-
Die Erfindung betrifft einen Schaltkreis und ein Verfahren zum Betreiben eines Schaltkreises.
-
Die Möglichkeit, Geräte drahtlos aufladen zu können, hat vielfachen Anwendungsmöglichkeiten des täglichen Lebens den Weg geebnet.
-
Um eine effiziente Drahtlos-Ladevorrichtung bereitstellen zu können, wurden zahllose Standards und System entwickelt, welche Kommunikation und Aufladen eines smarten Geräts kombinieren.
-
Auch bei einem Gerät, das für eine Nahfeldkommunikation (Near Field Communication, NFC) eingerichtet ist, ist prinzipiell ein Drahtlos-Aufladen möglich. Allerdings stellt dies komplexe Anforderungen sowohl an das System als auch an die Integration.
-
Im Stand der Technik sind derzeit verschiedene Herangehensweisen verwirklicht.
-
Ein bekannter Standard (des Wireless Power Consortiums (WPC)) ist „Qi“. Dabei weist die Energie-Empfängereinheit typischerweise eine Antenne auf, die auf eine Resonanzfrequenz des Standards abgestimmt ist (z. B. für Qi: 80-300 kHz). Das Frontend ist in der Lage, mittels der bereitgestellten Drahtlos-Energie zu kommunizieren und einen Verbraucher, Energiespeicher oder Schaltkreis aufzuladen.
-
Heutzutage wird auch (aktives) NFC als Standard für Drahtlos-Aufladen genutzt. Um das Aufladen und die NFC-Kommunikationsfähigkeiten zu vereinheitlichen, haben verschiedene Herstellerfirmen mehr oder weniger effiziente Lösungen bereitgestellt, welche zwei Frontends, z. B. zwei integrierte Schaltkreise (ICs) miteinander verbinden, nämlich einen für die aktive NFC-Kommunikation, und einen zweiten zum Laden eines vorgesehenen Verbrauchers.
-
Eine relativ einfache Lösung im Stand der Technik sieht einen Schalter vor, der von der (externen) Ladevorrichtung betätigt wird: Beim Ladevorgang trennt die Ladevorrichtung das geboosterte Kommunikations-Frontend mittels eines Schalters.
-
Diese Lösung vermeidet zwar Stress am Kommunikations-Frontend während des Ladevorgangs, bedingt allerdings (wegen des benötigten Schalters) auch zusätzliche Kosten und hohe Leistungsverluste bei der NFC-Kommunikation.
-
Gemäß einer anderen Lösung im Stand der Technik wird das Ladesystem mittels eines Schaltkreises, beispielsweise mit einem MOSFRT, am Lade-Schaltkreis geschützt, während der Eingang des Kommunikations-Frontends eine angepasste Impedanz aufweist. Damit sind gegenüber der oben beschriebenen Lösung zwar die Verluste beim Laden und bei der Kommunikation reduziert, aber die Komplexität und damit die Kosten für den Schaltkreis sind erhöht, und das NFC-Frontend ist nicht vollständig geschützt, was zu erhöhtem Stress führt.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
-
Es zeigen
- 1 eine schematische Darstellung eines Schaltkreises gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 2 eine schematische Darstellung eines Schaltkreises gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
- 3 eine schematische Darstellung eines Schaltkreises gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
- 4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Schaltkreises.
-
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
-
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“ sowie „angeschlossen“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung oder eines direkten oder indirekten Anschlusses.
-
Sofern es nicht anders beschrieben ist und aus dem Kontext nichts anderes hervorgeht, bedeutet „gekoppelt“ in Bezug auf Leitungen und/oder Schaltkreise hierin, dass die „gekoppelten“ Leitungen, Schaltkreise, usw. direkt oder indirekt miteinander verbunden sind (z. B. elektrisch leitend oder induktiv), oder dass sie zumindest räumlich-funktionell so gestaltet sind, dass sie für eine (z. B. zeitweise oder optionale) Verbindung, z. B. eine elektrisch leitende Verbindung, eingerichtet sind.
