供电装置的制作方法

文档序号:12804893阅读:171来源:国知局

本实用新型实施例涉及电子交通装置领域,尤其涉及一种供电装置。



背景技术:

ETC系统即所谓的电子不停车收费系统,包括车载单元(英文全称On-Board Unit,英文简称OBU)和路侧单元(英文全称Roadside Unit,英文简称RSU)。其中,车载单元一般安装在车辆的前挡风玻璃上,当车辆通过ETC车道时,车载单元与路侧单元等设备通讯,不需停车即可完成ETC收费。

目前,车载单元由诸如纽扣电池、干电池等电池供电。

现有技术的不足之处在于,尽管现有采用的纽扣电池、干电池等电池给车载单元供电的可靠性好,但由于纽扣电池、干电池等电池持续不间断地给车载单元供电,由此会带来较高地供电成本。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型实施例所解决的技术问题在于提供一种供电装置,用以克服现有技术中车载单元的供电成本高的缺陷,达到降低车载单元的供电成本的效果。

本实用新型实施例提供一种供电装置,包括:第一电源支路、第二电源支路、开关电路;所述第一电源支路与所述第二电源支路并联连接;所述开关电路用于:若车载单元的工作状态为唤醒状态,所述开关电路控制所述第一电源支路向所述车载单元供电;若车载单元的工作状态为休眠状态,所述开关电路控制所述第二电源支路向所述车载单元供电。

可选地,所述开关电路包括:第一开关和第二开关;所述第一开关用于控制所述第一电源支路向所述车载单元供电;所述第二开关用于控制所述第二电源支路向所述车载单元供电。

可选地,所述第一开关为第一MOSFET场效应管,所述第一MOSFET场效应管串联在所述第一电源支路中;所述第二开关为第二MOSFET场效应管,所述第二MOSFET场效应管串联在所述第二电源支路中。

可选地,所述开关电路还包括:第三开关和第四开关;所述第三开关与所述第一MOSFET场效应管并联,所述第四开关与所述第二MOSFET场效应管串联。

可选地,所述第三开关为第一二极管,所述第四开关为第二二极管。

可选地,所述第一电源支路包括:软包锂锰电池和/或磷酸铝铁电池。

可选地,所述第二电源支路包括:太阳能电池装置,所述太阳能电池装置包括太阳能电池和储能电容,所述太阳能电池用于给所述储能电容充电。

可选地,所述储能电容为红宝石电解电容。

可选地,所述第二电源支路包括:稳压器,所述稳压器用于使第二电源支路输出恒定的电压供给所述车载单元。

可选地,所述稳压器为低压差线性稳压器。

本实用新型提供的供电装置包括第一电源支路、第二电源支路、开关电路;当车载单元的工作状态为唤醒状态,开关电路控制第一电源支路向车载单元供电,当车载单元的工作状态为休眠状态,开关电路控制第二电源支路向所述车载单元供电,从而能够实现对车载单元进行分时供电,进而提高供电装置的供电效率,还能降低车载单元的供电成本。此外,通过设置第一电源支路为软包锂锰电池、磷酸铝铁电池等放电电流较大的电池,从而实现供电装置供给车载单元的电压使唤醒状态下的车载单元较好地进行DSRC交易,同时通过设置第二电源支路为太阳能电池装置给休眠状态下的车载单元以实现供电装置充分地利用太阳能,进而提高供电装置对太阳能的能量利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的供电装置的结构示意图。

附图标记:

0:接地端; 1:第一电源支路;

2:第二电源支路; 3:开关电路;

4:电源输出端; 10:电池;

21:太阳能电池; 22:储能电容;

23:稳压器; 31:第一MOSFET场效应管;

32:第二MOSFET场效应管; 33:第一二极管;

34:第二二极管; 311:第一MOSFET场效应管的栅极;

312:第一MOSFET场效应管的源极; 313:第一MOSFET场效应管的漏极;

321:第二MOSFET场效应管的栅极; 322:第二MOSFET场效应管的源极;

323:第二MOSFET场效应管的漏极。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型实施例一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型实施例中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型实施例保护的范围。

下面结合本实用新型实施例附图进一步说明本实用新型实施例具体实现。

实施例一

图1为本实用新型一实施例的供电装置的结构示意图。如图1所示,本实施例提供的供电装置,包括:第一电源支路1、第二电源支路2、开关电路3;第一电源支路1与第二电源支路2并联连接;开关电路3用于:若车载单元的工作状态为唤醒状态,开关电路3控制第一电源支路1向车载单元供电;若车载单元的工作状态为休眠状态,开关电路3控制第二电源支路2向车载单元供电。

