Brevet FR3062937A1 — publié le 20180817

B15630 - 16-R0-0687 1 ACTIVATION D'UN DISPOSITIF NFC Domaine La présente description concerne de façon générale les circuits électroniques et les équipements mobiles de communications et, plus particulièrement, les dispositifs équipés de circuits de communication en champ proche (NFC - Near Field Communication). La présente description s'applique plus particulièrement à des dispositifs incluant un circuit de communication en champ proche et une batterie rechargeable. Exposé de l'art antérieur De nombreux dispositifs sont désormais proposés avec des fonctions de communication en champ proche. Les plus répandus sont les dispositifs mobiles de télécommunication (téléphones mobiles ou smartphones) qui sont de plus en plus souvent équipés d'une interface de communication en champ proche, généralement dénommée routeur NFC, conférant au téléphone des fonctionnalités supplémentaires. Les routeurs NFC permettent à un dispositif mobile de fonctionner soit en mode carte, le dispositif ayant alors les fonctions d'une carte de communication sans contact, soit en mode lecteur, le dispositif ayant alors les fonctions d'un terminal de lecture et/ou écriture de carte sans contact. 3062937 B15630 - 16-R0-0687 2 Que ce soit en mode carte ou en mode lecteur, dans les applications visées par la présente description, le routeur NFC est alimenté par la batterie du dispositif qui contient le routeur. La batterie du dispositif est quant à elle généralement 5 chargée en étant raccordée, par l'intermédiaire d'un chargeur, au réseau de distribution électrique, à une dynamo, à un panneau solaire, etc. Résumé Il serait souhaitable de pallier tout ou partie des 10 inconvénients des dispositifs alliant batterie et interface de communication en champ proche. Il serait souhaitable d'améliorer la gestion d'énergie dans un tel dispositif. Il serait souhaitable de proposer une solution 15 particulièrement adaptée à des dispositifs ne fonctionnant qu'en mode carte ou en mode poste à poste Ainsi, un mode de réalisation prévoit un routeur de communication en champ proche, comportant, entre une première borne du routeur et une deuxième borne du routeur, un premier 20 interrupteur interne au routeur, une borne de commande du premier interrupteur étant reliée à une borne de sortie d'un pont redresseur d'un signal capté par une antenne externe au routeur. Selon un mode de réalisation, ladite borne de commande du premier interrupteur est reliée à ladite borne de sortie du 25 pont redresseur par une cellule résistive et capacitive. Selon un mode de réalisation, ladite cellule comporte : un élément résistif connectant ladite borne de sortie du pont redresseur à ladite borne de commande du premier interrupteur ; et 30 un élément capacitif connectant ladite borne de commande du premier interrupteur à ladite deuxième borne du routeur. Un mode de réalisation prévoit un système d'activation d'un routeur de communication en champ proche comportant : entre une première borne du routeur et une deuxième 35 borne du routeur, un premier interrupteur interne au routeur, une 3062937 B15630 - 16-R0-0687 3 borne de commande du premier interrupteur étant reliée à une borne de sortie d'un pont redresseur d'un signal capté par une antenne ; et entre une première borne d'application d'une tension 5 fournie par une batterie et une troisième borne du routeur, un deuxième interrupteur externe au routeur, une borne de commande du deuxième interrupteur étant connectée à ladite première borne du routeur. Selon un mode de réalisation, la première borne du 10 routeur est reliée, par un élément résistif externe au routeur, à ladite première borne d'application d'une tension fournie par une batterie. Selon un mode de réalisation, ladite troisième borne du routeur est connectée à la masse. 15 Un mode de réalisation prévoit un dispositif portable de communication comportant un routeur tel que décrit. Un mode de réalisation prévoit un dispositif portable de communication comportant un système tel que décrit. Un mode de réalisation prévoit un procédé d'activation 20 d'un routeur de communication sans contact comportant les étapes de : détecter la présence d'une tension aux bornes d'un pont redresseur d'un signal capté par une antenne alors qu'aucune tension n'est appliquée entre des bornes d'alimentation du 25 routeur ; et appliquer une tension d'alimentation entre lesdites bornes Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, 30 seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est un schéma-bloc partiel et schématique d'un exemple de dispositif électronique du type auquel s'applique 35 les modes de réalisation qui vont être décrits ; 3062937 B15630 - 16-R0-0687 4 la figure 2 est un schéma simplifié et partiel d'un mode de réalisation d'un routeur NFC ; et la figure 3 illustre, de façon très schématique, le fonctionnement de circuit de déclenchement de l'alimentation d'un 5 routeur NFC. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles 10 à la compréhension des modes de réalisation qui vont être décrits ont été représentés et seront détaillés. En particulier, le fonctionnement d'un routeur de communication en champ proche n'a pas été détaillé, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec le fonctionnement usuel. De plus, les 15 applications d'un dispositif ou système intégrant un tel routeur n'ont pas non plus été détaillées, les modes de réalisation décrits étant, là encore, compatibles avec les applications usuelles. Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à 20 deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans élément intermédiaire autre que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être directement reliés (connectés) ou reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. Dans la description qui suit, lorsqu'on fait référence aux termes approximativement, environ et, de l'ordre de, cela signifie à 10% près, de préférence à 5% près. La figure 1 est une représentation schématique et sous forme de blocs d'un système de communication en champ proche illustrant partiellement un mode de réalisation d'un dispositif mobile 1 équipé d'une batterie et d'un module de communication en champ proche. Le dispositif 1 comporte, entre autres, une interface 35 de communication en champ proche 2 (NFC) connectée à une antenne 3062937 B15630 - 16-R0-0687 5 14 pour communiquer avec un terminal 3 (TERM) lorsque le dispositif 1 est à faible distance du terminal. Le dispositif 1 comprend en outre une batterie 16 (BAT) pour faire fonctionner ce dispositif indépendamment du mode de communication en champ 5 proche. Par exemple, dans le cas d'un téléphone mobile, la batterie 16 permet de faire fonctionner le téléphone pour la télécommunication de type GSM. La batterie 16 est chargée au moyen d'un chargeur 18 (CHARGER) équipant le dispositif 1 et recevant généralement une tension continue d'une borne 182 destinée à être 10 raccordée à un transformateur extérieur. La batterie 16 alimente également le routeur NFC 2, que ce soit en mode lecteur, en mode carte, ou en mode poste à poste (Peer to Peer). Le dispositif 1 comporte en outre divers circuits de traitement en fonction de sa nature. Ces circuits ont été 15 symbolisés en figure 1 par un bloc 13 (PROC). Ces circuits sont susceptibles d'être alimentés par la batterie 16 et, au moins pour certains d'entre eux, de communiquer avec le routeur NFC. Le chargeur 18 de la batterie est généralement un système de régulation de tension permettant de fournir à la 20 batterie 16 une tension de charge adaptée et de contrôler la charge de la batterie. Dans un mode de fonctionnement dit poste à poste ou P2P (Peer to Peer), deux dispositifs équipés de routeurs NFC communiquent l'un avec l'autre pour échanger des informations. 25 Dans un tel mode de fonctionnement, chaque dispositif fonctionne alternativement en mode carte et en mode lecteur. Lorsqu'un dispositif NFC (notamment un dispositif portable) fonctionne en mode lecteur ou terminal, sa batterie alimente le routeur NFC et les circuits électroniques 13. 30 Toutefois, dans des périodes de veille ou de non fonctionnement du routeur NFC, celui-ci est placé dans un mode de faible consommation. Une solution usuelle pour éviter une consommation du routeur même en mode veille, est que le routeur NFC ne soit pas 35 alimenté pendant les périodes de veille et que l'utilisateur 3062937 B15630 - 16-R0-0687 6 actionne un commutateur (par exemple le commutateur de mise en veille) pour le rallumer. Toutefois, cela requiert une intervention de l'utilisateur. Une autre solution serait de laisser les circuits du 5 routeur NFC actifs (alimentés). Toutefois, cela est incompatible avec le souhait d'une consommation minimale en mode veille. La figure 2 est un schéma simplifié et partiel d'un mode de réalisation d'un routeur NFC 2. Ce routeur comporte deux bornes 22 et 24 auxquelles est 10 raccordé le circuit d'antenne 14. Ce circuit est électriquement constitué d'un circuit oscillant parallèle formé d'un élément inductif 142 constituant l'antenne et d'un élément capacitif 144 en parallèle (ou en série). Dans certains cas, l'élément 144 est intégré au routeur 2. L'une ou les deux bornes 22 et 24 sont 15 reliées aux fonctions en champ proche (bloc 28, NFC FCT) et autres circuits du routeur 2 afin de véhiculer les signaux (reçus et émis) de la communication (les signaux qui contiennent la modulation portant l'information). Ces fonctions 28 sont généralement les éléments de codage et décodage de radiofréquence 20 ainsi que les différents circuits de traitement NFC. Les fonctions et/ou circuits 28 sont destinés à être alimentés par la batterie 16. Pour cela, une borne 27 du routeur 2 est reliée à une borne 17 reliée à la batterie 16, plus précisément à la borne positive de la batterie, fournissant un 25 potentiel VBAT. Selon le mode de réalisation représenté, les deux bornes 22 et 24 sont reliées aux anodes respectives de deux éléments de redressement (de préférence deux diodes 262 et 264) montés en un pont 26 et dont les cathodes sont interconnectées à une borne 23. 30 Aujourd'hui, soit la batterie alimente en permanence au moins un mode de veille du bloc 28 qui comporte alors, le cas échéant, des éléments de détection de présence d'un champ capté par l'antenne 14 afin de réveiller les autres éléments, soit un interrupteur déclenché par une action de l'utilisateur est prévu entre la batterie et la borne 27. Dans le premier cas, on a une 3062937 B15630 - 16-R0-0687 7 consommation résiduelle inutile. Dans le second cas, le fonctionnement est peu pratique et l'activation prend du temps. Selon le mode de réalisation représenté en figure 2, un interrupteur 42, par exemple un transistor MOS à canal P, est 5 intercalé entre les bornes 17 et 27. Cet interrupteur est donc externe au routeur 2. La borne de commande 421 (grille) de l'interrupteur 42 est reliée à une borne 29 du routeur 2. La borne 29 est reliée à la borne 17 par l'intermédiaire d'un élément résistif 44. A l'intérieur du routeur 2, la borne 29 est reliée, 10 par un interrupteur 46, par exemple un transistor MOS à canal N, à la borne 25 de connexion à la masse. La borne de commande (grille) du transistor 46 est reliée, par une cellule 48 résistive et capacitive, constituant un filtre passe-bas, à la sortie 23 du pont redresseur. La cellule 48 comporte un élément résistif 482 15 connectant la borne 23 à la grille du transistor 46 et un élément capacitif 484 reliant la grille du transistor 46 à la borne 25 (la masse). La constante de temps de la cellule 48 est choisie en fonction de la fréquence de fonctionnement de l'antenne NFC, typiquement 13,56 MHz afin de lisser le signal redressé par le 20 pont 26 et commander le transistor 46. Le rôle du transistor 46 est de provoquer la fermeture du transistor 42 lorsque qu'un rayonnement radiofréquence dans la gamme de fréquences NFC est capté par l'antenne 14. Les transistors 42 et 46, avec l'élément résistif 44 et 25 le filtre 48, constituent un circuit de déclenchement de l'alimentation du routeur 2 par la batterie 16. D'autres réalisations de ce circuit de déclenchement à l'aide de composant passifs à l'exception de l'interrupteur 46 sont envisageables. En effet, on peut prévoir d'autre circuits 30 passifs de détection du champ aux bornes de l'antenne qui sont susceptibles d'actionner le transistor 46. La figure 3 illustre, de façon très schématique, le fonctionnement du circuit de déclenchement. Cette figure représente des exemples simplifiés d'allures de la tension de 3062937 B15630 - 16-R0-0687 8 grille VG46 du transistor 46, de la tension V421 de grille du transistor 42 et de la tension V27 de la borne 27. Pour simplifier la représentation des figures, on ne tient pas compte des chutes de tension parasites et on symbolise 5 les niveaux de tension par des niveaux 0 et 1. En l'absence de champ radiofréquence (NO FIELD) capté par l'antenne 14, la grille du transistor n'est pas polarisée (tension VG46 à zéro) et le transistor 46 est bloqué. Par conséquent, la grille du transistor 42 est dans un état haut 10 (tension VG44 au niveau VBAT) et le transistor 42 est également bloqué. La borne 27 n'est pas alimentée (niveau zéro). Dans ce mode de fonctionnement, le routeur 2 n'est pas alimenté. La seule consommation du routeur 2 provient des pertes dans le transistor 46 à l'état bloqué et est donc minimisée. 15 En présence d'un champ (FIELD) capté par l'antenne 14, le signal VG46 de grille du transistor 46 bascule à l'état haut. Le niveau dépend de la tension récupérée aux bornes du circuit résonnant de l'antenne 14. La commutation du transistor 46 s'opère (instant t) dès que ce niveau, redressé et filtré, atteint la 20 tension seuil du transistor 46. La mise en conduction du transistor 46 provoque la chute de la tension V421 de grille du transistor 42. Le niveau bas VI, de la tension V421 correspond à VBAT*(R44+R46)/(R44*R46), où R44 représente la valeur de l'élément résistif 44 et R46 la résistance drain-source du transistor 46 à 25 l'état passant. Le niveau bas VI, est inférieur à la tension seuil Vth42 du transistor 42, ce qui provoque sa fermeture ou mise en conduction. Cela provoque l'alimentation du routeur 2 à partir de la borne 27 qui reçoit la tension VBAT diminuée de la tension drain-source à l'état passant V42 du transistor 42. 