實現(xiàn)無線充電的智能電源管理芯片及超薄電子標簽的制作方法
【專利摘要】一種實現(xiàn)無線充電的智能電源管理芯片及超薄電子標簽，用于管理電池模塊，包括通過匹配電路與天線模塊相連而以近場耦合的方式獲取電流的第一電流轉換電路，電源管理芯片還包括幅值檢測電路、電壓控制電路，幅值檢測電路一端與第一電流轉換電路電性連接，另一端與第一電流轉換電路及電壓控制電路電性連接，第一電流轉換電路接收輸入的第一電壓信號并將該電壓信號轉換為第二電壓信號，幅值檢測電路接收第二電壓信號，并根據(jù)第二電壓信號生成控制信號，該控制信號傳輸至電壓控制電路，以控制該電壓控制電路，電壓控制電路與電池模塊電性連接并根據(jù)控制信號控制電池模塊的充電。本實用新型還提供一種電子標簽，能夠有效實現(xiàn)充電控制，提高了使用的便捷性。
【專利說明】實現(xiàn)無線充電的智能電源管理芯片及超薄電子標簽
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能交通(IntelligentTransportation System, ITS)領域,尤其涉及一種實現(xiàn)無線充電的智能電源管理芯片及超薄電子標簽(On Board Unit，OBU)。
【背景技術】
[0002]隨著信息化、網(wǎng)絡化的不斷發(fā)展，路徑識別正由概率識別逐步過渡到精確識別，二義性路徑識別系統(tǒng)正是在此種大環(huán)境下發(fā)展起來的。所述二義性路徑識別系統(tǒng)適用于高速公路系統(tǒng)，尤其是路網(wǎng)狀況復雜、多路徑路段較多，不確定通行費用比例較高的路段，其可為高速公路業(yè)提供可靠的路徑識別服務。
[0003]現(xiàn)有的二義性路徑識別系統(tǒng)一般包括路側單元、電子標簽等，該路側單元與所述電子標簽之間大多利用微波進行通訊。
[0004]然而，現(xiàn)有技術中，二義性路徑識別系統(tǒng)中的電子標簽一般采用一次性電池，不具備無線充電功能；或者一部分具有無線充電功能的電子標簽中，但是缺乏適當?shù)某潆娍刂品绞健?br> 實用新型內(nèi)容
[0005]針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種電源管理芯片，針對電子標簽的無線充電問題，能夠有效實現(xiàn)充電控制，提高了電子標簽使用的便捷性。
[0006]本實用新型還提供了 一種應用上述電源管理芯片的電子標簽。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種實現(xiàn)電子標簽無線充電的智能電源管理芯片，用于管理電池模塊，包括通過匹配電路與天線模塊相連而以近場耦合的方式獲取電流的第一電流轉換電路，所述電源管理芯片還包括幅值檢測電路、電壓控制電路，所述幅值檢測電路一端與所述第一電流轉換電路電性連接，另一端與所述第一電流轉換電路及所述電壓控制電路電性連接，所述第一電流轉換電路接收輸入的第一電壓信號并將該電壓信號轉換為第二電壓信號，該幅值檢測電路接收所述第二電壓信號，并根據(jù)該第二電壓信號生成控制信號，該控制信號傳輸至所述電壓控制電路，以控制該電壓控制電路，該幅值檢測電路預設一閾值電壓，并檢測所述第一電流轉換電路傳輸過來的第二電壓信號的強度，當所述第二電壓信號的強度不小于所述閾值電壓，所述幅值檢測電路輸出第一控制信號至所述電壓控制電路；當所述第二電壓信號的強度小于所述閾值電壓，所述幅值檢測電路輸出第二控制信號至所述電壓控制電路，所述電壓控制電路與所述電池模塊電性連接并根據(jù)所述控制信號控制所述電池模塊的充電。
