CN211930317U - 一种obu太阳能供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种OBU太阳能供电电路，包括：光电池、储能元件、一次性电池、主控电路、升压电路、降压转换电路；所述光电池与储能元件相连，负责在有光环境下给储能元件充电；所述一次性电池输出引脚与所述升压电路输入连接，所述升压电路负责将一次性电池的低电压转换成高电压输出；所述降压转换电路的输入引脚与所述升电压路的输出引脚相连；所述降压转换电路的输出与所述储能元件相连；所述降压转换电路负责将输入的高电压转换为低电压，单向导通给所述储能元件充电；所述储能元件与所述主控电路相连，负责提供电压供电；本实用新型电路极大地提高了使用锂锰一次性电池作为OBU供电方案时的电池电量利用率，从而提高了OBU的使用寿命。

Description

一种OBU太阳能供电电路

技术领域

本实用新型关于电子不停车收费系统中太阳能供电技术，尤其涉及一种 OBU太阳能供电电路。

背景技术

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，在国家政策的大力推动下，OBU已在各大城市和高速公路上广泛应用，截止到2019年11月份，全国ETC用户累计数量已接近1.6亿，国家交通运输部已开始全面取消省界站，为了能让用户达到更好的不停车收费服务体验，提出单片式OBU相关规范，为缩短OBU交易时间，让车辆通行效率更高，因此去掉了IC读卡功能，从而单片式的OBU的体积可以做的更加小巧，同时用户对外观的体验要求也越来越高，单片式OBU将会变得越来越轻薄小巧，而由于取消了IC读卡功能，单次交易时间和峰值功耗都极大的降低，但是因为分段式收费门架交易站的数量增加及未来ETC的扩展应用也越来越多，对单片式的总电量的需求不降反增；因此要保证用户的外观需求的基础上，同时也要进一步提高单片式OBU的使用寿命，又变成一个重要的研究课题。

实用新型内容

一种OBU太阳能供电电路，包括：光电池、储能元件、一次性电池、主控电路，还包括升压电路、降压转换电路；

所述光电池与储能元件相连，用于在有光环境下给储能元件充电；

所述一次性电池输出引脚与所述升压电路输入连接，所述升压电路用于将所述一次性电池的低电压转换成高电压输出；

所述降压转换电路的输入引脚与所述升压电路的输出引脚相连；所述降压转换电路的输出与所述储能元件相连；所述降压转换电路用于将输入的高电压转换为低电压，并单向导通给所述储能元件充电；

所述储能元件与所述主控电路相连，用于为其提供电压供电。

优选地，所述的光电池与储能元件之间，还设有LDO稳压电路和/或二极管的串联电路，用于确保所述光电池输出稳定的低电压给所述储能元件充电。

优选地，所述升压电路为低功耗、高效率的DC-DC升压电路或电荷泵升压电路；

优选地，所述降压转换电路可以为单LDO降压稳压电路，也可以为单二极管或多二极管并联电路，还可以为LDO降压稳压电路与二极管串联的组合电路；

所述的储能元件为储能电容或充电电池。所述一次性电池为锂锰一次性电池；

为了能将单片式OBU的尺寸变小，需要将大体积的圆柱型锂亚硫酰氯电池更换为超薄厚度的锂锰软包电池或者锂锰纽扣电池，相对于锂亚硫电池的标称电压为3.67V而言，纽扣电池的电压平台较低，锂锰电池的标称放电电压仅为3.0V，实际最高电压3.30V，且随着电量的消耗，锂锰电池的电压也会逐渐降低，并低于3.0V，因此按照传统的太阳能充电电路去设计使用，纽扣电池的电量很难完全被释放出来，为了提高纽扣电池的使用效率，一次性电池的输出电压需要经过低功耗(静态功耗为uA级别)、高效率(转换效率90％以上)的升压电路，可以将输出电压升至3.6-3.7V，再通过降压转换电路将输出电压降至预设值V1，即当储能元件的电压低于预设值V1时，锂锰电池开始给所述储能元件充电，同时所述降压转换电路在一定正常电压工作范围内具有单向导通性，即一次性电池的输入电压在正常电压工作条件下，具有降压和单向导通性，当储能元件被太阳能光电池充至满电状态(V2)时，所述储能元件也无法给一次性电池反向充电；若所述降压转换电路采用了二极管或多个二极管并联的方案，预设值V1会随着温度及充电电流的变化而变化；所述预设值V1＜V2；所述一次性电池为锂锰电池，最低工作截止电压为2.0V，所述锂锰电池内的电量基本消耗完毕时，锂锰电池在较小的负载电压下很容易为2.0V的电压，所述升压电路也能输出高电压以保证维持OBU待机工作。

