一种obu的太阳能供电电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种OBU的太阳能供电电路。本太阳能供电电路主要包括光电池、二极管D1、二极管D2、储能元件、稳压模块、供电元件和主控电路。光电池通过二极管与储能元件相连，把太阳能转化为电能给储能元件充电，使储能元件的电压高于供电元件的电压，减少供电元件的电能消耗，提高OBU的使用寿命，并且选用高额定电压的储能元件，很好的提高了太阳能的利用率。
【专利说明】—种OBU的太阳能供电电路
【技术领域】
[0001]本实用新型关于电子不停车收费系统中太阳能供电技术，具体的讲是一种OBU的太阳能供电电路。
技术背景
[0002]随着智能交通的快速发展,ETC(Electronic Toll Collection缩写)即电子不停车收费系统，在各大城市和高速公路上被广泛应用。ETC主要包括OBU (On Board Unit)和RSU (Road Side Unit)。其中，OBU为车载单元，长期贴在用户的车上并记录着用户和车辆的信息；RSU 为路测单兀，与 OBU 通过 DSRC (Dedicated Short Range Communication,专用短程通信技术)进行通信，实现车辆身份识别和过站收费。
[0003]OBU为车载单元，记录着用户和车辆的信息，要求能贴在车上长期使用。大部分的OBU产品为了提高OBU的使用寿命，都使用太阳能供电方式来减少一次性电池的电能消耗。OBU利用光电池把太阳能转换成电能，并把电能存储在储能元件中，供OBU待机和交易时使用，从而节省电池电能。但现有的OBU的储能元件的电压略高于一次性电池的电压，当OBU交易时，储能元件的电压被瞬间下拉，此时储能元件的电压低于一次性电池的电压，导致一次性电池对储能元件放电，消耗电能，减少了 OBU的使用寿命。
实用新型内容
[0004]为了解决由于OBU在交易时，储能元件的电压被瞬间拉低，所引起的电池放电情况。本实用新型通过提高储能元件的电压值，实现在交易时，储能元件的电压被拉低后仍高于一次性电池的电压，避免电池耗电，提高OBU的使用寿命。
[0005]本实用新型的目的是，提供一种OBU的太阳能供电电路，所述的OBU的太阳能供电电路包括:光电池1、二极管Dl、二极管D2、储能元件2、稳压模块3、主控电路4和供电元件5 ；
[0006]所述的光电池I通过二极管Dl与储能元件2相连接，光电池I把太阳能转换为电能给储能元件2充电；
[0007]所述的光电池I充电输出电压高于供电兀件5的额定电压,并且低于储能兀件的额定电压；
[0008]所述的储能元件2为能够进行充、放电的元件，与光电池I相连接，存储光电池I提供的电能；
[0009]所述的储能兀件2的额定电压高于供电兀件5和光电池I充电输出电压；
[0010]所述的稳压模块3，使输入的电压经过稳压模块3输出稳定的电压对主控电路4进行供电；
[0011 ] 所述的主控电路4为OBU的耗电模块；
[0012]所述的供电元件5通过二极管D2与储能元件2相连接，作为在光能不充足时所提供电能的备用能源；[0013]所述的二极管Dl与二极管D2防止施加反向电压。
[0014]优选的,所述的光电池I充电输出电压高于供电兀件5的额定电压与OBU交易时储能元件瞬间降低的电压之和，并且低于储能元件2的额定电压。
[0015]优选的，所述的储能元件2储存的电压高于供电元件5的额定电压与OBU交易时储能元件瞬间降低的电压之和。
[0016]本实用新型通过使用光电池输出电压高于供电元件的额定电压与OBU交易时储能元件瞬间降低的电压之和，并低于储能元件的额定电压的供电电路，保护电容不被过压使用，实现太阳能的高效利用和OBU使用寿命的提高。例如，储能元件额定电压值为5.5V，光电池充电电压值为5V，供电元件即一次性电池的电压值为3.6V。充电过程中，光电池把太阳能转换成电能对储能元件充电，因此储能元件最高能充到的电压值为5V。OBU交易时，储能元件的电压值会被瞬间拉低，瞬间储能元件的电压值从5V降到4.5V，高于供电元件的电压值3.6V，系统仍只使用储能元件的电能，只有当储能元件的电压值小于供电元件的电压值时，才使用供电元件的电能。如此，储能元件的电压值在5V-4.1V之间，OBU都只使用储能元件的电能，而且储能元件能通过太阳能反复增加电能，因此，提高了太阳能的利用率和大量节省了供电元件的电能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1OBU的太阳能供电电路结构图
[0018]图20BU的太阳能供电电路实例图
【具体实施方式】
[0019]下面结合结构图和实例图具体说明本实用新型的技术特点。
[0020]图1为太阳能供电电路的结构图，包括光电池1、二极管D1、二极管D2、储能元件
