[发明专利]一种减小非接触智能卡芯片储能电容的实现方法

说明书

技术领域

本发明属于非接触智能卡芯片设计领域，具体涉及一种减小非接触智能卡芯片储能电容的实现方法，其利用非接触智能卡的相关国际标准ISO/IEC 14443TypeA标准特点，有效的将储能电容电平提高，从而实现了将占据非接触智能卡芯片较大面积的储能电容参数减小，从而降低储能电容面积、降低芯片实现成本。

背景技术

支持ISO/IEC 14443TypeA标准的非接触智能卡芯片，由于协议要求的读写器发送信号是通过Pause的形式实现，即Pause期间、读写器的射频场关闭，读写器停止提供非接触智能卡能量，所以在读写器发送Pause期间，非接触智能卡芯片的运行能量全部来自于储能电容，所以，通常储能电容在非接触智能卡芯片中所占的面积较大，属于芯片面积成本的不可低估的部分；而通常储能电容的电平被限幅在3V左右，在芯片内核电路工作电平最低在1.8V的情况下，储能电容的电平在Pause期间所允许的最低电压约在2V的水平，所以如果设储能电容参数为C0，则此储能电容所能提供的电荷电量约为C0(3V-2V)。

本发明提出的一种减小非接触智能卡芯片储能电容的实现方法，是巧妙的利用在读写器未发送Pause期间，读写器持续提供非接触智能卡能量，并且在此期间，利用电荷泵将储能电容电平升至6V左右；同样按照上面的Pause期间芯片所需的最低电压2V计算，对于芯片所需电量相同，则此种方式所需的高压储能电容为C1，由C1(6V-2V)＝C0(3V-2V)，得到C1仅需要C0/4即可实现同样的储能电荷电量，从而可以明显减小芯片面积成本。

发明内容

一种减小非接触智能卡芯片储能电容的实现方法包括如下的主要部分：整流桥、101(Pause检测电路)、102(电荷泵电路)、103(选通开关)、104(高压储能电容)、105(低压储能电容)。

整流桥：用于从非接射频场获取能量，并为后续电路模块供电，其输出节点与105(低压储能电容)相连，并且由电荷泵模块将此节点电平进行升压、并将电荷储蓄在104(高压储能电容)中。

101(Pause检测电路)：用于检测ISO/IEC 14443TypeA协议要求的电磁场调制信号，此调制信号来自于符合ISO/IEC 14443TypeA协议的读写器，101(Pause检测电路)对该读写器发送的Pause信号进行检测，且输出与读写器发送的Pause包络波形一致的方波信号。101(Pause检测电路)，用于检测读写器发送给非接触智能卡信号，非接触读写器发送Pause期间射频场属于关闭状态，检测电路输出信号为“低”电平，非接触读写器未发送Pause期间射频场处于持续载波阶段、能够提供非接触智能卡芯片能量，101(Pause检测电路)的输出信号为“高”电平。

102(电荷泵电路)：此模块功能是将从非接触射频场获取的能量升压后储蓄在104(高压储能电容)内，104(高压储能电容)的电压为5～6V区间，属于通常的5V高压器件的电压工作范围。102(电荷泵电路)，属于本专业领域所熟悉的电路，其作用是将非接触智能卡芯片内的整流桥输出电源约3V左右、增压至6V左右，在读写器未发送Pause期间为非接触智能卡芯片存储更多的电荷电量。

103(选通开关)：此模块的功能是根据Pause检测模块电路的输出信号选择导通、和断开；当Pause检测模块电路检测到读写器Pause下降沿时，则将103(选通开关)闭合，将104(高压储能电容)节点与105(低压储能电容)节点连通，此处的105(低压储能电容)节点也是非接触智能卡芯片中整流桥的输出节点；当Pause检测模块电路检测到读写器Pause上升沿时，则103(选通开关)打开，将104(高压储能电容)节点与105(低压储能电容)节点断开。103(选通开关)，用于将104(高压储能电容)节点与储能电容节点进行选通、关闭，其控制信号来源于101(Pause检测电路)，即在101(Pause检测电路)输出“高”电平时、103(选通开关)断开，在101(Pause检测电路)输出“低”电平时、103(选通开关)导通。