DE102014102936A1

DE102014102936A1 - Elektronische Baugruppe mit interner Nahfeldkommunikation

Info

Publication number: DE102014102936A1
Application number: DE102014102936.4A
Authority: DE
Inventors: Peter Scholz
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Ein elektronische Baugruppe (100; 100’) ist vorgesehen, welche einen ersten Stromkreis (110) und einen zweiten Stromkreis (120; 130), welche galvanisch getrennt sind, aufweist. Der erste Stromkreis (110) enthält eine erste Kommunikationseinrichtung, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und eine Antennenspule (114) aufweist. Der zweite Stromkreis (120; 130) enthält eine zweite Kommunikationseinrichtung, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und eine Antennenspule (124; 134) aufweist. Die erste Kommunikationseinrichtung und zweite Kommunikationseinrichtung sind in einem gemeinsamen Gehäuse (105; 105’) und/oder an einem gemeinsamen Träger (230; 240) in einem vorbestimmten, festen Abstand zueinander derart angeordnet, dass die Antennenspulen (114; 124, 134) ein gekoppeltes Spulensystem (140; 140’) bilden. Die erste Kommunikationseinrichtung und die zweite Kommunikationseinrichtung sind ferner dazu ausgebildet sind, unter Anwendung eines NFC- oder RFID-Kommunikationsprotokolls miteinander zu kommunizieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe, vorzugsweise einen Trennverstärker, die wenigstens zwei galvanisch voneinander getrennte Stromkreise aufweist.
Elektronische Baugruppen, wie zum Beispiel Trennverstärker, können unter anderem in der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik verwendet werden. Trennverstärker können mit oder ohne Speisung, mit oder ohne Sensor, mit oder ohne Signalanpassung ausgebildet sein und digitale oder analoge Signale verarbeiten.
Herkömmliche Trennverstärker zeichnen sich dadurch aus, dass mehrere galvanisch voneinander getrennte Stromkreise beziehungsweise Potentialgruppen implementiert sind. Zwischen den galvanisch voneinander getrennten Stromkreisen werden Signale und/oder Energie übertragen.
Ein herkömmlicher Trennverstärker 10, der z.B. in einem explosionsgefährdeten Bereich einsetzbar sein soll, ist schematisch in 1 dargestellt. Dieser Trennverstärker 10 weist einen Signaleingang 80, einen Signalausgang 95 und einen Anschluss 90 zum Anlegen einer externen Versorgungsspannung U_v auf. Signaleingang, Signalausgang und Versorgungsspannung können mehrere Anschlüsse aufweisen. Innerhalb des Trennverstärkers 10 gibt es Stromkreise, welche dem Signaleingang 80, dem Signalausgang 95 und dem Versorgungsanschluss 90 zugeordnet und durch einen Energieübertrager 50 und einen Signalübertrager 60 galvanisch voneinander getrennt sind. Eine optionale Ex-Barriere 30 schützt den explosionsgefährdeten Bereich, dessen Baugruppen beispielsweise am Eingang 80 angeschlossen sein können, vor zu hohen Spannungen, Strömen oder Leistungen. Liegt am Eingang 80 beispielsweise ein Gleichstromsignal S_e an, wird dieses von einem als Zerhacker fungierenden steuerbaren Schalter 40 in ein äquivalentes Wechselsignal umgewandelt und über den Signalübertrager 60 über die Trennstrecke übertragen. Anschließend wird das Wechselsignal in einer Gleichrichterschaltung 70 in ein Gleichsignal rückgewandelt und gegebenenfalls nach einer Verstärkung und Signalanpassung am Ausgang 95 zur Weiterverarbeitung bereitgestellt. Der Zerhacker 40, der Gleichrichter 70 und gegebenenfalls die Verstärkung und Signalanpassung können Hilfsenergie benötigen, die über den Energieübertrager 50 zur Verfügung gestellt werden kann.
Die beschriebene Funktionsweise ist ein spezielles Ausführungsbeispiel für Trennverstärker und zeigt die generelle Funktionsweise. In der Praxis haben sich verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten gebildet, die beispielsweise mit Hilfe einer digitalen Signalübertragung ausgestattet sind und die Signale über die Trennstrecke mittels optischer Signale übertragen. Gemeinsam ist Trennverstärkern die wesentliche Funktion, dass Energie und Signale über eine galvanische Trennstrecke übertragen werden.
Die vornehmlich als Transformatoren ausgebildeten Übertrager 50 und 60 haben eine große Bauform und sind aufwendig herzustellen und teuer, da u. a. geschlossene magnetische Kreise erforderlich sind. So kommen beispielsweise gemäß dem Stand der Technik bewickelte Ferritkerne als Übertrager zum Einsatz. Aus Kostengründen und aufgrund der einfachen Produzierbarkeit kommen verstärkt auch Planarübertrager zum Einsatz, bei denen die Wicklungen aus Leiterbahnen der Leiterplatte gebildet sind. In diesem Fall werden Ferritteilschalen durch Löcher der Leiterplatte geführt und miteinander z.B. durch Klammern oder Kleben verbunden. Sowohl das Bewickeln bei Wickelgütern als auch das Kleben/Klammern zum Erreichen eines geschlossenen oder nahezu geschlossenen magnetischen Kreises ist mit Kosten und Aufwand verbunden. Außerdem kann die Qualität der galvanischen Trennstrecke beeinträchtigt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Baugruppe, vorteilhafter Weise einen Trennverstärker bereitzustellen, der eine hohe galvanische Trennung ermöglicht, eine kleine, kompakte Bauform aufweist und kostengünstig hergestellt werden kann.
Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, die vorzugsweise standardisierte NFC (Near Field Communication)-Funktionalität in eine elektronische Baugruppe zu Signal- und/oder Energieübertragung zu integrieren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung kann darin gesehen werden, die komplette elektronische Baugruppe auf einer mehrschichtigen Leiterplatte herzustellen. Eine solche Leiterplatte ist in der DE 10 2013 100 622 beschrieben, die hiermit vollständig in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung einbezogen wird.