2、稳压模块3、主控电路4和供电元件5。光电池I把太阳能转换成电能对储能元件2进行充电；储能元件2为超级电容、复合电容、磷酸铁锂电池等能进行电能存储的元件；稳压模块3稳定电压，把储能元件2的电压转换成3.3V供主控电路4使用；主控电路4为电子标签的功能模块和耗电模块；供电元件5主要为一次性电池，主要作用是在太阳能不给储能元件2供电时所用的备用电源；二极管Dl防止施加反向电压；二级管D2防止施加反向电压。本实用新型主要利用储能元件2额定电压值高于供电元件5的电压值，实现放电时，只使用储能元件2的电能不使用供电元件5的电能。并且在此基础上提高储能元件2的电压，使其高于OBU交易时瞬间拉低的电压与供电元件5额定电压之和，更好的节省了供电元件的电能，提高了 OBU的使用寿命。例如，如果OBU中储能元件2的电压值为4.0V时，交易会导致储能元件的电压瞬间从4.0V降到3.5V，并持续一小段时间，然后又恢复到4.0V。然而，这一小段时间里，由于供电兀件5的额定电压值为3.6V大于3.5V,会导致供电兀件5耗电，减少OBU的使用寿命。为了避免供电元件5瞬间的耗电，储能元件5充电到5V电压值，则储能元件2的电压值在5V-4.1V之间时，供电元件5的电量不会被消耗。
[0021]图2为太阳能供电电路的实例图，其中一次性电池BI为供电元件，额定电压为
3.6V ;D1、D2为二极管，防止施加反向电压；超级电容Cl为储能元件，储存由光电池转换来的电能，额定电压值为5.5V ；U1为LD0，把输入电压转换成3.3V输出；主控电路为OBU主要的耗能模块；所选择的光电池，其开路电压要高于电池BI的额定电压,但低于电容Cl的额定电压，保证充电不会超过超级电容Cl的额定电压值，又能为超级电容Cl提供充足的电倉泛。
[0022]具体来说，电路的整个运行过程大致分为三个部分，其一，当光源相当充足的时候，光电池把光能转换成电能对超级电容Cl进行充电，光电池充电输出电压5.0V,使得A点的电势高于C点和B点电势，B点的电势高于C点的电势，二极管Dl导通，D2截止，电池BI不对主控电路进行供电，节省电池BI的电能。光电池对超级电容Cl在不断的进行充电，超级电容Cl储存的电能不断地上升，电容电压值达到额定的电压值5.0V。OBU在交易时，超级电容的电压会被瞬间降低到4.5V，A点的电势仍然高于C点和B点电势，电池BI不对主控电路进行供电，减少电池BI电量的消耗，并且超级电容Cl的电能在不断的补充。其二，当光源从充足到不充足时，光电池不进行能量的转换，A点的电势低于C点的电势，二极管D2导通；但此时的超级电容Cl还储存着大量的电能，超级电容Cl的电压值为4.9V还远高于电池BI的电压值3.6V，B点的电势高于C点的电势，二极管Dl处于截止的状态，OBU待机和交易时，电池BI仍然不对超级电容Cl进行充电，电池BI不消耗电能；其三，光源不充足持续长时间后，光电池不再转换电能对超级电容Cl充电，A点的电势低于C点的电势，二极管D2导通，超级电容Cl的电压值降到4.0V后，OBU在交易的情况下，储能元件的电压瞬间被拉低到3.5V，而电池BI的电压为3.6V，因此，在短暂的瞬间，C点的电势高于A点和B点的电势，电池BI对超级电容Cl进行充电和对主控电路供电，电池BI消耗少量的电能；其四，光电池很长时间没有得到光照，超级电容Cl的电压值大幅度的下降，超级电容Cl的电压低于电池BI的电压，C点的电势高于A点电势，A点电势高于B点的电势，二极管Dl、D2导通，电池BI对超级电容Cl进行充电，电池电能被消耗。
[0023]本实用新型通过使用光电池输出电压高于供电元件的额定电压与OBU交易时储能元件瞬间降低的电压之和，并且低于储能元件的额定电压的供电方式，使储能元件的电压值高于供电元件的电压值，实现在储能元件电量充足的情况下，供电元件不对储能元件和主控电路进行供电，减少供电元件的电量消耗，实现了光能的高效利用，并提高了供电元件和OBU的使用寿命。
【权利要求】
1.一种OBU的太阳能供电电路，其特征是，所述的OBU的太阳能供电电路包括:光电池(I)、二极管D1、二极管D2、储能元件(2)、稳压模块(3)、主控电路(4)和供电元件(5); 所述的光电池(I)通过二极管Dl与储能元件(2)相连接，光电池(I)把太阳能转换为电能给储能元件(2)充电； 所述的光电池(I)充电输出电压高于供电兀件(5)的额定电压,并且低于储能兀件的额定电压； 所述的储能元件(2)为能够进行充、放电的元件，与光电池(I)相连接，存储光电池(I)提供的电能； 所述的储能兀件(2)的额定电压高于供电兀件(5)和光电池(I)充电输出电压； 所述的稳压模块(3)，使输入的电压经过稳压模块(3)输出稳定的电压对主控电路(4)进行供电； 所述的主控电路(4)为OBU的耗电模块； 所述的供电元件(5)通过二极管D2与储能元件(2)相连接，作为在光能不充足时所提供电能的备用能源； 所述的二极管Dl与二极管D2防止施加反向电压。
2.根据权利要求1所述的OBU的太阳能供电电路，其特征是，所述的光电池(I)充电输出电压高于供电元件(5)的额定电压与OBU交易时储能元件瞬间降低的电压之和，并且低于储能元件(2)的额定电压。
3.根据权利要求2所述的OBU的太阳能供电电路，其特征是，所述的储能元件(2)储存的电压高于供电元件(5)的额定电压与OBU交易时储能元件瞬间降低的电压之和。
【文档编号】H02J7/00GK203554014SQ201320689198
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】余峰, 邓永强, 余亮, 郑高, 彭磊 申请人:北京万集科技股份有限公司