DE19807227A1 - Stromversorgungsanordnung für IC-Karten - Google Patents
Stromversorgungsanordnung für IC-KartenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsanordnung für IC-Kar
ten mit einem Energiespeicher, insbesondere für ein aus ei
ner oder mehreren IC-Karten gebildetes Mobiltelefon.
Es wurde bereits vorgeschlagen, ein miniaturisiertes, kompaktes
Mobiltelefon durch eine oder mehrere IC-Karten auszubilden, wo
bei dieses Telefon vorzugsweise zur Herstellung von Notrufver
bindungen dient.
Bei dem vorgeschlagenen Mobiltelefon sind in die eine oder meh
reren IC-Karten ein Senderschaltkreis, ein Empfängerschalt
kreis, eine Antenne, ein Elektretmikrophon, ein Lautsprecher
sowie eine Dünnfilmbatterie integriert. Die hierfür verwendeten
IC-Karten besitzen mindestens zwei äußere Kontakte, die von
einer Schutzhülle, die das Mobiltelefon umgibt, überbrückt
werden. Mit Entfernung der Schutzhülle entfällt die
Überbrückung der Kontakte und das Mobiltelefon wird aktiviert
und kann selbständig eine Verbindung zu einem Notrufdienst hin
erstellen.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige IC-Karten-Mo
biltelefone dann, wenn sie lange Zeit unbenutzt sind, bedingt
durch die nicht zu vernachlässigenden Entladeströme der
Sekundärelemente, ihre Betriebsfähigkeit verlieren und im
Einsatzfall nicht erfolgreich angewendet werden können.
Prinzipiell besteht nun die Möglichkeit, über die äußeren
Kontakte der IC-Karten eine externe Stromversorgung anzuschlie
ßen, um die Sekundärelemente entsprechend ihrem jeweiligen
Ladezustand zu puffern. Dies setzt jedoch voraus, daß das
Mobiltelefon sich an einem definierten Ort befindet, welcher
über entsprechende elektrische Anschlußmöglichkeiten, z. B. eine
Ladestation verfügt. Darüber hinaus muß der Zustand der
Kontaktverbindungen überwacht werden, was ebenfalls Nachteile
zur Folge hat.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine
Stromversorgung für IC-Karten mit einem Energiespeicher anzuge
ben, mit deren Hilfe die Einsatzfähigkeit insbesondere eines
aus solchen IC-Karten gebildeten Mobiltelefons, jederzeit, ins
besondere im Einsatzfall gewährleistet ist. Die Stromversorgung
soll auch so ausgebildet sein, daß das Mobiltelefon an nahezu
beliebigen Stellen, z. B. in einem Kraftfahrzeug, positioniert
werden kann.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem
Gegenstand jeweils nach den Merkmalen der Patentansprüche 1, 2
oder 3 bzw. in einer Kombination der in den vorgenannten
Ansprüchen enthaltenen Merkmale. Die Unteransprüche stellen
mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen dar.
Nach einem ersten Grundgedanken der Erfindung ist in mindestens
einer der IC-Karten ein piezoelektrischer Wandler, insbesondere
eine piezoelektrische Keramik angeordnet. Dieser mindestens
eine piezoelektrische Wandler steht mit einem Kondensator in
Verbindung, welcher wiederum über seinen Entladevorgang
Sekundärelemente nach- bzw. aufladen kann.
Im Einsatzfall wird durch Betätigen des piezoelektrischen
Wandlers ein Nach- oder Aufladen sowohl des Kondensators als
auch der Sekundärelemente vorgenommen, so daß die gewünschte
Verbindung nach Aktivieren des aus den IC-Karten gebildeten
Mobiltelefons möglich wird.
Bei einem zweiten Grundgedanken der Erfindung wird wiederum auf
Sekundärelemente als Energiespeicher zurückgegriffen, wobei
diese jedoch über Photovoltaik-Solarzellen nach- oder aufladbar
sind. Erfindungsgemäß sind die Solarzellen in die IC-Karten
einlaminiert, so daß sich die Herstellungskosten insgesamt re
duzieren lassen.
Nach einem dritten Grundgedanken der Erfindung ist in minde
stens einer der Karten eine Induktionsladespule angeordnet,
welche über eine elektronische Schaltung, die eine Lade
schaltung bildet, mit Sekundärelementen verbunden ist. Die
Induktionsladespule wechselwirkt mit einer externen
Induktionsspule, so daß ein kontaktloser Refresh der
Sekundärelemente möglich wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das aus IC-Karten
gebildete Mobiltelefon von einer mechanischen Aufnahmevor
richtung, welche z. B. im Handschuhfach eines Kraftfahrzeuges
angeordnet ist, fixiert. Im Handschuhfach selbst befinden sich
dann die mindestens eine Induktionsspule, welche ein
elektromagnetisches Wechselfeld zur Induktionsladespule in der
oder den IC-Karten überträgt. Alternativ besteht die Möglich
keit, daß an verschiedenen Stellen des Kraftfahrzeuges, an den
typischerweise eine Notruf-Mobiltelefon abgelegt werden würde,
Induktionsspulen vorgesehen sind bzw. angeordnet werden.
Erfindungsgemäß besteht eine weiterhin vorgesehene Möglichkeit
darin, piezoelektrische Wandler als energieerzeugende Mittel
mit der vorgesehenen Anordnung von Induktionsladespulen
und/oder Photovoltaik-Solarzellen zu kombinieren, so daß je
nach Lage- und/oder Einsatzort des IC-Karten-Mobiltelefons auf
eine jeweils optimale Energieversorgung zurückgegriffen werden
kann.
Bevorzugt werden die Sekundärelemente aus Dünnfilm-
Festelektrolyt-Zellen gebildet, welche in typische IC-Karten-
Herstellungsschritte implementierbar sind.
