一微控制单元电路，通过该电压输出节点与该线圈、该第一储能模块、该第二储能模块相连接；/n一驱动电路，与该微控制单元电路相连接，并通过该电压输出节点与该第二储能电容相连接；/n其中，在该NFC设备靠近该天线模块的该线圈时，通过该线圈建立该天线模块与该NFC设备之间的能量传输通道，且该线圈通过磁场谐振产生一第一能量至该第一储能电容进行第一储能，并提供给该微控制单元电路以启动该微控制单元电路开始正常工作；/n在该NFC设备检测到该天线模块反馈的一天线反馈信号时，通过该线圈建立该天线模块与该NFC设备之间的通讯传输通道，且该NFC设备通过该通讯传输通道传送NFC载波信号至该天线模块，该天线模块的该线圈通过接收该NFC载波信号产生一第二能量至该第二储能电容进行第二储能，其中该第二能量大于该第一能量，且该微控制单元电路接收该NFC芯片发出的指令并传送至一驱动电路，该驱动电路接收该指令并通过该第二储能电容释放的能量驱动一负载。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于NFC的供电电路，其特征在于，包括：
一天线模块，其内置有NFC芯片并具有一线圈及一电压输出节点；
一第一储能模块，通过该电压输出节点与该线圈相连接并具有一第一储能电容；
一第二储能模块，通过该电压输出节点与该线圈相连接并具有一第二储能电容及控制该第二储能电容充电开启/关闭的开关，该第二储能电容的电容值大于该第一储能电容的电容值；
一微控制单元电路，通过该电压输出节点与该线圈、该第一储能模块、该第二储能模块相连接；
一驱动电路，与该微控制单元电路相连接，并通过该电压输出节点与该第二储能电容相连接；
其中，在该NFC设备靠近该天线模块的该线圈时，通过该线圈建立该天线模块与该NFC设备之间的能量传输通道，且该线圈通过磁场谐振产生一第一能量至该第一储能电容进行第一储能，并提供给该微控制单元电路以启动该微控制单元电路开始正常工作；
在该NFC设备检测到该天线模块反馈的一天线反馈信号时，通过该线圈建立该天线模块与该NFC设备之间的通讯传输通道，且该NFC设备通过该通讯传输通道传送NFC载波信号至该天线模块，该天线模块的该线圈通过接收该NFC载波信号产生一第二能量至该第二储能电容进行第二储能，其中该第二能量大于该第一能量，且该微控制单元电路接收该NFC芯片发出的指令并传送至一驱动电路，该驱动电路接收该指令并通过该第二储能电容释放的能量驱动一负载。


2.根据权利要求1所述的基于NFC的供电电路，其特征在于，还包括：
整流电路，其具有两个输入节点和两个输出节点，所述两个输入节点分别与该线圈的两端相连接，所述两个输出节点中的一者与所述电压输出节点相连接，所述两个输出节点中的另一者接地，其中所产生的该第一能量和该第二能量是通过该整流电路转换为稳压的直流电能传送至该第一储能电容和第二储能电容。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳红军，
申请(专利权)人：深圳市物联云信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44