一種高速公路用射頻卡供電控制系統的製作方法
2023-10-24 01:15:27
一種高速公路用射頻卡供電控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高速公路用射頻卡供電控制系統，包括主供電電路、瞬時供電電路、低電平保持電路和控制供能斷電電路，通過控制供電三極體基極電壓從而控制主供電電路的開與斷，初始狀態下，供能三極體基極為高電平，處於截止狀態，需要靠瞬時供電電路拉低供能三極體基極為低電平，同時，通過低電平保持電路維持供能三極體的基極為低電平；但是，當P1.6口連接外部單片機的I/O口發送的信號變化時，又使得電路發生恢復，主供電電路斷開；利用本實用新型能夠很好的節約高速公路用射頻卡電能，適當的斷電和通電，保證一次性電池能夠滿足國家規定使用年限，很好地降低生產成本，提高資源利用效率。
【專利說明】一種高速公路用射頻卡供電控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高速車輛裡程追蹤射頻卡供能【技術領域】，尤其涉及一種用於高速公路車輛裡程追蹤用射頻卡供電控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，射頻技術已經運用於高速公路車輛行經跟蹤裡程中，能夠更加公平的收取高速費用。需要上高速的車輛，在高速入站口領取射頻通行卡，在行駛過程中，射頻通行卡與高速沿路設置的電子路標基站進行無線通訊，射頻通行卡記錄並存儲行駛路徑信息，當車輛需要駛出高速路時，在高速下站口，出示射頻通行卡，查看車輛行駛的路程及路徑，進行精確、合理的收費。
[0003]現有的射頻通行卡有多重供電形式:可充電和不可充電。可充電射頻通行卡需要等待內部儲存的電能使用完畢後，再進行下次充電，這種情況的弊端在於，使用者不能明確清楚的了解到射頻通行卡的電量情況，當行駛過程中突然斷電，不能進行行駛跟蹤，使得收費站不能精確讀取車輛路程，造成收費缺失。對於不可充電射頻通行卡，國家規定，射頻卡的使用年限最多不能超過5年，然而，目前的一次性射頻通行卡中的電能不能夠提供足夠的能量，供一次性射頻通行卡連續使用5年之久。這就使得一次性射頻通行卡的使用年限降低，存在一定的資源浪費。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種高速公路用射頻卡供電控制系統，使得一次性電池能夠滿足國家規定使用年限，有限節約高速公路用射頻卡電能，同時提高資源利用效率。
[0005]本實用新型採用的技術方案為:
[0006]一種高速公路用射頻卡供電控制系統，包括主供電電路、瞬時供電電路、低電平保持電路和控制供能斷電電路，主供電電路包括電源，電源的負極通過第一電感接地，第一電感並聯有第一電容，電源的正極連接第二電感的第一端，第二電感的第二端連接供能三極體的發射極，供能三極體的集電極連接第一電阻的第一端，第一電阻的第二端作為供電端；瞬時供電電路包括第一無源晶片，第一無源晶片的電能輸入端用於引入瞬時輻射電能，第一無源晶片的第一電能輸出端連接第二電阻第一端，第二電阻第二端接地，第二電阻第二端還通過第二電容連接第二電感的第二端，第一無源晶片的第二電能輸出端依次通過第三電阻和第三電容連接半波整流單元的輸入端，半波整流單元的輸出端通過第四電阻連接誘發供能三極體基極為低電平的三極體的基極，誘發供能三極體基極為低電平的三極體的集電極接地，誘發供能三極體基極為低電平的三極體的發射極連接供能三極體的基極；低電平保持電路包括有源節點，有源節點的輸入端連接供電端，有源節點的輸出端通過第五電阻分別連接第一低電平保持三極體的基極和第二低電平保持三極體的集電極，第一低電平保持三極體的發射極接地，第一低電平保持三極體的集電極連接第二低電平保持三極體的基極，第一低電平保持三極體的集電極還連接供能三極體的基極，第一低電平保持三極體的集電極還通過第四電容接地，第二低電平保持三極體的發射極接地；控制供能斷電電路包括第六電阻，第六電阻的第一端連接外部單片機的I/o 口，第六電阻的第二端連接斷電供能三極體的基極，斷電供能三極體的集電極接地，斷電供能三極體的發射極連接第五電阻的第二端，斷電供能三極體的集電極通過第五電容連接誘發供能三極體基極為高電平的三極體的基極，誘發供能三極體基極為高電平的三極體的基極還連接第五電阻的第二端，誘發供能三極體基極為高電平的三極體的發射極連接第二電感的第二端，誘發供能三極體基極為高電平的三極體的集電極通過第七電阻連接供能三極體的基極。
[0007]所述的半波整流單元包括第一整流三極體和第二整流三極體，第一整流三極體的集電極和第二整流三極體的基極連接第三電容的第二端，第一整流三極體的基極接地，第二整流三極體的集電極作為半波整流單元的輸出端。
[0008]所述的第二整流三極體的集電極通過第八電阻連接外部中斷三極體的基極，外部中斷三極體的集電極接地，外部中斷三極體的發射極連接外部單片機的I/O。