-
In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
-
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Schaltkreis bereitgestellt, der beide Frontends kombiniert, um eine effiziente Lösung für beide Betriebsarten bereitzustellen: Sowohl das Aufladen mittels NFC (dieser Teil des Schaltkreises wird auch als Nahfeld-Energieladepfad bezeichnet) als auch die NFC-Kommunikation (dieser Teil des Schaltkreises wird auch als Nahfeld-Kommunikationspfad bezeichnet).
-
Der Schaltkreis weist ein Booster- (aktives) NFC Frontend (AFE) auf, das eine Impedanz Z in einem Bereich zwischen etwa 6 Ω und etwa 20 Ω aufweist.
-
Abhängig von einer konkreten Gestaltung der Aufladungsanwendung bzw. der Aufladefähigkeit kann beispielsweise bei einem Aufladen mit 5 V und 50 mA eine Impedanz etwa 100 Ω betragen.
-
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird bei einem Schaltkreis eine Impedanz einer spezifischen Last an eine Impedanz eines geboosterten NFC-Frontends mittels eines Impedanz-Transformations-Schaltkreises (der z. B. eine Ladungspumpe aufweisen kann) angepasst. Die spezifische Last kann ein Nahfeld-Energieladepfad sein.
-
Der Impedanz-Transformations-Schaltkreis kann zum Transformieren der Eingangsimpedanz des Nahfeld-Energieladepfads auf die Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads eingerichtet sein.
-
Die Impedanz des Nahfeld-Energieladepfads ohne den Impedanz-Transformations-Schaltkreis (z. B. die Ladungspumpe) kann beispielsweise etwa Z = 100 Ω betragen, und die Ladungspumpe des Impedanz-Transformations-Schaltkreises kann so eingerichtet sein, dass die Eingangsimpedanz des Nahfeld-Energieladepfads von beispielsweise 100 Ω auf den Wert der Eingangsimpedanz des NFC-Frontends von beispielsweise 9 Ω (allgemeiner zwischen 6 Ω und 20 Ω transformiert wird.
-
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ferner ein Schaltkreis bereitgestellt, der eine Antenne, einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Kommunikationspfad, einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Energieladepfad und einen Auswählschaltkreis aufweist, der mit der Antenne gekoppelt ist und eingerichtet ist, ein Auswählsignal zu ermitteln und basierend auf dem ermittelten Auswählsignal entweder den Nahfeld-Kommunikationspfad oder den Nahfeld-Energieladepfad mit der Antenne elektrisch zu verbinden.
-
Bei den Schaltkreisen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen bleibt die Spannung des NFC Frontends immer innerhalb vorbestimmmter Grenzen. Dadurch wird Stress auf das NFC Frontend vermieden (verglichen mit dem Stand der Technik.
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Schaltkreises 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
-
Der Schaltkreis 100 weist eine Antenne A auf. Die Antenne A kann auf eine Resonanzfrequenz für eine Nahfeldkommunikation (NFC) eingestellt sein, beispielsweise auf eine Frequenz von 13,56 MHz.
-
Der Schaltkreis 100 weist ferner einen zwischen die Antenne A und einem Nahfeld-Kommunikationspfad 102 geschalteten Impedanz-Matching-Schaltkreis zum Anpassen der Antennenimpedanz an eine Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads 102 auf. Als Elemente zum Einstellen der Resonanzfrequenz der Antenne A und/oder für eine Leistungsanpassung (z. B. das Impedanz-Matching des Impedanz-Matching-Schaltkreises) können beispielsweise Kondensatoren 108, Induktivitäten und Widerstände 110 vorgesehen sein. Da die Elemente 108, 110 typischerweise sowohl die Resonanzfrequenz als auch die Leistungsanpassung beeinflussen, ist der Kombination aus der Antenne A, den Resonanzfrequenz-Einstellelementen und dem Impedanz-Matching-Schaltkreis das gemeinsame Bezugszeichen 106 zugeordnet.