[0008]其中，所述電源管理芯片還包括用于與微控制單元相連的喚醒電路，所述喚醒電路與所述第一電流轉換電路電性連接，所述喚醒電路接收外部的第一電壓信號并將該第一電壓信號轉換為直流電壓，所述直流電壓傳輸至所述微控制單元，以喚醒該微控制單元。
[0009]其中，所述電壓控制電路包括通路和截止兩個工作模式，當所述電壓控制電路接收到所述第一控制信號時，所述電壓控制電路設置為通路的工作模式；當所述電壓控制電路接收到所述第二控制信號時，所述電壓控制電路設置于截止的工作模式。
[0010]其中，所述電源管理芯片還包括第二電流轉換電路，所述第二電流轉換電路與所述電壓控制電路及所述電池模塊電性連接，當所述電壓控制電路為通路的工作模式時，所述第二電流轉換電路接收所述電壓控制電路傳輸過來的第二電壓信號并將該第二電壓信號轉換為所述電池模塊所需的工作電壓，以對所述電池模塊進行充電。
[0011]其中，所述第一電流轉換電路為交流/直流轉換器，所述第二電流轉換電路為直流/直流轉換器。
[0012]其中，所述電源管理芯片還包括用于與微控制單元相連的開關電路，所述開關電路一端與所述幅值檢測電路電性連接，另一端與所述電池模塊電性連接，所述幅值檢測電路還將所述控制信號傳輸至所述開關電路，以控制該開關電路，所述開關電路根據(jù)所述控制信號控制所述電池模塊供電。
[0013]其中，所述開關電路包括開啟狀態(tài)和關閉狀態(tài)，其初始預設為關閉狀態(tài)，所述幅值檢測電路檢測到所述第一電流轉換電路傳輸過來的第二電壓的幅值大于O時，該幅值檢測電路發(fā)出第三控制信號控制所述開關電路切換為開啟狀態(tài)，所述電池模塊對微控制單元供電。
[0014]本實用新型還提供一種實現(xiàn)無線充電的超薄電子標簽，所述電子標簽包括天線模塊、微控制單元及如上述任一項所述的電源管理芯片及電池模塊，所述天線模塊、所述微控制單元、所述匹配電路及所述電池模塊均與所述電源管理芯片電性連接。
[0015]其中，所述微控制單元還包括與所述開關電路相連的控制接口，用于在微控制單元上電后發(fā)送控制信號，以控制所述開關電路持續(xù)開啟或關閉。
[0016]其中，所述電子標簽還包括IC卡，所述IC卡與所述匹配電路電性連接，以獲取所述匹配電路輸出的所述第一電壓信號。
[0017]本實用新型實施例提供的電子標簽中，所述幅值檢測電路檢測所述第一電流轉換電路傳輸過來的第二電壓信號并根據(jù)該第二電壓信號的強度生成控制信號，所述控制信號傳輸至所述電壓控制電路并控制所述電壓控制電路的通路或截止，從而對所述電池模塊進行充電控制。所述電池模塊對所述MCU及外部的電路和設備進行供電，所述MCU上電后通過所述開關電路控制所述電池模塊對所述MCU供電或停止供電，從而保證所述電子標簽的正常工作，又降低了所述電子標簽整機休眠時所述電池模塊的電量損耗。所述電子標簽實現(xiàn)了所述電池模塊的無線充電和供電管理等功能一體化集成，相對于單獨分立器件的實現(xiàn)方法，可靠性更高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型實施例提供的電子標簽的模塊圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例提供的電子標簽的電路示意圖。
[0021]圖3是天線模塊、匹配電路與IC卡的電路圖。[0022]圖4是第一電流轉換電路與幅值檢測電路相連的具體電路圖。
[0023]圖5是喚醒電路的電路圖。
[0024]圖6是電壓控制模塊的電路圖。
[0025]圖7是第二電流轉換電路的電路圖。
[0026]圖8是MCU的電路圖。