30 Dans ce mode de fonctionnement, la consommation du routeur 2 est majorée des dissipations dans les résistances drain-source à l'état passant des transistors 42 et 46. Toutefois, on est dans un mode hors veille dans lequel une telle consommation est acceptable. 3062937 B15630 - 16-R0-0687 9 Un avantage des modes de réalisation décrits est que l'on minimise la consommation du routeur en mode veille tout en autorisant une sortie automatique du mode veille en présence d'un champ NFC. 5 Un avantage des modes de réalisation décrits est qu'ils sont compatibles avec une désactivation du routeur par les solutions actuelles, par exemple par le processeur du téléphone pour désactiver la fonction. Par exemple, la borne 17 est alors reliée à la batterie (ou à un rail d'alimentation provenant de la 10 batterie) par un commutateur commandé par le processeur. Selon un autre exemple, on prévoit de connecter la borne 29 à une borne de sortie du processeur pour forcer une chute du potentiel de grille du transistor 42 lorsque l'on souhaite déclencher l'alimentation du routeur 2 indépendamment de la 15 présence d'un champ. Un autre avantage des modes de réalisation décrits est le faible nombre de composants (deux externes au routeur, trois internes au routeur) ajoutés. Divers modes de réalisation ont été décrits, diverses 20 variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et le dimensionnement des composants (résistances 44 et 482, capacité 484 et transistors 42 et 46) est à la portée de l'homme du métier à partir de la description fonctionnelle donnée ci- 25 dessus. REVENDICATIONS1. Routeur de communication en champ proche, comportant, entre une première borne (29) du routeur et une deuxième borne (25) du routeur, un premier interrupteur (46) interne au routeur, une borne de commande du premier interrupteur étant reliée à une borne (23) de sortie d'un pont redresseur (26) d'un signal capté par une antenne (14) externe au routeur. 2. Routeur selon la revendication 1, dans lequel ladite borne de commande du premier interrupteur (46) est reliée à ladite borne (23) de sortie du pont redresseur (26) par une cellule résistive et capacitive (48). 3. Routeur selon la revendication 2, dans lequel ladite cellule (48) comporte : un élément résistif (482) connectant ladite borne (23) de sortie du pont redresseur (26) à 15 premier interrupteur (46) ; et un élément capacitif (484) commande du premier interrupteur (46) du routeur (2). 4. Système d'activation ladite borne de commande du connectant ladite borne de à ladite deuxième borne (25) d'un routeur (2) de 20 communication en champ proche comportant : entre une première borne (29) du routeur et une deuxième borne (25) du routeur, un premier interrupteur (46) interne au routeur, une borne de commande du premier interrupteur étant reliée à une borne (23) de sortie d'un pont redresseur (26) d'un 25 signal capté par une antenne (14) ; et entre une première borne (17) d'application d'une tension (VBAT) fournie par une batterie et une troisième borne (27) du routeur, un deuxième interrupteur (42) externe au routeur, une borne de commande (421) du deuxième interrupteur étant 30 connectée à ladite première borne du routeur. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel la première borne (29) du routeur (2) est reliée, par un élément résistif (44) externe au routeur, à ladite première borne (17) d'application d'une tension fournie par une batterie (VBAI). 3062937 B15630 - 16-R0-0687 11 6. Système selon la revendication 4 ou 5, dans lequel ladite troisième borne (25) du routeur (2) est connectée à la masse. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 4 5 à 6, dans lequel ledit routeur (2) est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3. 8. Dispositif portable de communication comportant un routeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 9. Dispositif portable de communication comportant un 10 système selon l'une quelconque des revendications 4 à 7. 10. Procédé d'activation d'un routeur (2) de communication sans contact comportant les étapes de : détecter la présence d'une tension aux bornes d'un pont redresseur (26) d'un signal capté par une antenne (14) alors 15 qu'aucune tension n'est appliquée entre des bornes (27, 25) d'alimentation du routeur ; et appliquer une tension (VBAT) d'alimentation entre lesdites bornes.