-
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann mindestens einer der Kondensatoren 108 des Impedanz-Matching-Schaltkreises in Reihe geschaltet sein sowohl mit dem Nahfeld-Energieladepfad 101 als auch mit dem Nahfeld-Kommunikationspfad 102. Ferner kann der Impedanz-Matching-Schaltkreis einen parallel zur Antenne A geschalteten Kondensator 108 aufweisen.
-
Mittels der Antenne A kann drahtlos Energie und Information von einem externen Lese-/Ladegerät 104 empfangen werden.
-
Der Schaltkreis 100 weist ferner den mit der Antenne A gekoppelten Nahfeld-Kommunikationspfad 102 auf, der eingerichtet ist, von dem externen Lese-/Ladegerät 104 mittels NFC-Übertragung empfangene Information auszuwerten und Information mittels NFC-Übertragung an das externe Lese-/Ladegerät 104 bereitzustellen.
-
Der Schaltkreis 100 weist ferner einen mit der Antenne A gekoppelten Nahfeld-Energieladepfad 101 auf, der eingerichtet ist, die von dem externen Lese-/Ladegerät 104 mittels NFC-Übertragung empfangene Energie dem Nahfeld-Kommunikationspfad 102 mittels eines Ladeschaltkreises 114 bereitzustellen bzw. vor dem Bereitstellen in einem Energieladespeicher (kurz: Speicher) 120, beispielsweise einer aufladbaren Batterie, zu speichern.
-
Zwischen den Impedanz-Matching-Schaltkreis und den Nahfeld-Energieladepfad 101 kann ein Impedanz-Transformations-Schaltkreis 122 geschaltet sein zum Transformieren der Eingangsimpedanz des Nahfeld-Energieladepfads 101 auf die Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads 102.
-
Der Impedanz-Transformations-Schaltkreis 122 kann beispielsweise eine Ladungspumpe 112 aufweisen, die eingerichtet sein kann, die Eingangsimpedanz des Nahfeld-Energieladepfads 101, die ohne den Impedanz-Transformations-Schaltkreis 122 ein Vielfaches (beispielsweise in einem Bereich von etwa einem Fünffachen bis etwa einem Zwölffachen) der Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads 102 betragen würde, auf den Wert der Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads 102 zu senken. In 1 sind Werte von Z = 100 Ω vor dem Senken und Z = 9 (nach dem Senken) angegeben, die allerdings lediglich als beispielhaft zu verstehen sind. Typische Werte der Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads 102 können beispielsweise in einem Bereich von etwa 5 bis 20 Ω liegen, und typische Werte der Eingangsimpedanz des Nahfeld-Energieladepfads 101 (vor dem Senken) können beispielsweise in einem Bereich von etwa 50 bis etwa 150 Ω liegen-
-
Der in 1 dargestellte Schaltkreis 100 stellt somit ein Impedanz-Anpassungs-Konzept bereit, welches zwei Frontend-Lösungen kombiniert: Als Startpunkt wird eine gemeinsame Impedanzanpassung für beide Frontend-Stränge (den Nahfeld-Kommunikationspfad 102 und den Nahfeld-Energieladepfad 101) bereitgestellt. Mittels der gemeinsamen Impedanzanpassung wird zwar die Eingangsimpedanz des NahfeldKommunikationspfads 102 auf einen gewünschten Wert eingestellt, beispielsweise auf einen Wert in einem Bereich zwischen etwa 5 bis 20 Ω, der optimal für die Energieübertragung ist.
-
Allerdings liegt die Eingangsimpedanz des Nahfeld-Energieladepfads 101 mit einem Wert von typischerweise etwa 100 Ω (Ladeschaltungsspannung von z. B. 5 V bei einem Ladestrom von z. B. 50 mA) unerwünscht weit von der Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads 102 entfernt. Zum Anpassen der Eingangsimpedanz des EnergieLadepfads 101 auf die Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads 102 wird der Impedanz-Transformations-Schaltkreis 122 wie oben beschrieben bereitgestellt. Im Schaltkreis 100 erfolgt somit kein „Auto-Tuning“, sondern eine feste Impedanz-Anpassung wird vorgenommen.