[0027]圖9是電池模塊的電路圖。
[0028]圖10是開關電路的主要部分電路圖。
[0029]圖11是開關電路的控制部分電路圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0031]請參閱圖1，本實用新型的實施例提供一種實現(xiàn)無線充電的超薄電子標簽(OnBoard Unit，0BU)100，所述電子標簽100包括天線模塊10、匹配電路20、電源管理芯片30、集成電路(Integrated Circuit Card, IC)卡 40、微控制單兀(micro control unit, MCU)50及電池模塊60。
[0032]在本實用新型的實施例中，所述天線模塊10與所述匹配電路20電性連接，所述天線模塊10發(fā)出交流信號，并將該交流信號傳輸至所述匹配電路20。所述匹配電路20與所述電源管理芯片30及所述IC卡40電性連接，該匹配電路20對所述天線模塊10傳輸過來的交流信號進行整形后輸出第一電壓信號(如交流電壓)，所述電源管理芯片30及所述IC卡40通過無線近場耦合的方式獲取該第一電壓信號。
[0033]請一并參閱圖2至圖11，在本實用新型提供的實施例中，所述電源管理芯片30包括第一電流轉換電路31、喚醒電路32、幅值檢測電路33、電壓控制電路34、第二電流轉換電路35及開關電路36。其中，所述第一電流轉換電路31可為交流/直流(Alternatingcurrent/direct current, AC/DC)模塊,其與所述匹配電路20、所述幅值檢測電路33及所述電壓控制電路34均電性連接。所述匹配電路20輸出第一電壓信號，所述第一電流轉換電路31通過無線近場稱合的方式獲取該第一電壓信號，并將該第一電壓信號轉換為第二電壓信號(如直流電壓)，該第二電壓信號同時傳輸至所述幅值檢測電路33及所述電壓控制電路34。
[0034]在本實用新型的實施例中，所述喚醒電路32與所述匹配電路20及所述MCU50電性連接。所述MCU50用以對所述電子標簽100及所述電源管理芯片30進行控制管理，本實施例中該MCU50的初始狀態(tài)預定為休眠狀態(tài)，所述喚醒電路32通過無線近場耦合的方式獲取所述匹配電路20輸出的第一電壓信號，并將該第一電壓信號轉換為直流電壓后傳輸至所述MCU50，用以喚醒所述MCU50并使其進入工作狀態(tài)。
[0035]在本實用新型的實施例中，所述幅值檢測電路33與所述第一電流轉換電路31、所述電壓控制電路34及所述開關電路36電性連接，所述幅值檢測電路33檢測所述第一電流轉換電路31傳輸過來的第二電壓信號的強度并根據(jù)該第二電壓信號的強度后輸出相應的控制信號至所述電壓控制電路34及所述開關電路16。具體為，所述幅值檢測電路33預設一閾值電壓，當所述幅值檢測電路33檢測到的第二電壓信號的強度不小于所述閾值電壓的強度時，其輸出一第一控制信號至所述電壓控制電路34;當所述幅值檢測電路33檢測到的第二電壓信號的強度小于所述閾值電壓的強度時，其輸出一第二控制信號至所述電壓控制電路34 ;當所述幅值檢測電路33檢測到的第二電壓信號的幅值大于O時，其輸出一第三控制信號至所述開關電路16。
[0036]在本實用新型的實施例中，所述電壓控制電路34與所述第一電流轉換電路31、所述幅值檢測電路33及所述第二電流轉換電路35均電線連接。所述電壓控制電路34包括通路與截止兩個工作模式，所述電壓控制電路34的兩個工作模式之間的切換由所述幅值檢測電路33控制。具體為，當所述電壓控制電路34接收到所述幅值檢測電路33傳輸過來的第一控制信號時，所述電壓控制電路34被設置為通路的工作模式，所述第一電流轉換電路31傳輸過來的第二電壓信號可通過所述電源控制模塊34流向所述第二電流轉換電路35，從而對所述電池模塊60進行充電；當所述電壓控制電路34接收到所述幅值檢測電路33傳輸過來的第二控制信號時，所述電壓控制電路34被設置于截止的工作模式，所述第一電流轉換電路31的第二電壓信號不能通過所述電壓控制電路34，所述匹配電路20輸出第一電壓信號對所述IC卡40供電。