Das oben genannte technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Darin wird eine elektronische Baugruppe umschrieben, welche einen ersten Stromkreis und einen zweiten Stromkreis aufweist, welche galvanisch getrennt sind. Der erste Stromkreis enthält eine erste Kommunikationseinrichtung, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und eine Antennenspule aufweist. Der zweite Stromkreis enthält eine zweite Kommunikationseinrichtung, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und eine Antennenspule aufweist. Die erste Kommunikationseinrichtung und zweite Kommunikationseinrichtung sind in einem gemeinsamen Gehäuse und/oder an einem gemeinsamen Träger in einem vorbestimmten, festen Abstand zueinander derart angeordnet, dass die Antennenspulen ein gekoppeltes Spulensystem bilden, wobei die erste Kommunikationseinrichtung und die zweite Kommunikationseinrichtung ferner dazu ausgebildet sind, unter Anwendung eines NFC- oder RFID-Kommunikationsprotokolls miteinander zu kommunizieren.
Die NFC- oder RFID-(Radio Frequency Identification) Technologie basiert auf einem kontaktlosen Übertragungsverfahren über kurze Distanzen, vorzugsweise im Zentimeter und Millimeterbereich.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Trennverstärker gemäß dem Stand der Technik,
2 eine elektronische Baugruppe mit zwei galvanisch getrennten Stromkreisen gemäß der Erfindung,
3 eine alternative elektronische Baugruppe mit drei galvanisch getrennten Stromkreisen gemäß der Erfindung,
4 eine Leiterplatte im Lagenaufbau, an der die elektronische Baugruppe nach 2 angeordnet ist,
5 eine mehrschichtige Leiterplatte, an welcher die in 3 gezeigte elektronische Baugruppe angeordnet ist.
2 zeigt eine beispielhafte elektronische Baugruppe 100, welche zwei galvanisch getrennte Stromkreise 110 und 120 aufweist, was durch die gestrichelte Linie angedeutet wird. Die elektronische Baugruppe 100 ist beispielsweise dazu ausgebildet, die Funktion eines Trennverstärkers ausführen.
Der erste Stromkreis 110 enthält eine erste Kommunikationseinrichtung, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist. Die erste Kommunikationseinrichtung weist eine Antennenspule 114 auf. Um eine kontaktlose Nahfeldkommunikation zu ermöglichen ist ein Kommunikationschip 113 mit der Antennenspule 114 verbunden, der zum Beispiel als ein NFC-Chip oder herkömmlicher RFID-Chip ausgebildet sein kann. Im vorliegenden Beispiel wird ein NFC-Chip als Kommunikationschip 113 verwendet. Bei dem NFC-Chip 113 kann es sich um einen herkömmlichen NFC-Chip handeln, der zur Datenübertragung beispielsweise standardisierte Verfahren wie z. B. ISO/IEC 1443 A/B anwendet und typischerweise bei einer Grundfrequenz von 13,56 MHz arbeitet. Der NFC-Chip 113 kann mit einem Mikrokontroller 112 verbunden sein, der unter Anderem dazu ausgebildet ist, den ersten Stromkreis 110 zu steuern. Hierzu können der NFC-Chip 113 und der Mikrocontroller 112 über SPI- oder I2C-Schnittstellen oder ähnliche Schnittstellen miteinander kommunizieren. Der NFC-Chip 113, die Antennenspule 114 und gegebenenfalls der Mikrocontroller 112 können als erste Kommunikationseinrichtung betrachtet werden. Gegebenenfalls kann zwischen dem NFC-Chip 113 und der Antennenspule 114 noch ein Anpassnetzwerk und/oder ein EMV Filter von Nöten sein (nicht dargestellt). Der NFC-Chip 113 kann über einen optionalen sogenannten „Energy Harvesting“ Modus den Mikrocontroller 112 mit Hilfe eines Gleichspannungsausgangs 117 versorgen.
Der erste Stromkreis 110 der elektronischen Baugruppe 100 weist einen Eingang 116 auf, an welchem Eingangssignale S_e, beispielsweise analoge oder digitale Eingangssignale, ankommen können. Wird der Eingang 116 als Analogeingang verwendet, enthält der erste Stromkreis 110 einen Analog/Digital-Wandler 111, der ein analoges Eingangssignal in an sich bekannter Weise in ein entsprechendes digitales Signal umwandelt und dem Mikrokontroller 112 übergibt.
Dem ersten Stromkreis 110 kann optional auch eine Einrichtung 115 zugeordnet sein, die mit der Antennespule 114 und dem Mikrocontroller 112 verbunden sein kann. Die Einrichtung 115 kann dazu ausgebildet sein, ein von der Antennenspule 114 kommendes Wechselsignal gleichzurichten und gegebenenfalls zu regeln, um beispielsweise den Mikrocontroller 112 mit Hilfsenergie zu versorgen. Die Einrichtung 115 ist sinnvoll, wenn ein passiver NFC-Chip 113 verwendet wird, der selbst keine Versorgungsenergie bereitstellen kann. In diesem Fall kann alternativ zur dargestellten Art die Hilfsenergie durch 115 auch über einen zusätzlichen Übertrager galvanisch getrennt bereitgestellt werden und nicht aus der Antennenspule 114 entnommen werden.
Der zweite Stromkreis 120 enthält eine zweite Kommunikationseinrichtung, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist. Die zweite Kommunikationseinrichtung weist eine Antennenspule 124 auf. Um eine kontaktlose Nahfeldkommunikation zu ermöglichen ist ein Kommunikationschip 122 vorgesehen, der zum Beispiel als ein NFC-Chip oder herkömmlicher RFID-Chip ausgebildet sein kann. Im vorliegenden Beispiel wird ein NFC-Chip als Kommunikationschip 122 verwendet. Bei dem NFC-Chip 122 kann es sich wiederum um einen herkömmlichen NFC-Chip handeln, der zur Datenübertragung beispielsweise standardisierte Verfahren wie z. B. ISO/IEC 1443 A/B anwendet und typischerweise bei einer Grundfrequenz von 13,56 MHz arbeitet. Der NFC-Chip 122 kann unmittelbar oder über eine Verstärkereinrichtung und/oder ein Anpassungsnetzwerk 123 mit der Antennspule 124 verbunden sein. Ferner kann der NFC-Chip 122 mit einem Mikrokontroller 125 verbunden sein, der unter Anderem dazu ausgebildet ist, den zweiten Stromkreis 120 zu steuern. Hierzu können der NFC-Chip 122 und der Mikrocontroller 125 über SPI-, I2C- oder vergleichbare Schnittstellen miteinander kommunizieren. Der NFC-Chip 122, die Antennenspule 124 und gegebenenfalls der Mikrocontroller 125 können als zweite Kommunikationseinrichtung betrachtet werden.