具体地,车载单元的工作状态分为唤醒状态和休眠状态,当车辆通过ETC车道时,此时的车载单元的工作状态为唤醒状态;与唤醒状态相对的是休眠状态,休眠状态是指车辆不通过ETC车道时车载单元的工作状态。在唤醒状态下的车载单元需要大电流的供应以完成DSRC(Dedicated Short Range Communications,专用短程通信技术)交易,而在休眠状态下的车载单元只需要较小的维持电流。故,本实施的供电装置提供了两套电源以实现对车载单元的分时供电,还能降低车载单元的供电成本。更为具体地,第一电源支路1用于给唤醒状态下的车载单元供电,第二电源支路2用于给休眠状态下的车载单元供电,两套电源之间的切换由开关电路3完成。举例来说,若车载单元的工作状态为唤醒状态,开关电路3控制第一电源支路1向车载单元供电,同时切断第二电源支路2向车载单元供电;若车载单元的工作状态为休眠状态,开关电路3控制第二电源支路2向所述车载单元供电,同时切断第一电源支路1向车载单元供电。

进一步地,第一电源支路1可以是软包锂锰电池、磷酸铝铁电池等放电电流较大的电池10,从而实现供电装置供给车载单元的电压能够使唤醒状态下的车载单元较好地进行DSRC交易。

进一步地,第二电源支路2包括:太阳能电池装置。太阳能电池装置通过吸收太阳能储备电能,从而使本实施例中的供电装置满足绿色节能的要求。同时车载单元处在唤醒状态的时间大约在200ms左右,车载单元绝大部分的时间处在休眠状态,故通过太阳能电池装置给休眠状态下的车载单元供电能够使供电装置充分地利用太阳能,进而提高供电装置对太阳能的能量利用率。优选地,太阳能电池装置包括太阳能电池21和储能电容22,太阳能电池21和储能电容22并联连接,太阳能电池21用于给储能电容22充电,储能电容22用来存储吸收太阳能转化而来的电能。举例来说,本实施例中的车载单元的供电电压大小在3V左右,与此对应的太阳能电池装置的输出电压的大小也在3V左右,太阳能电池21通过吸收太阳能并输出3V左右电压供给储能电容22。储能电容22是电容值为法拉级别的红宝石电解电容,红宝石电解电容具有低阻抗、高纹波、长寿命等特点,能够进一步提高太阳能电池装置的输出电压的可靠性和稳定性。

进一步地,第二电源支路2包括稳压器23,稳压器23用于使第二电源支路2输出恒定的电压供给车载单元,从而进一步提高太阳能电池装置的输出电压的稳定性。优选地,稳压器23为低压差线性稳压器(英文全称Low Dropout Regulator,英文简称LDO),低压差线性稳压器具有成本低,噪音低,静态电流小等优点;相比传统的稳压器,稳压器23可以控制输入电压和输出电压的电压差更小。举例来说,本实施例中的车载单元的供电电压大小一般在3V左右,由于采用传统的稳压器输入电压和输出电压的电压差在2V左右,显然传统的稳压器不适用于本实施例中的供电装置,而低压差线性稳压器更为合适。具体地,可以通过设置低压差线性稳压器中的压差参数,使经低压差线性稳压器输出的电压更好地满足车载单元的电压要求。

此外,供电装置提供一个电源输出端4,该电能输出端4用于与车载单元的电源输入端连接,该电源输出端4可以是接线柱,也可以是接线孔,具体形式不限。供电装置还有一个接地端4,用于接地保护。

本实施例提供的供电装置包括第一电源支路1、第二电源支路2、开关电路3;当车载单元的工作状态为唤醒状态,开关电路3控制第一电源支路1向车载单元供电,当车载单元的工作状态为休眠状态,开关电路3控制第二电源支路2向所述车载单元供电,从而能够实现对车载单元进行分时供电,还能降低车载单元的供电成本。此外,通过设置第一电源支路1为软包锂锰电池、磷酸铝铁电池等放电电流较大的电池,从而实现供电装置供给车载单元的电压使唤醒状态下的车载单元较好地进行DSRC交易,同时通过设置第二电源支路2为太阳能电池装置给休眠状态下的车载单元以实现供电装置充分地利用太阳能,进而提高供电装置对太阳能的能量利用率。

实施例二

本实施例是对上述实施例的进一步补充说明。具体对上述实施例中的开关电路3补充说明。

本实施例中的开关电路3包括第一开关和第二开关;第一开关用于控制第一电源支路向车载单元供电;第二开关用于控制第二电源支路向车载单元供电。

具体地,第一开关和/或第二开关可以是由电力电子器件组成的电子开关。举例来说,第一开关和/或第二开关可以GTO(门极可关断晶闸管)、GTR(电力晶体管),MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)中的一种或多种电力电子器件组成的电子开关。本实施例中的供电装置需要分时给车载单元供电,也就是说本实施例中的开关电路是受控于车载单元,而上述举例的电力电子器件的导通和截止是可控的,故本实施例选用可控的电力电子器件设计第一开关和/或第二开关能够简单方便地实现对车载单元分时供电。举例来说,车载单元的工作状态为唤醒状态,第一开关控制第一电源支路1向车载单元供电;若车载单元的工作状态为休眠状态,第二开关控制第二电源支路2向车载单元供电。