[0037]在本實用新型的實施例中，所述第二電流轉換電路35可為直流/直流(directcurrent/direct current, DC/DC)模塊,其與所述電壓控制電路34、開關電路36及所述電池模塊60電性連接。當所述電壓控制電路34處于通路的工作模式，所述第二電流轉換電路35獲取所述流直流轉換模塊31傳輸過來的第二電壓信號并將該第二電壓信號轉換為所述電池模塊60所需的工作電壓，進而對所述電池模塊60進行充電。
[0038]在本實用新型提供的實施例中，所述開關電路36與所述幅值檢測電路33、所述MCU50及所述電池模塊60均電性連接。所述開關電路36包括開啟及關閉兩個狀態(tài)，所述開關電路36的狀態(tài)由所述幅值檢測電路33及所述MCU50共同控制。具體為，所述開關電路36初始模式可預定為關閉狀態(tài)，所述MCU50經(jīng)所述喚醒電路32喚醒，所述開關電路36接收到所述幅值檢測電路33發(fā)送的第三控制信號后，被切換為開啟狀態(tài)，從而所述電池模塊60對已經(jīng)喚醒的MCU50及相應的外部電路和設備進行供電。所述MCU50上電后可對所述開關電路36進行控制,所述MCU50具有通用輸入/輸出(General Purpose Input Output,GPIO)接口 51，并通過該GPIO接口 51控制所述開關電路36，具體為:當所述電子標簽100需要工作時，所述GPIO接口 51控制所述開關電路36進入并保持開啟狀態(tài)，從而保證所述電池模塊60持續(xù)對所述MCU50及相應的外部電路和設備進行供電；當所述電子標簽100進入整機休眠時，所述GPIO接口 51控制所述開關電路36關閉，所述電池模塊60停止對所述MCU50及其他外部電路和設備進行供電，以降低所述電池模塊60的電量損耗，從而延長所述電子標簽100的工作時間。
[0039]綜上所述，本實用新型實施例提供的電子標簽100中，所述幅值檢測電路33檢測所述第一電流轉換電路31傳輸過來的第二電壓信號并根據(jù)該第二電壓信號生成控制信號，所述控制信號控制所述電壓控制電路34的通路或截止，從而對所述電池模塊60進行充電控制。所述電池模塊60對所述MCU50及外部的電路和設備進行供電，所述MCU50上電后通過所述開關電路36控制所述電池模塊60對所述MCU50供電或停止供電，從而保證所述電子標簽100的正常工作，又降低了所述電子標簽100整機休眠時所述電池模塊60的電量損耗。所述電子標簽實現(xiàn)了 MCU50的無線喚醒及所述電池模塊60的無線充電和供電管理等功能一體化集成，相對于單獨分立器件的實現(xiàn)方法，可靠性更高。
[0040]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種實現(xiàn)電子標簽無線充電的智能電源管理芯片，用于管理電池模塊，包括通過匹配電路與天線模塊相連而以近場耦合的方式獲取電流的第一電流轉換電路，其特征在于，所述電源管理芯片還包括幅值檢測電路、電壓控制電路，所述幅值檢測電路一端與所述第一電流轉換電路電性連接，另一端與所述第一電流轉換電路及所述電壓控制電路電性連接，所述第一電流轉換電路接收輸入的第一電壓信號并將該電壓信號轉換為第二電壓信號，該幅值檢測電路接收所述第二電壓信號，并根據(jù)該第二電壓信號生成控制信號，該控制信號傳輸至所述電壓控制電路，以控制該電壓控制電路， 