Der zweite Stromkreis 120 der elektronischen Baugruppe 100 weist einen Eingang 128 auf, an den eine externe Versorgungsspannung U_v angelegt werden kann. Der Eingang 128 kann über eine an sich bekannte Leistungsstufe 121 (z.B. Schaltnetzteil) mit dem NFC-Chip 122 verbunden sein. Zudem kann dem zweiten Stromkreis 120 ein Ausgang 127 zugeordnet sein, über den analoge oder digitale Ausgangssignale S_a ausgegeben werden können. Sollen analoge Signale ausgegeben werden, ist zwischen dem Ausgang 127 und dem Mikrocontroller 125 ein Digital/Analog-Wandler 126 geschaltet, der ein digitales Signal in an sich bekannter Weise in ein entsprechendes analoges Signal umwandelt und am Ausgang 127 bereitstellt. Der NFC-Chip 122 kann als aktiver Baustein ausgebildet sein, der neben Daten auch Energie über die Antennenspule 124 übertragen kann. Die Energieübertragung kann alternativ auch losgelöst von NFC über bekannte Energieübertragungsverfahren galvanisch getrennt auf den Stromkreis 110 übertragen werden.
Die erste und zweite Kommunikationseinrichtung sind in einem gemeinsamen Gehäuse 105 und/oder, wie in 4 gezeigt an einem gemeinsamen Träger 240 in einem vorbestimmten, festen Abstand zueinander derart angeordnet, dass die Antennenspulen 114 und 124 ein gekoppeltes Spulenelement 140 bilden, wobei die erste und zweite Kommunikationseinrichtung ferner dazu ausgebildet sind, unter Anwendung eines NFC- oder RFID-Kommunikationsprotokolls miteinander zu kommunizieren. Um einen vorbestimmten, festen Abstand zwischen den Antennenspulen 114 und 124 zu erzielen, kann die elektronische Baugruppe geeignete mechanische Halterungen zur Aufnahme und Fixierung der Antennenspulen 114 und 124 aufweisen.
Auf diese Weise entsteht eine kompakte elektronische Baugruppe 100 kleiner Bauform mit zwei integrierten NFC-Teilnehmern, so dass zwischen den galvanisch getrennten Stromkreisen 110 und 120 mittels einer integrierten Nahfeldkommunikationstechnologie Signale und/oder Energie übertragen werden können.
Die erste und zweite Kommunikationseinrichtung können jeweils einen mehrfach beschreibbaren Speicher 118 bzw. 129 aufweisen, die im jeweiligen NFC-Chip 113 bzw. 122 integriert sein können. Im Speicher 118 wird vorzugsweise ein digitalisiertes Eingangssignal S_e abgelegt, welches vom NFC-Chip 122 ausgelesen werden kann.
Angemerkt sei, dass je nach Implementierung insbesondere der Mikrokontroller 112 und 125 die elektronische Baugruppe 100 zum Beispiel als Strom-Stromwandler, als Strom-Spannungswandler, als Spannungs-Stromwandler oder als Spannungs-Spannungswandler fungieren kann.
Um eine kleine, kompakte und stabile Bauform zu erhalten können zumindest die Antennenspulen 114 und 124 auf einem Träger 240 angeordnet sein und so zum Beispiel einen Planar- oder Schichtübertrager zu bilden. Wenn gewünscht können sogar alle Komponenten des ersten und zweiten Stromkreises an dem Träger angeordnet sein.
Bei dem Träger 240 kann es sich vorzugsweise um eine Leiterplatte im Lagenaufbau handeln, welche in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2013 100 622 beschrieben wird. Die Patentanmeldung DE 10 2013 100 622 wird hiermit vollständig, d. h. mit ihrem gesamten Offenbarungsgehalt, in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung einbezogen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Nummerierung hinsichtlich der 4 nicht mit der Nummerierung der 1 der DE 10 2013 100 622 übereinstimmt.
In 4 ist der Lagenaufbau der Leiterplatte 240 und insbesondere das gekoppelte Spulensystem 140 dargestellt. Die einzelnen Schichten des Lagenaufbaus und das Spulensystem 140 sind der besseren Übersicht wegen in Z-Richtung auseinandergezogen.