-
Ein zusätzlicher positiver Nebeneffekt ergibt sich bei einer lastabhängigen Impedanztransformation und dementsprechend bei einer Selbstregulierung des Ladevorgangs:
- In einem Ladebetrieb kann, wenn z. B. die Batterie 120 leer und damit eine Last hoch ist, eine transponierte Impedanz ZT des Schaltkreises 100 hoch sein und die Anpassung z. B. die mittels der Ladungspumpe 112 bereitgestellte Impedanz sich am optimalen ausgelegten Betriebspunkt befinden.
-
Wenn ein reduziertes Laden stattfinden, beispielsweise weil die Batterie 120 bereits teilweise oder vollständig geladen ist, ist die transponierte Impedanz ZT reduziert, so dass die Last des Nahfeld-Energieladepfads 101 (z. B. der Batterie 120 und/oder des Ladeschaltkreises 114) reduziert ist.
-
Damit ist eine effiziente und robuste Gestaltung des Schaltkreises 100 bereitgestellt.
-
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ferner ein Schaltkreis 100 bereitgestellt werden, bei welchem zusätzlich oder alternativ zur oben beschriebenen Impedanztransformation der Nahfeld-Energieladepfad 101 und der Nahfeld-Kommunikationspfad 102 wahlweise mit der Antenne A verbunden werden. Anders ausgedrückt kann mittels Schaltern 220, 222 ausgewählt werden, ob der Nahfeld-Energieladepfad 101 oder der Nahfeld-Kommunikationspfad 102 (aber nicht beide gleichzeitig) mit der Antenne A verbunden ist.
-
2 und 3 zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Schaltkreises 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
-
Der Schaltkreis 100 kann eine Antenne A aufweisen, einen mit der Antenne A gekoppelten Nahfeld-Kommunikationspfad 102, einen mit der Antenne A gekoppelten Nahfeld-Energieladepfad 101, und einen Auswählschaltkreis 224.
-
Der Auswählschaltkreis 224 kann eingerichtet sein, ein Auswählsignal zu ermitteln und basierend auf dem ermittelten Auswählsignal entweder den Nahfeld-Kommunikationspfad oder den Nahfeld-Energieladepfad mit der Antenne elektrisch zu verbinden. Der Auswählschaltkreis 224 kann beispielsweise eingerichtet sein, wahlweise Schalter 220, 222 zu betätigen, um einen elektrisch leitenden Pfad zu schließen bzw. zu unterbrechen.
-
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Auswählsignal beispielsweise mittels eines als Teil des Auswählschaltkreises 224 bereitgestellten oder mit dem Auswählschaltkreis 224 verbundenen Sensors ermittelt werden.
-
Bei einem in einem ersten Wertebereich liegenden Sensorausgabesignal kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen das ermittelte Auswählsignal das elektrische Verbinden des Nahfeld-Energieladepfads 101 mit der Antenne A bewirken, und bei einem in einem zweiten Wertebereich liegenden Sensorausgabesignal das ermittelte Auswählsignal das elektrische Verbinden des Nahfeld-Kommunikationspfads 102 mit der Antenne A bewirken, wobei der erste Wertebereich und der zweite Wertebereich keine Schnittmenge aufweisen.
-
Das wird nachfolgend anhand von Beispielen veranschaulicht.
-
Der Schaltkreis 100 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer NFC-Vorrichtung sein, beispielsweise einer Kontaktlos-Chipkarte mit NFC-Funktion, eines NFC-Rings, einer NFC-Smartwatch oder eines sonstigen NFC-Wearables.
-
In einem solchen Fall kann beispielsweise ein optischer Sensor und/oder ein Temperatursensor bereitgestellt sein, die eingerichtet sind zum Ermitteln, ob das Wearable (z. B. der Ring oder die Smartwatch) gerade vom Nutzer getragen wird oder nicht. Beispielsweise können eine Ausgabe des optischen Sensors „dunkel“ und/oder eine Ausgabe des Temperatursensors „Körpertemperatur“ dahingehend ausgewertet werden (im Sensor oder im Auswählschaltkreis 224), dass das Wearable gerade vom Nutzer getragen wird. Umgekehrt können eine Ausgabe des optischen Sensors „hell“ und/oder eine Ausgabe des Temperatursensors „keine Körpertemperatur“ dahingehend ausgewertet werden (im Sensor oder im Auswählschaltkreis 224), dass das Wearable gerade nicht vom Nutzer getragen wird.