[0009]本實用新型通過控制供電三極體基極電壓從而控制主供電電路的開與斷，初始狀態下，供能三極體基極為高電平，處於截止狀態，需要靠瞬時供電電路拉低供能三極體基極至低電平，同時，通過低電平保持電路維持供能三極體的基極為低電平；當Pl.6 口所連接外部單片機的I/O 口發送的信號變化時，又使得電路發生恢復，主供電電路斷開；利用本實用新型能夠很好的節約高速公路用射頻卡電能，適當的斷電和通電，保證一次性電池能夠滿足國家規定使用年限，很好地降低生產成本，提高資源利用效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本實用新型包括主供電電路、瞬時供電電路、低電平保持電路和控制供能斷電電路，主供電電路包括電源BT，電源BT的負極通過第一電感LI接地，第一電感LI並聯有第一電容Cl，電源BT的正極連接第二電感L2的第一端，第二電感L2的第二端連接供能三極體VT2的發射極，供能三極體VT2的集電極連接第一電阻Rl的第一端，第一電阻Rl的第二端作為供電端；瞬時供電電路包括無源晶片J1，無源晶片Jl的電能輸入端a、b用於引入瞬時輻射電能，無源晶片Jl的第一電能輸出端連接第二電阻R2第一端，第二電阻R2第二端接地，第二電阻R2第二端還通過第二電容C2連接第二電感L2的第二端，無源晶片Jl的第二電能輸出端依次通過第三電阻R3和第三電容C3連接半波整流單元的第一整流三極體VDl的集電極和第二整流三極體VD2的基極，第一整流三極體VDl的基極接地，第二整流三極體VD2的集電極作為半波整流單元的輸出端，半波整流單元的輸出端通過第四電阻R4連接誘發供能三極體基極為低電平的三極體VT6的基極，誘發供能三極體基極為低電平的三極體VT6的集電極接地，誘發供能三極體基極為低電平的三極體VT6的發射極連接供能三極體VT2的基極；低電平保持電路包括有源節點J3，有源節點J3的輸入端連接供電端，有源節點J3的輸出端通過第五電阻R5分別連接第一低電平保持三極體VT5的基極和第二低電平保持三極體VT3的集電極，第一低電平保持三極體VT5的發射極接地，第一低電平保持三極體VT5的集電極連接第二低電平保持三極體VT3的基極，第一低電平保持三極體VT5的集電極還連接供能三極體VT2的基極，第一低電平保持三極體VT5的集電極還通過第四電容C4接地，第二低電平保持三極體VT3的發射極接地；控制供能斷電電路包括第六電阻R6，第六電阻R6的第一端連接外部單片機的I/O 口 J2，第六電阻R6的第二端連接斷電供能三極體VT4的基極，斷電供能三極體VT4的集電極接地，斷電供能三極體VT4的發射極連接第五電阻R5的第二端，斷電供能三極體VT4的集電極通過第五電容C5連接誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的基極，誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的基極還連接第五電阻R5的第二端，誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的發射極連接第二電感L2的第二端，誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的集電極通過第七電阻R7連接供能三極體VT2的基極。第二整流三極體VD2的集電極通過第八電阻R8連接外部中斷三極體VT7的基極，外部中斷三極體VT7的集電極接地，外部中斷三極體VT7的發射極連接外部單片機的I/O 口 P1.50UT。
[0012]下面，詳細說明本實用新型的工作原理:
[0013]本實用新型的目的是為高速公路用射頻卡提供穩定、可靠的電源BT，由電源BT為耗能部件提供電能，在主供電電路中，電源BT的正極依次通過第二電感L2、供能三極體VT2、第一電阻Rl為耗能部件提供電能，供能三極體VT2作為主供電電路中的決定性原件，相當於主供電電路中的開關，只有供能三極體VT2導通，才能順暢的供能，但是，供能三極體VT2是低壓導通三極體，需要保證供能三極體VT2的基極為低電壓才能導通，基極為高電壓時截止，為了能夠按需供能，需要保持供能三極體VT2的基極為低電壓，這就需要低電平保持電路作用維持。初始狀態時，由電源BT傳送電能，第二電感L2的第二端為高電平，即誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的發射極為高電平，由於誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的基極通過第五電容C5接地，所以誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的基極為低電平，則誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl導通，導通後電流經過第七電阻R7流向供能三極體VT2基極，使得供能三極體VT2基極為高電平，初始狀態，供能三極體VT2處於截止狀態，從而主供電電路成為斷開的狀態，電源BT不能為Pl.5口供電。