該幅值檢測電路預設一閾值電壓，并檢測所述第一電流轉換電路傳輸過來的第二電壓信號的強度，當所述第二電壓信號的強度不小于所述閾值電壓，所述幅值檢測電路輸出第一控制信號至所述電壓控制電路；當所述第二電壓信號的強度小于所述閾值電壓，所述幅值檢測電路輸出第二控制信號至所述電壓控制電路，所述電壓控制電路與所述電池模塊電性連接并根據(jù)所述控制信號控制所述電池模塊的充電。
2.根據(jù)權利要求1所述的電源管理芯片，其特征在于，所述電源管理芯片還包括用于與微控制單元相連的喚醒電路，所述喚醒電路與所述第一電流轉換電路電性連接，所述喚醒電路接收外部的第一電壓信號并將該第一電壓信號轉換為直流電壓，所述直流電壓傳輸至所述微控制單元，以喚醒該微控制單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的電源管理芯片，其特征在于，所述電壓控制電路包括通路和截止兩個工作模式，當所述電壓控制電路接收到所述第一控制信號時，所述電壓控制電路設置為通路的工作模式；當所述電壓控制電路接收到所述第二控制信號時，所述電壓控制電路設置于截止的工作模式。
4.根據(jù)權利要求3所述的電源管理芯片，其特征在于，所述電源管理芯片還包括第二電流轉換電路，所述第二電流轉換電路與所述電壓控制電路及所述電池模塊電性連接，當所述電壓控制電路為通路的工作模式時，所述第二電流轉換電路接收所述電壓控制電路傳輸過來的第二電壓信號并將該第二電壓信號轉換為所述電池模塊所需的工作電壓，以對所述電池模塊進行充電。
5.根據(jù)權利要求4所述的電源管理芯片，其特征在于，所述第一電流轉換電路為交流/直流轉換器，所述第二電流轉換電路為直流/直流轉換器。
6.根據(jù)權利要求1所述的電源管理芯片，其特征在于，所述電源管理芯片還包括用于與微控制單元相連的開關電路，所述開關電路一端與所述幅值檢測電路電性連接，另一端與所述電池模塊電性連接，所述幅值檢測電路還將所述控制信號傳輸至所述開關電路，以控制該開關電路，所述開關電路根據(jù)所述控制信號控制所述電池模塊供電。
7.根據(jù)權利要求6所述的電源管理芯片，其特征在于，所述開關電路包括開啟狀態(tài)和關閉狀態(tài)，其初始預設為關閉狀態(tài)，所述幅值檢測電路檢測到所述第一電流轉換電路傳輸過來的第二電壓的幅值大于O時，該幅值檢測電路發(fā)出第三控制信號控制所述開關電路切換為開啟狀態(tài)，所述電池模塊對微控制單元供電。
8.一種實現(xiàn)無線充電的超薄電子標簽，其特征在于，所述電子標簽包括天線模塊、微控制單元及如權利要求1至7任一項所述的電源管理芯片及電池模塊，所述天線模塊、所述微控制單元、所述匹配電路及所述電池模塊均與所述電源管理芯片電性連接。
9.根據(jù)權利要求8所述的電子標簽，其特征在于，所述微控制單元還包括與開關電路相連的控制接口，所述控制接口用于在微控制單元上電后發(fā)送控制信號，以控制所述開關電路持續(xù)開啟或關閉。
10.根據(jù)權利要求8所述的電子標簽，其特征在于，所述電子標簽還包括IC卡，所述IC卡與所述匹配電路電 性連接，以獲取所述匹配電路輸出的所述第一電壓信號。
【文檔編號】H02J7/06GK203813502SQ201420164012
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權日:2014年4月4日
【發(fā)明者】鐘勇, 楊成, 徐根華, 劉宇 申請人:深圳市金溢科技股份有限公司