DE19807227A1 - Stromversorgungsanordnung für IC-Karten - Google Patents

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.