Der Lagenaufbau umfasst eine erste Isolationsabstandsschicht 180, eine isolierende Barriereschicht 190 und eine zweite Isolationsabstandsschicht 185. Die Barriereschicht 190 weist zumindest im Bereich der Antennenspulen 114 und 124 weder leitendes Material noch Löcher oder Ausfräsungen auf. Die erste Isolationsabstandsschicht 180 bietet eine oder zwei Montageflächen für Komponenten, d. h. elektrische- und/oder elektronische Bauelemente, sowie für Leiterbahnen 170, die mittels Durchkontaktierungen 160, sogenannten Micro-Vias, elektrisch verbunden werden können. Bei den elektronischen Bauelementen handelt es sich beispielsweise um den NFC-Chip 113, den Mikrokontroller 112, den Analog/Digital-Wandler 111, die Antennenspule 114 und gegebenenfalls um die Einrichtung 115. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können somit alle Komponenten des ersten Stromkreises 110 an der Isolationsabstandsschicht 180 angeordnet werden. Wie gezeigt, erstreckt sich auf der Oberseite der Isolationsabstandsschicht 180 die Antennenspule 114, welche mit einem Anschlussende 150 an den NFC-Chip 113 kontaktiert werden kann, wobei das andere Anschlussende 155 mittels der elektrischen Kontaktierung 160 auf die andere Seite der Isolationsabstandsschicht 180 hinüberführt, um von dort ebenfalls an dem NFC-Chip 130 kontaktiert zu werden. Unterhalb der isolierenden Barriereschicht 190 befindet sich die Antennenspule 124 mit zwei Anschlussenden 200 und 205, die auf unterschiedlichen Seiten der zweiten Isolationsabstandsschicht 185 angeordnet sein können. Die Verbindung von der Oberseite zur Unterseite der Isolationsabstandsschicht 185 erfolgt wiederum durch eine elektrische Kontaktierung 210. Die Anschlussenden 200 und 205 der Antennenspule 124 sind mit dem NFC-Chip 122 verbunden. 4 zeigt, dass auf der Isolationsabstandsschicht 185 vorzugsweise alle Komponenten des zweiten Stromkreises 120, das sind die Leistungsstufe 121, der NFC-Chip 122, der Verstärker und das Anspassungsnetzwerk 123, der Mikrokontroller 125 und der Digital/Analog-Wandler 126 montiert sind. Zur besseren Übersicht sind die Komponenten oberhalb der Isolationsabstandsschicht 185 dargestellt, in der Praxis bietet es sich bevorzugt an, die Komponenten unterhalb dieser Schicht zu montieren. Die vorzugsweise spiralförmigen Antennenspulen 124 und 114 sind durch die isolierende Barriereschicht 190 voneinander getrennt und stellen die Koppelelemente des gekoppelten Spulensystems 140 dar. Auf diese Weise können die Antennenspulen 114 und 124 der ersten bzw. zweiten Kommunikationseinrichtung in definiertem, festem Abstand zueinander derart angeordnet werden, dass die Antennenspulen 114 und 124 das gekoppelte Spulensystem 140 bilden. Zur Erhöhung der Wirksamkeit der induktiven Kopplung und zur Abschirmung gegenüber Störeinflüssen können Ferritplatten 220 und 221 die Antennenspulen 114 bzw. 124 räumlich überdecken. Die Ferritplatten sind jedoch für die Funktion aufgrund der typischerweise verwendeten hohen Grundfrequenz von 13,56 MHz nicht zwingend erforderlich und können je nach Anforderung sehr dünn ausfallen oder sogar komplett weggelassen werden. Ferner ist darauf zu achten, entsprechend verlustarme Materialien zu verwenden.
Nachfolgend wird ein mögliches Anwendungsszenario für die in 2 gezeigte elektronische Baugruppe 100 erläutert.
Über Versorgungsanschlüsse des Energieversorgungseingangs 128 kann Energie in die elektronische Baugruppe 100 eingespeist und über die Leistungsstufe 121 für die elektronischen Komponenten der elektronischen Baugruppe bereitgestellt und gegebenenfalls aufbereitet werden. Im vorliegenden Beispiel sei angemerkt, dass der NFC-Chip 122 dazu ausgebildet ist, nicht nur Daten, sondern auch HF-Energie zum ersten Stromkreis 110 über das gekoppelte Spulensystem 140 zu übertragen. Die zu übertragende Leistung kann je nach Anwendungsfall wenige Milliwatt bis zu einige Watt betragen. Die vom NFC-Chip 122 über das gekoppelte Spulensystem 140 zum ersten Stromkreis übertragene Energie kann dem NFC-Chip 113 und, sofern vorhanden, der Einrichtung 115 zur Gleichrichtung und Regelung zugeführt werden, die insbesondere den Mikrokontroller 112 und den Analog/Digitial-Wandler 111 speisen kann. Optional können die Bauteile des ersten Stromkreises 110 auch durch eine externe Energieversorgung (z.B. mittels eines zusätzlichen gekoppelten Spulensystems) gespeist werden.
Angenommen sei nunmehr, dass ein analoges Eingangssignal S_e am Eingang 116 ankommt, welches im Analog/Digital-Wandler 111 in ein digitales Signal umgewandelt und über den Mikrokontroller 112 an den NFC-Chip 113 weitergeleitet wird. Der NFC-Chip 113 ist dazu ausgebildet, dass empfangene digitale Eingangssignal in NFC-kompatible Signale aufzubereiten und, wenn gewünscht, in dem Speicher 118 abzulegen. Der NFC-Chip 122 kann selbst oder unter Steuerung des Mikrocontrollers den NFC-Chip 113 auffordern, die gespeicherten Signale zu übertragen. Insoweit fungiert der NFC-Chip 122 als Reader. Unter Verwendung eines NFC-Kommunikationsprotokolls erzeugt der NFC-Chip 122 einen entsprechenden Lesebefehl und überträgt diesen über das gekoppelte Spulensystem 140 zum NFC-Chip 113. Der NFC-Chip 113 ist dazu ausgebildet, unter Anwendung eines NFC-Kommunikationsprotokolls die gespeicherten Daten über das gekoppelte Spulensystem 140 zum NFC-Chip 122 zu übertragen. Das Übertragungsprotokoll kann auch derart ausgeführt sein, dass nach einer initialen oder regelmäßigen Initiierung ein kontinuierlicher Datenstrom vom NFC-Chip 113 zum NFC-Chip 122 übertragen wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Mikrokontroller 125 den NFC-Chip 122 auslesen und die vom NFC-Chip 113 empfangenen Daten zum Digital/Analog-Wandler 126 übertragen, der dann ein dem analogen Eingangssignal S_e entsprechendes analoges Ausgangssignal S_a am Analogausgang 127 zur weiteren Verarbeitung bereitstellt.
Zusätzlich dazu können beispielsweise Steuersignale in regelmäßigen Abständen in die entgegengesetzte Richtung übertragen werden, um beispielsweise Überwachungsfunktionen etc. zur realisieren.
Von außen betrachtet arbeitet die elektronische Baugruppe 100 wie ein herkömmlicher Trennverstärker; aber intern werden Daten und/oder Energie mit Hilfe der Nahfeldkommunikationstechnik übertragen.