-
In einem Fall, dass das Wearable getragen wird, kann davon ausgegangen werden, dass eine Kommunikationsnutzung vorgesehen ist, und im anderen Fall, dass das Wearable nicht getragen wird, kann davon ausgegangen werden, dass ein Aufladen vorgesehen ist.
-
Somit kann der Auswählschaltkreis 224 beim Ermitteln, dass sich der Schaltkreis 100 (bzw. die Vorrichtung, in welcher der Schaltkreis 100 integriert ist, z. B. ein Wearable) in einer Position befindet, in welcher ein Aufladen vorgesehen ist, mittels des Schalters 222 die elektrische Verbindung zwischen dem Nahfeld-Energieladepfad 101 und der Antenne A (und zwar nur diese) herstellen.
-
Ferner kann der Auswählschaltkreis 224 beim Ermitteln, dass sich der Schaltkreis 100 (bzw. die Vorrichtung, in welcher der Schaltkreis 100 integriert ist, z. B. ein Wearable) in einer Position befindet, in welcher eine Kommunikation mit dem externen Lese-/Ladegerät 104 vorgesehen ist, mittels des Schalters 222 die elektrische Verbindung zwischen dem Nahfeld-Kommunikationspfad 102 und der Antenne A (und zwar nur diese) herstellen.
-
Diverse andere Arten von Sensoren können bereitgestellt sein oder werden zum Erfassen einer Nutzerabsicht, beispielsweise biometrische Sensoren, Beschleunigungssensoren, usw.
-
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Auswählschaltkreis 224 mit der Antenne A gekoppelt sein.
-
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Schaltkreis 100, wie in 2 und 3 dargestellt, sowohl den Impedanz-Transformations-Schaltkreis 122 als auch den Auswählschaltkreis 224 mit den von ihm angesteuerten Schaltern 120, 122 aufweisen. Damit kann der Schaltkreis 100 die kombinierten Vorteile der angepassten optimalen Impedanz und der Möglichkeit, einen der Teilschaltkreise (den Nahfeld-Kommunikationspfad 102 und den Nahfeld-Energieladepfad 101) vollständig von der Antenne A abzukoppeln, vereinen.
-
Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in 3 veranschaulicht.
-
In dem Fall kann das Auswählsignal basierend auf einer Signalstärke eines mittels der Antenne A empfangenen Signals ermittelt werden, wobei bei einer Signalstärke des Empfangssignals, die größer oder gleich einem vordefinierten Grenzwert ist, das ermittelte Auswählsignal das elektrische Verbinden des Nahfeld-Energieladepfads 101 mit der Antenne A bewirken, und bei einer Signalstärke des Empfangssignals, die kleiner als der vordefinierte Grenzwert ist, das ermittelte Auswählsignal das elektrische Verbinden des Nahfeld-Kommunikationspfads 102 mit der Antenne A bewirken.
-
Der Auswählschaltkreis 224 kann als ein Arbiter gestaltet sein, der eingerichtet ist, eine Felderkennung auszuführen, die Signalstärke des Empfangssignals zu ermitteln und basierend auf der ermittelten Signalstärke wie oben beschreiben wahlweise den Nahfeld-Energieladepfad oder den Nahfeld-Kommunikationspfad 102 mit der Antenne A zu verbinden.