因此本实用新型所提供的太阳能供电电路极大的提高了一次性电池的电量利用率，从而提高了OBU的电池使用寿命。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用型的一实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据以下附图获得其他的附图。

图1为一种OBU太阳能供电电路实施例结构图

具体实施方式

为使本实用性实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为一种OBU太阳能供电电路实施例结构图

本实施例中，一种OBU太阳能供电电路，包括：光电池11、稳压电路 12、二极管13、储能元件14、主控电路15、一次性电池16、升压电路17和降压转换电路18；所述光电池11与稳压电路12输入相连；稳压电路12输出供电电压，通过二极管13与所述储能元件14相连，实现太阳能对储能元件14的单向充电，所述稳压电路12可以选用静态功耗uA级的LDO，LDO输出的额定电压值，可根据所述储能元件14的最高工作电压和所述二极管13 的伏安特性确定；所述储能元件14可以为纽扣式的电容或充电电池；所述一次性电池16为锂锰纽扣电池或锂锰软包电池，所述一次性电池16的输出与所述升压电路17的输入引脚相连，所述升压电路17为低功耗(静态功耗为 uA级别)、高效率(转换效率90％以上)的DC-DC升压电路或电荷泵升压电路；所述升压电路17的输出与所述降压转换电路18的输入引脚相连，所述降压转换电路18可以为单LDO降压稳压电路，也可以为单二极管或多二极管并联电路，还可以为LDO降压稳压电路与二极管串联的组合电路；所述降压转换电路18的输出与所述储能元件14相连；所述储能元件14与所述主控电路15相连，负责为其提供电压供电；如果太阳能给所述储能元件14充电的最高电压大于所述主控电路的极限最高工作电压值，还需在所述储能元件 14与主控电路15之间增加LDO降压转换电路；

所述锂锰电池输出额定电压为3.0V，实际正常输出工作电压为3.3V-2.0V，所述升压电路可在锂锰电池输出电压为3.3-2.0V时，可以将输出电压升至 3.6-3.7V；所述降压转换电路18再将V1电压输出给所述储能元件14，当所述储能元件14的电压低于预设值V1时，锂锰电池开始给所述储能元件充电，同时所述降压转换电路在一定正常电压工作范围内具有单向导通性，即一次性电池的输入电压在正常电压工作条件下，具有降压和单向导通性，当储能元件被太阳能光电池充至满电状态(V2)时，所述储能元件也无法给一次性电池反向充电；若所述降压转换电路采用了二极管或多个二极管并联的方案，预设值V1会随着温度及充电电流的变化而变化；所述预设值V1＜V2；所述一次性电池为锂锰电池，最低工作截止电压为2.0V，所述锂锰电池内的电量基本消耗完毕时，锂锰电池在较小的负载电压下很容易为2.0V的电压，所述升压电路也能输出高电压以保证维持OBU待机工作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种OBU太阳能供电电路，包括：光电池、储能元件、一次性电池、主控电路，其特征在于，还包括升压电路、降压转换电路；

所述光电池与储能元件相连，用于在有光环境下给储能元件充电；

所述一次性电池输出引脚与所述升压电路输入连接，所述升压电路用于将所述一次性电池的低电压转换成高电压输出；

所述降压转换电路的输入引脚与所述升压电路的输出引脚相连；所述降压转换电路的输出与所述储能元件相连；所述降压转换电路用于将输入的高电压转换为低电压，并单向导通给所述储能元件充电；

所述储能元件与所述主控电路相连，用于为其提供电压供电。

2.根据权利要求1所述的一种OBU太阳能供电电路，其特征在于，所述的光电池与储能元件之间，还设有LDO稳压电路和/或二极管的串联电路，用于确保所述光电池输出稳定的低电压给所述储能元件充电。

3.根据权利要求1所述的一种OBU太阳能供电电路，其特征在于，所述升压电路为低功耗、高效率的DC-DC升压电路或电荷泵升压电路。

4.根据权利要求1所述的一种OBU太阳能供电电路，其特征在于，所述降压转换电路可以为单LDO降压稳压电路，也可以为单二极管或多二极管并联电路，还可以为LDO降压稳压电路与二极管串联的组合电路。

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