3 zeigt eine alternative elektronische Baugruppe 100´ die sich von der elektronischen Baugruppe 100 gemäß 2 dadurch unterscheidet, dass ein dritter Stromkreis 130 hinzugekommen ist. Demzufolge wurden für den ersten Stromkreis 110 und den zweiten Stromkreis die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die drei Stromkreise 110, 120 und 130 sind galvanisch voneinander getrennt. Dies wird durch die gestrichelten Linien angedeutet.
Der dritte Stromkreis 130 kann ähnlich dem zweiten Stromkreis 120 aufgebaut sein, enthält aber im vorliegenden Beispiel keinen Energieversorgungseingang, keine Leistungsstufe und keine Verstärkereinrichtung und kein Anpassungsnetzwerk.
Der dritte Stromkreis 130 enthält eine dritte Kommunikationseinrichtung, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist. Die dritte Kommunikationseinrichtung weist eine Antennenspule 134 auf. Um eine kontaktlose Nahfeldkommunikation zu ermöglichen ist ein Kommunikationschip 133 mit der Antennenspule 134 verbunden, der zum Beispiel als ein NFC-Chip oder herkömmlicher RFID-Chip ausgebildet sein kann. Im vorliegenden Beispiel wird ein NFC-Chip als Kommunikationschip 133 verwendet. Bei dem NFC-Chip 133 kann es sich um einen herkömmlichen NFC-Chip handeln, der zur Datenübertragung beispielsweise standardisierte Verfahren wie z. B. ISO/IEC 14443 A/B anwendet und typischerweise bei einer Grundfrequenz von 13,56 MHz arbeitet. Der NFC-Chip 133 kann mit einem Mikrokontroller 132 verbunden sein, der unter Anderem dazu ausgebildet ist, den dritten Stromkreis 130 zu steuern. Hierzu können der NFC-Chip 133 und der Mikrocontroller 132 über SPI- oder I2C-Schnittstellen miteinander kommunizieren. Der NFC-Chip 133, die Antennenspule 134 und gegebenenfalls der Mikrocontroller 132 können als dritte Kommunikationseinrichtung betrachtet werden.
Der dritte Stromkreis 110 weist beispielsweise einen Ausgang 136 auf, an welchem Ausgangssignale S_a, beispielsweise analoge oder digitale Ausgangssignale, bereitgestellt werden können. Somit verfügt die elektronische Baugruppe 100’ im Unterschied zur elektronischen Baugruppe 100 nach 2 über zwei Ausgänge. Soll ein analoges Ausgangssignal bereitgestellt werden, ist zwischen dem Ausgang 136 und dem Mikrocontroller 132 ein Digital/Analog-Wandler 131 geschaltet.
Dem dritten Stromkreis 110 kann optional auch eine Einrichtung 135 zugeordnet sein, die mit der Antennespule 134 und dem Mikrocontroller 132 verbunden sein kann. Die Einrichtung 135 kann dazu ausgebildet sein, ein von dem NFC-Chip 122 übertragenes Wechselsignal über die Antennenspule 134 zu empfangen, gleichzurichten und gegebenenfalls zu regeln, um beispielsweise den Mikrocontroller 132 mit Energie zu versorgen. Die Einrichtung 135 ist sinnvoll, wenn ein passiver NFC-Chip 133 verwendet wird, der selbst keine Versorgungsenergie bereitstellen kann.
Im vorliegenden Beispiel sei angenommen, dass der NFC-Chip 122 die beiden Stromkreise 110 und 130 mit Energie versorgt.
Die erste, zweite und dritte Kommunikationseinrichtung sind in einem gemeinsamen Gehäuse 105’ und/oder, wie in 5 gezeigt, an einem gemeinsamen Träger 230 in einem vorbestimmten, festen Abstand zueinander derart angeordnet, dass die Antennenspulen 114, 124 und 134 ein gekoppeltes Spulenelement 140’ bilden, wobei Kommunikationseinrichtungen ferner dazu ausgebildet sind, unter Anwendung eines NFC- oder RFID-Kommunikationsprotokolls miteinander zu kommunizieren. Um die Kommunikation zwischen den drei Teilnehmern fehlerfrei zu ermöglichen, können beispielsweise Antikollisionsalgorithmen zum Einsatz kommen, wie sie in verschiedenen RFID/NFC Standards geregelt und von den NFC-Chips unterstützt werden.
Um einen vorbestimmten, festen Abstand zwischen den Antennenspulen 114, 124 und 134 zu erzielen, kann die elektronische Baugruppe geeignete mechanische Halterungen zur Aufnahme und Fixierung der Antennenspulen aufweisen.
Auf diese Weise entsteht eine kompakte elektronische Baugruppe 100’ kleiner Bauform mit drei integrierten NFC-Teilnehmern, so dass zwischen den galvanisch getrennten Stromkreisen 110, 120 und 130 mittels einer integrierten Nahfeldkommunikationstechnologie Signale und/oder Energie übertragen werden können. Von außen betrachtet ergibt sich beispielsweise ein klassischer Trennverstärker mit galvanischer Drei-Wege-Trennung, etwa Versorgung, Ausgang und Eingang.
Die drei Kommunikationseinrichtungen können jeweils einen mehrfach beschreibbaren Speicher 118, 129 bzw. 137 aufweisen, die im jeweiligen NFC-Chip 113, 122 bzw. 133 integriert sein können. Im Speicher 137 wird vorzugsweise ein digitalisiertes Ausgangssignal S_a abgelegt, welches am Ausgang 136 bereitgestellt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Implementierung können die Mikrocontroller 112, 125 und 132 derart miteinander kommunizieren und kooperieren, dass zum Beispiel das am Eingang 116 anliegende analoge Eingangssignal sowohl am Ausgang 136 als auch am Ausgang 127 bereitgestellt wird. Denkbar ist auch, dass die Mikrocontroller 112, 125 und 132 veranlassen, dass das Eingangssignal nur am Ausgang 136 ausgegeben wird. Hierzu kann vorgesehen sein, dass, sobald der NFC-Chip 122, welcher als Master fungieren kann, Daten vom NFC-Chip 113 anfordert, diese über das gekoppelte Spulensystem 140’ zum NFC-Chip 133 übertragen werden. In diesem Fall kann der Signalausgang 127 entfallen und der NFC-Chip übernimmt eine steuernde Masterfunktion. Es ist auch denkbar, dass über den Ausgang 127 nur Fehlersignale ausgegeben werden und die eigentlichen Nutzdaten direkt vom Signaleingang 116 zum Signalausgang 136 geleitet werden.