-
Um zu vermeiden, dass der Nahfeld-Kommunikationspfad 102 mit der Antenne A verbunden wird, ohne dass mittels der Batterie 120 bzw. mittels des Ladeschaltkreises ausreichend Energie für die Kommunikation bereitgestellt werden kann, kann optional ferner vor dem Auswählen, ob der Nahfeld-Energieladepfad 101 oder der Nahfeld-Kommunikationspfad 102 mit der Antenne A zu verbinden sind, ein Ladezustand der Batterie 120 ermittelt werden und unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts des Ladezustands ein Verbinden des Nahfeld-Kommunikationspfads 102 mit der Antenne A unterbunden werden.
-
4 zeigt ein Flussdiagramm 400 eines Verfahrens zum Betreiben eines Schaltkreises, der eine Antenne, einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Kommunikationspfad und einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Energieladepfad aufweist.
-
Das Verfahren weist ein Ermitteln eines Auswählsignals (410) und ein elektrisches Verbinden der Antenne entweder mit dem Nahfeld-Kommunikationspfad oder mit dem Nahfeld-Energieladepfad basierend auf dem ermittelten Auswählsignal auf (420).
-
Im Folgenden werden zusammenfassend einige Ausführungsbeispiele angegeben.
-
Ausführungsbeispiel 1 ist ein Schaltkreis. Der Schaltkreis weist eine Antenne, einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Kommunikationspfad, einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Energieladepfad, einen zwischen die Antenne und dem Nahfeld-Kommunikationspfad geschalteten Impedanz-Matching-Schaltkreis zum Anpassen der Antennenimpedanz an eine Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads und einen zwischen den Impedanz-Matching-Schaltkreis und den Nahfeld-Energieladepfad geschalteten Impedanz-Transformations-Schaltkreis zum Transformieren der Eingangsimpedanz des Nahfeld-Energieladepfads auf die Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads auf.
-
Ausführungsbeispiel 2 ist ein Schaltkreis gemäß Ausführungsbeispiel 1, wobei der Impedanz-Transformations-Schaltkreis eine Ladungspumpe aufweist.
-
Ausführungsbeispiel 3 ist ein Schaltkreis gemäß Ausführungsbeispiel 2, wobei die Eingangsimpedanz des Nahfeld-Kommunikationspfads 20% oder weniger der Eingangsimpedanz des Nahfeld-Energieladepfads beträgt.
-
Ausführungsbeispiel 4 ist ein Schaltkreis gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, wobei der Impedanz-Matching-Schaltkreis mindestens einen Kondensator aufweist.
-
Ausführungsbeispiel 5 ist ein Schaltkreis gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, wobei der mindestens eine Kondensator in Reihe geschaltet ist sowohl mit dem Nahfeld-Energieladepfad als auch mit dem Nahfeld-Kommunikationspfad.
-
Ausführungsbeispiel 6 ist ein Schaltkreis. Der Schaltkreis weist eine Antenne, einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Kommunikationspfad, einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Energieladepfad und einen Auswählschaltkreis auf, der eingerichtet ist, ein Auswählsignal zu ermitteln und basierend auf dem ermittelten Auswählsignal entweder den Nahfeld-Kommunikationspfad oder den Nahfeld-Energieladepfad mit der Antenne elektrisch zu verbinden.
-
Ausführungsbeispiel 7 ist ein Schaltkreis gemäß Ausführungsbeispiel 6, wobei der Auswählschaltkreis mit der Antenne gekoppelt ist und eingerichtet ist, das Auswählsignal basierend auf einer Signalstärke eines mittels der Antenne empfangenen Signals zu ermitteln, wobei bei einer Signalstärke des Empfangssignals, die größer oder gleich einem vordefinierten Grenzwert ist, das ermittelte Auswählsignal das elektrische Verbinden des Nahfeld-Energieladepfads mit der Antenne bewirkt, und bei einer Signalstärke des Empfangssignals, die kleiner als der vordefinierte Grenzwert ist, das ermittelte Auswählsignal das elektrische Verbinden des Nahfeld-Kommunikationspfads mit der Antenne bewirkt.
