[發明專利]具有到模塊的近場耦合的背板

有效

• 申請號: 201880047823.6
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN110915100B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: M·W·摩根;S·桑卡蘭;B·S·庫克;A·蒂扎巴瑞;L·A·諾曼
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02J50/40;H02J50/20;H04B5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 魏利娜

可移除模塊(301、302)包括電路(127、128)、向電路(127、128)提供數據信號的第一近場通信(NFC)耦合器(123)和向電路(127、128)供應工作電壓的第二NFC耦合器(121)。

技術領域

這涉及具有到模塊的近場耦合的背板。

背景技術

常規背板系統(諸如工業可編程邏輯控制器(PLC))具有向線卡傳輸功率的連接器。它們還具有昂貴的連接器，以菊花鏈類型的方式在卡之間傳輸數據。高速連接器價格昂貴，并且它們可具有與腐蝕、間歇性操作、流體污染和磨損相關聯的可靠性問題。

近場通信(NFC)為一種無線技術，允許兩個設備在大致10厘米或更短的短距離內進行通信。使用NFC的各種協議已在NFC論壇規范內進行國際標準化，并在例如國際標準化組織/國際電工委員會(ISO/IEC)18092、歐洲電腦制造商協會(ECMA)-340和ISO?14443中進行定義。NFC允許移動設備與訂戶的即時環境進行交互。非接觸式系統通常用作訪問控制ID(例如，員工證章)，以及用作公共交通的支付系統等。而且，許多信用卡包括NFC功能。

發明內容

在所描述的示例中，可移除模塊包括電路、向電路提供數據信號的第一近場通信(NFC)耦合器和向電路供應工作電壓的第二NFC耦合器。

附圖說明

圖1為使用NFC代替接觸以在模塊和背板之間傳遞數據和功率的示例PLC系統的框圖。

圖2為使用NFC代替接觸以在模塊和背板之間傳遞數據和功率的另一示例PLC系統的框圖。

圖3為模塊和背板的示例配置的視圖。

圖4為示例NFC耦合器結構的頂視圖。

圖5A至圖5C為圖4的示例NFC耦合器的更詳細視圖。

圖6至圖8為模塊和背板的其他示例的視圖。

圖9為由圖5A至圖5C的NFC耦合器引起的插入損耗的曲線圖。

圖10為另一示例NFC耦合器的正交視圖。

圖11為圖1的示例系統的圖示說明。

圖12為使用NFC向系統的模塊非接觸式傳遞數據和功率的流程圖。

具體實施方式

在附圖中，為了一致性，相似的元件由相似的附圖標記表示。

近場通信(NFC)為一種短程無線連接技術，當設備彼此相鄰時，諸如當設備彼此物理接觸(觸摸)或者當設備彼此定位在(位于)幾厘米內時，該技術使用磁場感應來實現設備之間的通信。已標準化幾種使用NFC的通信協議，例如ISO/IEC?18092，ECMA-340和ISO14443。各種標準指定設備建立對等(P2P)網絡以交換數據的方式。

非接觸式系統通常用作訪問控制ID(例如，員工證章)，以及用作公共交通的支付系統等。此外，許多信用卡包括NFC功能。但是，開放空間中的波作為球形波在所有方向上傳播。以此方式，在遠場中，它們與距離平方成比例地失去其功率；因此，在距源的距離R處，功率為源功率除以R²。此類隨機波傳播還可對位于附近的其他系統造成干擾，并違反由標準主體(諸如聯邦通信委員會(FCC))設定的發射限制。

利用緊密間隔的NFC耦合結構在各個模塊之間分配信號，NFC耦合提供一種低成本的互連解決方案，并將電磁輻射最小化。類似地，利用緊密間隔的NFC耦合結構向各個模塊分配功率，NFC耦合消除背板和可移除模塊之間任何歐姆接觸的需要。本文所述的示例提供在不使用物理/歐姆接觸的情況下對接可移除系統模塊的方式。