Um eine kleine, kompakte und stabile Bauform zu erhalten können zumindest die Antennenspulen 114, 124 und 134 auf einem Träger 230 angeordnet sein und so zum Beispiel einen sogenannten Schichtübertrager bilden, wie in 4 mit zwei Spulen skizziert. Wenn gewünscht können sogar alle Komponenten des ersten, zweiten und dritten Stromkreises an dem Träger 230 angeordnet sein.
Bei dem Träger 230 kann es sich vorzugsweise um eine Leiterplatte im Lagenaufbau handeln, welche in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2013 100 622 beschrieben wird. Die Patentanmeldung DE 10 2013 100 622 wird hiermit vollständig, d. h. mit ihrem gesamten Offenbarungsgehalt, in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung einbezogen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Nummerierung hinsichtlich der 5 nicht mit der Nummerierung der 3 der DE 10 2013 100 622 übereinstimmt.
5 zeigt eine mehrlagige Leiterplattenkonstruktion 230, die auch unter dem Begriff HDI (High Density Interconnect)-Leiterplatte bekannt ist, an der die drei Stromkreise 110, 120 und 130 galvanisch getrennt angeordnet sind.
Die Leiterplattenkonstruktion weist beispielsweise zwei isolierenden Barriereschichten 260 und 265 sowie drei Isolationsabstandsschichten 251, 252 und 253 auf. Die beiden isolierenden Barriereschichten können bei ausreichender Dicke der Isolationsabstandschichten, die auch isolierende Schichten genannt werden, entfallen.
Die Antennenspule 114 ist zum Beispiel an der Innenseite der Isolationsabstandsschicht 251 angeordnet, während die Antennenspule 134 an der Isolationsabstandsschicht 252 und die Antennenspule 124 an der Isolationsabstandsschicht 253 angeordnet sind. Die Antennenspulen sind somit in einem vorbestimmten festen Abstand zueinander angeordnet und überdecken sich zumindest teilweise, um das gekoppelte Spulensystem 140’ zu bilden.
An der Isolationsabstandschicht 251 sind ferner der NFC-Chip 113, der Mikrocontroller 112 und der Analog/Digital-Wandler 111, die Anschlüssse des Eingangs 116 und die Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung der Komponenten angeordnet. Somit sind alle Komponenten des ersten Stromkreises 110 an der mehrlagigen Leiterplatte 230 angeordnet.
Beispielsweise sind an der Unterseite der Isolationsabstandschicht 253 die Leistungsstufe 121, der NFC-Chip 122, der Mikrocontroller 125 (nicht dargestellt), der Digital/Analog-Wandler 126 (nicht dargestellt), die Verstärkereinrichung und das Anpassungsnetzwerk 123, Anschlüsse des Energieversorgungseingangs 128 und des Ausgangs 127 sowie Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung der Komponenten angeordnet. Ferner sind in der Isolationsabstandsschicht 253 Durchkontaktierungen 9, sogenannte Microvias, vorhanden, über die die Antennenspule 124 mit der Einrichtung 123 verbunden ist. Somit sind vorzugsweise alle Komponenten des zweiten Stromkreises 120 an der mehrlagigen Leiterplatte 230 bzw. der Isolationsabstandschicht 253 angeordnet.
Beispielsweise sind an der Unterseite der Isolationsabstandschicht 253 auch der NFC-Chip 133, der Mikrocontroller 132, der Digital/Analog-Wandler 131, die Gleichrichter- und Regeleinrichtung 135 und Anschlüsse des des Ausgangs 136 sowie Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung der Komponenten angeordnet. Ferner sind in der isolierenden Barriereschicht 265 und in der Isolationsabstandschicht 253 Durchkontaktierungen 9, sogenannte Microvias, vorhanden, über die die Antennenspule 134 mit dem NFC-Chip 133 verbunden ist. Somit sind vorzugsweise alle Komponenten des dritten Stromkreises 130 an der mehrlagigen Leiterplatte 230 bzw., mit Ausnahme der Antennenspule 134, an der Isolationsabstandschicht 253 angeordnet.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass zwischen allen Stromkreisen der nötige Isolationsabstand eingehalten wird, und zwar einerseits durch den Mindestabstand D0 und der Mindestdicke Di der Isolationsschichten zwischen den Stromkreisen.
In 5 sind zusätzlich noch Abschirmungen 270 und 272 gezeigt. Ferner sind optional kapazitive Kopplungselemente 280 und das dazugehörende elektrische Feld gezeigt, welche für die vorliegende Erfindung jedoch nicht benötigt werden.
Dank der beispielhaft dargestellten HDI-Leiterplatte 230 kann eine elektronische Baugruppe 100’ hergestellt werden, bei der alle drei NFC-fähige Stromkreise 110, 120 und 130 auf einem Träger und in einem Gehäuse angeordnet werden können, wobei zwischen den Stromkreisen 110, 120 und 130 eine ausreichend hohe galvanische Trennung bei einem sehr kleinen und kompakten Aufbau erzielt werden kann.
Als Abwandlung der 5 kann die Anordnung mit drei galvanisch getrennten Stromkreisen auch in einem 4-Lagen-Aufbau realisiert werden. In diesem Fall ergibt sich ein Lagenaufbau wie in 4 dargestellt, allerdings mit drei statt zwei Antennenspulen 114, 124 und 134. Der abgewandelte Aufbau kann dann beispielsweise wie folgt realisiert werden: Die Antennenspule 114 ist auf der Schicht 180 angeordnet und die beiden Antennenspulen 124 und 134 auf jeweils einer Seite der Schicht 185. Die Rückleiter der Antennenspulen 124 bzw. 134 müssen dann auf der jeweils anderen Seite der Schicht 185 so angeordnet werden, dass eventuelle Trennabstände zu der jeweils anderen Antennenspule nicht verletzt werden. Dadurch kann sich ggf. der Überlappungsbereich zwischen den Antennenspulen sowie die Isolation zwischen den Stromkreisen 120 und 130 reduzieren, die Isolierung zum Stromkreis 110 bleibt durch die Abstandsschicht 190 jedoch weiterhin hoch. Durch diese Maßnahme kann ein alternativer, kostengünstiger Aufbau mit drei Stromkreisen und unterschiedlichen Isolationsklassen ermöglicht werden.