进一步地,第一开关为第一MOSFET场效应管31,第一MOSFET场效应管31串联在第一电源支路1中;第二开关为第二MOSFET场效应管32,第二MOSFET场效应管32串联在第二电源支路2中。举例来说,MOSFET场效应管具有三个连接端,分别为栅极、源极和漏极,当栅极和源极的电压大于0.6V时,MOSFET场效应管工作于饱和区,相当于MOSFET场效应管导通,电流流过MOSFET场效应管的源极和漏极;当MOSFET场效应管的栅极和MOSFET场效应管的源极之间的电压小于0.6V时,MOSFET场效应管工作于截止区,相当于MOSFET场效应管关闭。本实施例中第一MOSFET场效应管31串联在第一电源支路1中,第二MOSFET场效应管32串联在第二电源支路2中,当车载单元的工作状态为唤醒状态,使第一MOSFET场效应管31处于饱和区同时使第二MOSFET场效应管32处于截止区,就能实现由第一电源支路1向车载单元供电;同样地,当车载单元的工作状态为休眠状态,使第二MOSFET场效应管32处于饱和区同时使第一MOSFET场效应管31处于截止区,就能实现由第二电源支路2向车载单元供电。

本实施例中第一MOSFET场效应管31串联在第一电源支路1中,具体通过第一MOSFET场效应管31的源极313和漏极312串联在第一电源支路1中;同样地,第二MOSFET场效应管32串联在第二电源支路2中,具体通过第二MOSFET场效应管32的源极323和漏极322串联在第二电源支路2中。需要说明的是,图1中的第一MOSFET场效应管31的栅极311和第二MOSFET场效应管32的栅极321均未连接不代表不需要连接,由上述对MOSFET场效应管的三个连接端的介绍可知,MOSFET场效应管的导通和截止受控于栅极和源极之间的电压情况。举例来说,第一MOSFET场效应管31的栅极311和第二MOSFET场效应管32的栅极321分别与车载单元的MCU微型控制器的电压输出端连接,其中,MCU微型控制器是车载单元的核心器件,根据车载单元的工作状态控制车载单元中各个模块的有序工作。本实施通过MCU微型控制器分别给第一MOSFET场效应管31的栅极311和第二MOSFET场效应管32的栅极321施加电压,可以更加智能地实现供电装置对车载单元的分时供电,进一步地提高供电装置对车载单元的供电可靠性和提高供电装置对太阳能的能量利用率。需要说明的是,施加电压给第一MOSFET场效应管31的栅极311和第二MOSFET场效应管32的栅极321不限于举例说明,还可以是其他的形式,在此不再累述。

进一步地,开关电路还包括:第三开关和第四开关;第三开关与第一MOSFET场效应管31并联,所述第四开关与第二MOSFET场效应管32串联。优选地,第三开关为第一二极管33,第四开关为第二二极管34。举例来说,当车载单元的工作状态为休眠状态,第二开关控制第二电源支路2向车载单元供电。由上述介绍可知,第一电源支路1是软包锂锰电池、磷酸铝铁电池等电池10,第二电源支路2是太阳能电池装置,主要包括太阳能电池、储能电容,且第一电源支路1短时供电,第二电源支路2长时间供电,故,太阳能电池装置因长时间供电可能会出现亏电情况不能提供合格的电压给车载单元。而本实施例为了解决上述问题,通过第一二极管33与第一MOSFET场效应管31并联,第二二极管34与第二MOSFET场效应管32串联,当出现太阳能电池装置低于第一电源支路1的电压时,自动切换到第一电源支路1给车载单元供电,即由软包锂锰电池、磷酸铝铁电池等电池供电;当出现太阳能电池装置的电压通过吸收太阳能而升高后并高于第一电源支路1的电压时,自动切换到第二电源支路2给车载单元供电,即由太阳能电池装置供电,进而保证供电装置给休眠状态下的车载单元的可靠供电。

需要说明的是,第一开关、第二开关、第三开关和第四开关可以是相同的电力电子器件,也可以是不同的电力电子器件,具体根据实际情况而定,不限于上述举例说明中的形式。

本实施例提供的供电装置,通过设置开关电路为用于控制第一电源支路1向车载单元供电的第一开关和用于控制第二电源支路2向车载单元供电的第二开关,能够简单方便地实现对车载单元分时供电,进一步地降低车载单元的供电成本;此外,通过选取第一开关为第一MOSFET场效应管31和第二开关为第二MOSFET场效应管32可以更加智能地实现供电装置对车载单元的分时供电,进一步地提高供电装置对车载单元的供电可靠性和提高供电装置对太阳能的能量利用率。

当然,实施本实用新型实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。

本领域的技术人员应明白,本实用新型实施例的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此,本实用新型实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本实用新型实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本实用新型实施例是参照根据本实用新型实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样,倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型实施例权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型实施例也意图包含这些改动和变型在内。

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