[发明专利]用于智能卡和其他应用的电路

说明书

一种智能卡，包括整流电路，该整流电路布置成从智能卡的近场RF通信天线接收交流电信号，并将其转换为DC电能以为辅助电路供电。该整流电路包括：第一电感器，其布置成使交流电信号流过第一电感器；以及第二电感器，其布置成与第一电感器电感耦合，以将交流电信号提供给近场RF通信器。

技术领域

本发明涉及方法和设备，更具体地涉及用于具有集成数据处理或通信能力的卡(通常称为智能卡)的方法和设备。

背景技术

智能卡，也称为芯片卡或集成电路卡(ICC)，现正越来越流行。各种各样具有嵌入式集成电路的口袋大小的卡被用于各种各样的应用中。这种卡最常用于金融交易、公共交通系统和访问控制。智能卡由塑料制成，通常是聚氯乙烯，但有时可以是基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯或聚碳酸酯。可重复使用的智能卡也可以用纸制成。这种卡通常结合有集成电路、IC和一些电源，例如近场RF通信接口，用于为IC供电并提供往返于IC的数据通信。

IC器件(本文称为芯片)传统上由单个半导体管芯组成，该单个半导体管芯具有特定功能并且适于与其他芯片和组件相互作用。例如，传统的芯片可能是微处理器、存储控制器或存储阵列。IC系统可以包括两个以上的芯片，以及其他电子和电气组件，其中每个都附接到安装系统并通过安装系统(例如印刷电路板)互连。

近场RF(射频)通信要求一个近场RF通信器的天线存在于由另一近场RF通信器的天线通过传输RF信号(例如13.56MegaHertz信号)产生的交变磁场(H场)内以使RF信号的磁场(H场)能够在通信器之间感应耦合。可以对RF信号进行调制以实现控制和/或其他数据的通信。对于近场RF通信器，最常见的范围是几厘米(通常最大为1米)。

在本申请的上下文中，近场通信可以被称为近场RF通信、近场RFID(射频识别)或近场通信。此类设备的范围取决于所使用的天线，例如可能达到1米。精确范围可能取决于发射功率和调制方案。

NFC通信器之间的数据通信可以通过有源通信模式进行，在该模式中，NFC通信器发送或生成用要通信的数据调制的交变磁场，而接收方NFC通信器通过发送或生成自己的调制磁场进行响应；或者通过无源通信模式进行，在该模式中，一个NFC通信器发送或生成交变磁场并保持该磁场，而响应的NFC通信器则将其与要通信的数据感应耦合的磁场进行调制，例如，通过调制电感耦合上的负载来进行(“负载调制”)。近场RF通信器可以是有源供电的，具有内部或相关电源，也可以是无源供电的，从接收到的磁场中获取电源。通常，RF收发器将被有源地供电，而RF应答器可以被无源或有源地供电。

近场RF通信器的示例如各种标准中定义，例如，NFC通信器的ISO/IEC 18092和ISO/IEC 21481，以及近场RF通信器的ISO/IEC 14443和ISO/IEC 15693。

近场RF通信设备能够无源供电是一项重大优势。一些近场通信器芯片还提供辅助功率输出。这可以使由近场RF通信器收集的功率能够被其他电路使用。

英国专利申请GB2531378描述了一种RFID系统，其中，当RFID读取器向RFID设备发送命令时，该设备不响应，而是等待并获取功率以驱动一些辅助功能，例如响应命令所不需要的功能，例如命令可以是“请求提供识别码”命令。在该现有系统中，有意地延迟了对来自RFID设备的命令的响应，以便允许首先执行辅助功能。在该系统中，辅助功能是生物特征认证，并且在完成生物特征认证之前，RFID设备不会响应该命令。

这可以延长RFID设备的交互时间(例如，必须将RFID设备保持在读取器附近的时间段)。对于用户而言，感受到相关的操作延迟可能是不可接受的。这种延迟还可能违反有关交易持续时间的PCI要求。

用于智能卡的电路的小型化通常要使用所谓的片上系统(或SoC)结构——将各种功能集成到单个半导体芯片中。这可以大大简化智能卡的制造，因为仅需在智能卡本身上提供天线或电气连接即可。

发明内容