Zusammengefasst illustrieren die 2 bis 5 eine elektronische Baugruppe 100, 100’, welche wenigstens zwei Stromkreise, beispielsweise den ersten Stromkreis 110, den zweiten Stromkreis 120 und/oder den dritten Stromkreis aufweist, welche voneinander galvanisch getrennt sind. Der erste Stromkreis 110 enthält eine erste Kommunikationseinrichtung, welche zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und eine Antennenspule 114 aufweist. Der zweite Stromkreis, das kann der Stromkreis 120 und/oder 130 sein, enthält eine zweite Kommunikationseinrichtung, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und einen Antennenspule 124 beziehungsweise 134 enthält. Die erste und zweite Kommunikationseinrichtung sind in einem gemeinsamen Gehäuse 105 bzw. 105’ und/oder an einem gemeinsamen Träger 230 oder 240 in einem vorbestimmten festen Abstand zueinander derart angeordnet, dass die Antennenspulen 114 und 124 beziehungsweise 114 und 134 ein gekoppeltes Spulensystem 140 bilden. Die erste Kommunikationseinrichtung und die zweite Kommunikationseinrichtung sind ferner dazu ausgebildet, unter Anwendung eines NFC- oder RFID-Kommunikationsprotokolls miteinander zu kommunizieren. Hierzu weist jede Kommunikationseinrichtung vorzugsweise einen NFC- oder RFID-Chip 113 beziehungsweise 122 auf.
Vorzugsweise ist die elektronische Baugruppe 100 oder 100’ als Trennverstärker ausgebildet, wobei der erste Stromkreis 110 einen Eingang 116 zum Empfangen eines Eingangssignals und der zweite Stromkreis, das kann der Stromkreis 120 oder der Stromkreis 130 sein, einen Ausgang 127 beziehungsweise 136 zum Ausgeben eines dem Eingangssignal entsprechenden Ausgangssignal aufweist.
Vorzugsweise enthalten der erste Kommunikationskreis 110 und der zweite Kommunikationskreis 120 einen entsprechend implementierten Steuerbaustein, beispielsweise in Form eines Mikrocontrollers 112 beziehungsweise 125, welche für die gewünschte Trennverstärkerfunktion sorgen können.
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass Dank der NFC-fähigen Kommunikationseinrichtungen auf teure und viel Raum beanspruchende Energie- und/oder Datenübertrager, wie sie herkömmlicher Weise in Trennverstärkern verwendet werden, verzichtet werden kann.
Angemerkt sei ferner, dass jede zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildete Kommunikationseinrichtung als passiver oder aktiver Baustein ausgebildet sein kann. Aktiv heißt, dass die Kommunikationseinrichtung sich selbst und die übrigen Kommunikationseinrichtungen mit Energie versorgen kann.
Passiv heißt demzufolge, dass die jeweilige Kommunikationseinrichtung beispielsweise durch eine aktive Kommunikationseinrichtung mit Energie versorgt werden muss. Bei passiven Kommunikationseinrichtungen kann beispielsweise auch die Art der Datenkommunikation anders ausgebildet sein, beispielsweise kann durch die passive Kommunikationseinrichtung mittels sogenannter Lastmodulation auf ein Anfragesignal geantwortet werden.
Um Eingangssignale beziehungsweise auszugebende Signale speichern zu können, kann jede Kommunikationseinrichtung einen mehrfach beschreibbaren Speicher aufweisen.
Vorzugsweise ist wenigstens eine der Kommunikationseinrichtungen dazu ausgebildet, neben Daten auch Energie zu übertragen. Eine solche Kommunikationseinrichtung kann dann auch als aktive, NFC-fähige Kommunikationseinrichtung bezeichnet werden.
Es kann ein dritter Stromkreis 130 vorgesehen sein, welcher galvanisch vom ersten Stromkreis 110 und vom zweiten Stromkreis 120 getrennt ist, wobei der dritte Stromkreis eine dritte Kommunikationseinrichtung aufweist, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und eine Antennenspule 134 aufweist. Die erste, zweite und dritte Kommunikationseinrichtung sind in einem gemeinsamen Gehäuse 105’ und/oder an einem gemeinsamen Träger 230 in einem vorbestimmten, festen Abstand zueinander derart angeordnet, dass die Antennenspulen 114, 124, 134 ein gekoppeltes Spulensystem 140’ bilden, wobei die erste, zweite und dritte Kommunikationseinrichtung ferner dazu ausgebildet sind, unter Anwendung eines NFC- oder RFID-Kommunikationsprotokolls miteinander zu kommunizieren.
Der Träger 230 kann eine mehrschichtige Leiterplatte in Form einer HDI-Leiterplatte sein, welche folgende Merkmale aufweist:

– eine erste isolierende Schicht 251 mit definierter Dicke, an welcher die Antenne 114 eines der Stromkreise 110, 120, 130 angeordnet ist,
– eine zweite isolierende Schicht 252 mit definierter Dicke, an welcher die Antennenspule einer der beiden übrigen Stromkreise 120, 130, zum Beispiel die Antennenspule 134 angeordnet ist,
– eine dritte isolierende Schicht 253 mit definierter Dicke, an welcher die Antennenspule des verbleibenden Stromkreises, zum Beispiel die Antennenspule 124 angeordnet ist, wobei sich die Antennenspule 114, 124, 134 des ersten, zweiten und dritten Stromkreises 110, 120, 130 zumindest teilweise überdecken und das gekoppelte Spulensystem 140’ bilden.