[0014]當需要使用射頻卡的時候，無源晶片Jl接入藉助於外圍電感線圈進行輻射的能量，此時，輻射的能量是瞬時產生的，能量經過無源晶片從第二電能輸出端進行傳輸，經過第三電阻R3和第三電容C3，連接半波整流單元，由於電感線圈輻射的能量屬於交流電，需要半波整流單元整流，整流後的電流進行輸送，一方面經過第四電阻R4連接誘發供能三極體基極為低電平的三極體VT6的基極，誘發供能三極體基極為低電平的三極體VT6導通，導通後使得連接供能三極體VT2的基極成為低電平，則供能三極體VT2高通，主供電電路接通；另一方面，整流後的電流經過第八電阻R8連接外部中斷三極體VT7的基極，使外部中斷三極體VT7導通，從而給外部單片機一個外部中斷信號，使其喚醒外部有源卡進入長醒模式。瞬時供電電路的作用就是產生瞬時能量，拉低供能三極體VT2的基極電平，成為低電平的導通狀態。
[0015]此時，主供電電路接通，但是需要保持供能三極體VT2的基極電平為低電平，這就需要低電平保持電路工作。由於此時Pl.5 口有電，所以，有源節點Pl.6也接入電能，電流經過第五電阻R5分別連接第一低電平保持三極體VT5的基極、第二低電平保持三極體VT3的集電極和誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的基極，使得第一低電平保持三極體VT5的基極、第二低電平保持三極體VT3的集電極和誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的基極都為高電平，所以，誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl處於截止狀態並給第五電容C5充電，不能拉高供能三極體VT2的基極為高電平；第一低電平保持三極體VT5的基極為高電平導通，所以第一低電平保持三極體VT5的集電極為低電平，從而使得供能三極體VT2的基極保持低電平及第二低電平保持三極體VT3的基極為低電平，第二低電平保持三極體VT3屬於高電平導通的三極體，所以處於截止狀態。低電平保持電路的工作完畢。
[0016]當需要斷開主供電電路時，啟動控制供能斷電電路，Pl.6 口連接外部單片機的I/O 口，當外部單片機通過I/O發送的信號變化時，電流經過第六電阻R6流向斷電供能三極體VT4的基極，使得斷電供能三極體VT4的基極為高電平，導通，將第五電容C5上的電壓釋放掉，使得誘發供能三極體基極為高電平的三極體VTl的基極上的電壓由高電平轉變為低電平，使其導通，從而使得供能三極體VT2的基極為高電平，恢復到初始狀態，主供電電路又處於斷開的狀態。
【權利要求】
1.一種高速公路用射頻卡供電控制系統，其特徵在於:包括主供電電路、瞬時供電電路、低電平保持電路和控制供能斷電電路，主供電電路包括電源，電源的負極通過第一電感接地，第一電感並聯有第一電容，電源的正極連接第二電感的第一端，第二電感的第二端連接供能三極體的發射極，供能三極體的集電極連接第一電阻的第一端，第一電阻的第二端作為供電端；瞬時供電電路包括第一無源晶片，第一無源晶片的電能輸入端用於引入瞬時輻射電能，第一無源晶片的第一電能輸出端連接第二電阻第一端，第二電阻第二端接地，第二電阻第二端還通過第二電容連接第二電感的第二端，第一無源晶片的第二電能輸出端依次通過第三電阻和第三電容連接半波整流單元的輸入端，半波整流單元的輸出端通過第四電阻連接誘發供能三極體基極為低電平的三極體的基極，誘發供能三極體基極為低電平的三極體的集電極接地，誘發供能三極體基極為低電平的三極體的發射極連接供能三極體的基極；低電平保持電路包括有源節點，有源節點的輸入端連接供電端，有源節點的輸出端通過第五電阻分別連接第一低電平保持三極體的基極和第二低電平保持三極體的集電極，第一低電平保持三極體的發射極接地，第一低電平保持三極體的集電極連接第二低電平保持三極體的基極，第一低電平保持三極體的集電極還連接供能三極體的基極，第一低電平保持三極體的集電極還通過第四電容接地，第二低電平保持三極體的發射極接地；控制供能斷電電路包括第六電阻，第六電阻的第一端連接外部單片機的I/o 口，第六電阻的第二端連接斷電供能三極體的基極，斷電供能三極體的集電極接地，斷電供能三極體的發射極連接第五電阻的第二端，斷電供能三極體的集電極通過第五電容連接誘發供能三極體基極為高電平的三極體的基極，誘發供能三極體基極為高電平的三極體的基極還連接第五電阻的第二端，誘發供能三極體基極為高電平的三極體的發射極連接第二電感的第二端，誘發供能三極體基極為高電平的三極體的集電極通過第七電阻連接供能三極體的基極。
2.根據權利要求1所述的高速公路用射頻卡供電控制系統，其特徵在於:所述的半波整流單元包括第一整流三極體和第二整流三極體，第一整流三極體的集電極和第二整流三極體的基極連接第三電容的第二端，第一整流三極體的基極接地，第二整流三極體的集電極作為半波整流單元的輸出端。
3.根據權利要求2所述的高速公路用射頻卡供電控制系統，其特徵在於:所述的第二整流三極體的集電極通過第八電阻連接外部中斷三極體的基極，外部中斷三極體的集電極接地，外部中斷三極體的發射極連接外部單片機的I/O。
【文檔編號】H02J7/00GK204012785SQ201420299002
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】郭瑋, 李崢峰, 馮佳, 孟令勇, 孫酉山, 張剛 申請人:河南省交通科學技術研究院有限公司