-
Ausführungsbeispiel 8 ist ein Schaltkreis gemäß Ausführungsbeispiel 6, wobei der Auswählschaltkreis eingerichtet ist, das Auswählsignal basierend auf einem Sensorausgabesignal zu ermitteln, wobei bei einem in einem ersten Wertebereich liegenden Sensorausgabesignal das ermittelte Auswählsignal das elektrische Verbinden des Nahfeld-Energieladepfads mit der Antenne bewirkt, und bei einem in einem zweiten Wertebereich liegenden Sensorausgabesignal das ermittelte Auswählsignal das elektrische Verbinden des Nahfeld-Kommunikationspfads mit der Antenne bewirkt, wobei der erste Wertebereich und der zweite Wertebereich keine Schnittmenge aufweisen.
-
Ausführungsbeispiel 9 ist ein Schaltkreis gemäß einem der Ausführungsbeispiele 6 bis 8, wobei der Auswählschaltkreis mindestens einen Schalter aufweist, der zwischen der Antenne und dem Nahfeld-Kommunikationspfads angeordnet ist, und mindestens einen weiteren Schalter, der zwischen der Antenne und dem Nahfeld-Energieladepfad angeordnet ist.
-
Ausführungsbeispiel 10 ist ein Schaltkreis gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 9, wobei der Nahfeld-Energieladepfad eine wiederaufladbare Batterie aufweist.
-
Ausführungsbeispiel 11 ist ein Schaltkreis gemäß Ausführungsbeispiel 10, wobei der Auswählschaltkreis ferner eingerichtet ist, einen Ladezustand der Batterie zu prüfen und eine Verbindung zwischen der Antenne und dem Nahfeld-Kommunikationspfad nur dann zu ermöglichen, wenn die Prüfung ergibt, dass der Ladezustand der Batterie für ein Betreiben des Nahfeld-Kommunikationspfads ausreicht.
-
Ausführungsbeispiel 12 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Schaltkreises, der eine Antenne, einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Kommunikationspfad und einen mit der Antenne gekoppelten Nahfeld-Energieladepfad aufweist. Das Verfahren weist ein Ermitteln eines Auswählsignals und ein elektrisches Verbinden der Antenne entweder mit dem Nahfeld-Kommunikationspfad oder mit dem Nahfeld-Energieladepfad basierend auf dem ermittelten Auswählsignal auf.
-
Ausführungsbeispiel 13 ist ein Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel 12, wobei das Ermitteln des Auswählsignal basierend auf einer Signalstärke eines mittels der Antenne empfangenen Signals erfolgt, und wobei das elektrische Verbinden des Nahfeld-Energieladepfads mit der Antenne bei einer Signalstärke des Empfangssignals erfolgt, die größer oder gleich einem vordefinierten Grenzwert ist, und das elektrische Verbinden des Nahfeld-Energieladepfads mit der Antenne bei einer Signalstärke des Empfangssignals erfolgt, die kleiner als der vordefinierte Grenzwert ist.
-
Ausführungsbeispiel 14 ist ein Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel 12, wobei das Ermitteln des Auswählsignal basierend auf einem Sensorausgabesignal erfolgt, und wobei das elektrische Verbinden des Nahfeld-Energieladepfads mit der Antenne bei in einem ersten Wertebereich liegenden Sensorausgabesignal erfolgt, und das elektrische Verbinden des Nahfeld-Energieladepfads mit der Antenne in einem zweiten Wertebereich liegenden Sensorausgabesignal erfolgt, wobei der erste Wertebereich und der zweite Wertebereich keine Schnittmenge aufweisen.
-
Ausführungsbeispiel 15 ist ein Schaltkreis gemäß einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 14, wobei der Nahfeld-Energieladepfad eine wiederaufladbare Batterie aufweist.
-
Ausführungsbeispiel 16 ist ein Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel 15, wobei das Verfahren ferner ein Prüfen eines Ladezustands der Batterie und ein Ermöglichen einer Verbindung zwischen der Antenne und dem Nahfeld-Kommunikationspfad nur dann, wenn die Prüfung ergibt, dass der Ladezustand der Batterie für ein Betreiben des Nahfeld-Kommunikationspfads ausreicht, aufweist.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung des Verfahrens und umgekehrt.