Alternativ kann der Träger 230 eine mehrschichtige Leiterplatte sein, welche folgende Merkmale aufweist:

– eine erste isolierende Schicht 180 mit definierter Dicke, an welcher die Antenne 114 eines der Stromkreise 110, 120, 130 angeordnet ist,
– eine zweite isolierende Schicht 185 mit definierter Dicke, an welcher auf gegenüberliegenden Seiten die Antennenspulen 124 und 134 der beiden übrigen Stromkreise 120 und 130 angeordnet sind, wobei sich die Antennenspulen 114, 124 und 134 des ersten, zweiten und dritten Stromkreises 110, 120 und 130 zumindest teilweise überdecken und das gekoppelte Spulensystem 140’ bilden.

Auf diese Weise kann eine ausreichend hohe Spannungsfestigkeit zwischen den Stromkreisen erreicht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013100622 [0009, 0031, 0031, 0032, 0053, 0053, 0054]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO/IEC 1443 A/B [0021]
ISO/IEC 1443 A/B [0024]
ISO/IEC 14443 A/B [0043]

Claims

Elektronische Baugruppe (100; 100’) aufweisend einen ersten Stromkreis (110) und einen zweiten Stromkreis (120; 130), welche galvanisch getrennt sind, wobei der erste Stromkreis (110) eine erste Kommunikationseinrichtung enthält, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und eine Antennenspule (114) aufweist, der zweite Stromkreis (120; 130) eine zweite Kommunikationseinrichtung enthält, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und eine Antennenspule (124; 134) aufweist, wobei die erste Kommunikationseinrichtung und zweite Kommunikationseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse (105; 105’) und/oder an einem gemeinsamen Träger (230; 240) in einem vorbestimmten, festen Abstand zueinander derart angeordnet sind, dass die Antennenspulen (114; 124, 134) ein gekoppeltes Spulensystem (140; 140’) bilden, wobei die erste Kommunikationseinrichtung und die zweite Kommunikationseinrichtung ferner dazu ausgebildet sind, unter Anwendung eines NFC- oder RFID-Kommunikationsprotokolls miteinander zu kommunizieren.
Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Baugruppe (100; 100’) als Trennverstärker ausgebildet ist, dass der erste Stromkreis (110) einen Eingang (116) zum Empfangen eines Eingangssignals und der zweite Stromkreis (120; 130) einen Ausgang (127; 136) zum Ausgeben eines dem Eingangssignal zugehörigen Ausgangssignal aufweist.
Elektronische Baugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (230; 240) eine Leiterplatte vorbestimmter Dicke ist.
Elektronische Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (240) mehrschichtig aufgebaut ist und folgende Merkmale aufweist: – eine erste Isolationsabstandsschicht (180), an welcher wenigstens die Antenne (114) des ersten Stromkreises (110) angeordnet ist, – eine zweite Isolationsabstandsschicht (185), an welcher wenigstens die Antenne (124) des zweiten Stromkreises (120) angeordnet ist, und – eine isolierende Barriereschicht (190) mit einer Mindestdicke (Di) zur Erzielung einer hohen Spannungsfestigkeit zwischen dem ersten Stromkreis (110) und zweiten Stromkreis (120), – wobei die Antennenspule (114) des ersten Stromkreises (110) und die Antennenspule (124) des zweiten Stromkreises (120) sich unter Zwischenlage der isolierenden Barriereschicht (190) überdecken und in einem Überdeckungs- und Übertragungsbereich das gekoppelte Spulensystem (140) bilden.
Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen dritten Stromkreis (130), welcher galvanisch vom ersten Stromkreis (110) und vom zweiten Stromkreis (120) getrennt ist, wobei der dritte Stromkreis (130) eine dritte Kommunikationseinrichtung aufweist, die zur kontaktlosen Nahfeldkommunikation ausgebildet ist und eine Antennenspule (134) aufweist, wobei die erste, zweite und dritte Kommunikationseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse (105’) und/oder an einem gemeinsamen Träger (230) in einem vorbestimmten, festen Abstand zueinander derart angeordnet sind, dass die Antennenspulen (114, 124, 134) ein gekoppeltes Spulensystem (140’) bilden, wobei die erste, zweite und dritte Kommunikationseinrichtung ferner dazu ausgebildet sind, unter Anwendung eines NFC- oder RFID-Kommunikationsprotokolls miteinander zu kommunizieren.
Elektronische Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (230) eine mehrschichtige Leiterplatte ist, welche folgende Merkmale aufweist: – eine erste isolierende Schicht (251) mit definierter Dicke, an welcher die Antenne (114) eines der Stromkreise (110, 120, 130) angeordnet ist, – eine zweite isolierende Schicht (252) mit definierter Dicke, an welcher die Antenne einer der beiden übrigen Stromkreise (120, 130) angeordnet ist, – eine dritte isolierende Schicht (253) mit definierter Dicke, an welcher die Antenne des verbleibenden Stromkreises (130) angeordnet ist, wobei sich die Antennenspule (114, 124, 134) des ersten, zweiten und dritten Stromkreises (110, 120, 130) zumindest teilweise überdecken und das gekoppelte Spulensystem (140’) bilden.
Elektronische Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (230) eine mehrschichtige Leiterplatte ist, welche folgende Merkmale aufweist: – eine erste isolierende Schicht (180) mit definierter Dicke, an welcher die Antenne (114) eines der Stromkreise (110, 120, 130) angeordnet ist, – eine zweite isolierende Schicht (185) mit definierter Dicke, an welcher auf gegenüberliegenden Seiten die Antennenspulen (124, 134) der beiden übrigen Stromkreise (120, 130) angeordnet sind, wobei sich die Antennenspulen (114, 124, 134) des ersten, zweiten und dritten Stromkreises (110, 120, 130) zumindest teilweise überdecken und das gekoppelte Spulensystem (140’) bilden.
Elektronische Baugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle elektrischen und/oder elektronischen Komponenten des ersten, und/oder zweiten und/oder dritten Stromkreises(110, 120, 130) auf dem Träger (230; 240) angeordnet sind.
Elektronische Baugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Kommunikationseinrichtungen einen mehrfach beschreibbaren Speicher (118, 129, 137) aufweist.
Elektronische Baugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Kommunikationseinrichtungen dazu ausgebildet ist, zusätzlich kontaktlos Energie zu übertragen.