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter
Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine IC-Karte in der
Variante photovoltaische Solarzellen sowie
Induktionsladespule zur Stromversorgung; und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine IC-Karte mit der
Stromversorgung mittels piezoelektrischem Wandler.
Die Längsschnittdarstellung nach Fig. 1 läßt zunächst eine
Anordnung von Sekundärelementen 1 in Form eines Arrays von
Dünnfilm-Festelektrolyt-Zellen erkennen.
Eine Induktionsladespule 2 ist in den Kartenkörper 3 integriert
und verläuft entlang der Umfangsseiten. Die Induktionsladespule
2 kann gleichzeitig als Antennenspule für das aus der IC-Karte
gebildete Mobiltelefon Verwendung finden.
Nahe der Oberfläche des Kartenkörpers 3 ist eine Photovoltaik-So
larzellengruppe 4 angeordnet.
Sowohl die Solarzellengruppe 4 als auch die Induktionsladespule
2 ist elektrisch mit einer Lade- und Entladeschaltung 5 verbun
den, die wiederum an den Sekundärelementen 1 angeschlossen ist.
Mit Hilfe der Lade-/Entladeschaltung 5 gelingt es, die momentan
relevante Stromquelle, nämlich entweder die Induktionslade
spulen 2 oder die Solarzellengruppe 4 zu erkennen und eine
entsprechend geregelte Ladespannung abzuleiten, um diese den
Sekundärelementen 1 zuzuführen. Um eine Überladung der
Sekundärelemente 1 zu vermeiden sowie zum Verhindern des
sogenannten Memory-Effects führt die Schaltung 5 in vorgebbaren
Zeitabständen ein Entladen durch, so daß auch über einen langen
Zeitraum die Ladekapazität der Sekundärelemente 1 erhalten
bleibt.
Die Induktionsladespule 2 wechselwirkt mit einer (nicht gezeig
ten) Ladespule, welche vorzugsweise an oder in der Nähe einer
Aufnahme für den Kartenkörper 3 befindlich ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird wiederum von einem
Kartenkörper 3 ausgegangen, welcher einlaminierte Sekundär
elemente 1 umfaßt. Des weiteren ist im Kartenkörper 3 ein
piezoelektrischer Wandler 6 angeordnet, mit dessen Hilfe
Druckkräfte in elektrische Spannung umgewandelt werden können.
Ausgangsseitig ist der piezoelektrische Wandler 6 an eine
Pufferschaltung 7 angeschlossen, welche u. a. ein Kondensator
netzwerk enthält. Durch das Aufbringen der vorerwähnten
Druckkräfte auf den piezoelektrischen Wandler 6 wird zunächst
die Pufferschaltung 7 aktiviert und die in der Schaltung 7
vorhandenen Kondensatoren aufgeladen. Nach Überschreiten eines
vorgegebenen Spannungswertes entladen sich die Kondensatoren
der Pufferschaltung 7 über die Sekundärelemente 1, so daß diese
nach- oder aufgeladen werden können.
Der piezoelektrische Wandler 6 kann als piezoelektrischer
Sattelbieger ausgebildet sein und gleichzeitig die Funktion ei
nes piezoelektrischen Mikrophons für das aus IC-Karten gebil
dete Mobiltelefon erfüllen.
Gemäß eines weiteren, figürlich nicht näher dargestellten
Ausführungsbeispiels besteht die Möglichkeit die Lösung nach
Fig. 2 durch eine Induktionsladespule 2 zu ergänzen, so daß
alternativ auf verschiedene Stromversorgungsmöglichkeiten zu
rückgegriffen werden kann.
Alles in allem gelingt es mit der Erfindung, eine universelle
Stromversorgungsanordnung für IC-Karten mit Energiespeicher an
zugeben, die insbesondere dann Verwendung finden kann, wenn aus
der IC-Karte ein Mobiltelefon erstellt werden soll, das als be
sonders kostengünstige Notrufeinrichtung in Fahrzeugen, Booten
oder dergleichen Einsatz findet.
Claims (5)
1. Stromversorgungsanordnung für IC-Karten mit einem
Energiespeicher, insbesondere für ein aus einer oder mehreren
IC-Karten gebildetes Mobiltelefon,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Energiespeicher Sekundärelemente (1) und/oder einen
Kondensator umfaßt, wobei diese über einen in der oder den
Karten angeordneten piezoelektrischen Wandler (6) nach- oder
aufladbar sind.
2. Stromversorgungsanordnung für IC-Karten mit einem
Energiespeicher, insbesondere für ein aus einer oder mehreren
IC-Karten gebildetes Mobiltelefon,
dadurch gekennzeichnet
daß der Energiespeicher Sekundärelemente (1) umfaßt, welche
über photovoltaische Solarzellen (4) nach- oder aufladbar
sind, und wobei die Solarzellen (4) in die jeweiligen IC-Kar
tenkörper (3) einlaminiert sind.
3. Stromversorgungsanordnung für IC-Karten mit einem
Energiespeicher, insbesondere für ein aus einer oder mehreren
IC-Karten gebildetes Mobiltelefon,
dadurch gekennzeichnet,
daß in mindestens einer Karte eine Induktionsladespule (2)
angeordnet ist, welche über eine elektronische Schaltung (5)
mit Sekundärelementen (1) verbunden ist, wobei die
Induktionsladespule (2) mit einer externen Induktionsspule
wechselwirkt, um die Sekundärelemente (1) nach- oder
aufzuladen.
4. Stromversorgungsanordnung nach einem der vorangegangenen
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sekundärelemente (1) Dünnfilm-Festelektrolyt-Zellen
sind.
5. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Kombination umfassend die Merkmale nach Anspruch 2
und/oder Anspruch 3.
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