專利名稱：實現(xiàn)溫度補償?shù)穆穫?cè)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能交通系統(tǒng)(ITS)中的路側(cè)單元(RSU)，具體說來，涉及一種能夠在低溫環(huán)境下實現(xiàn)溫度補償?shù)穆穫?cè)單元。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的智能交通系統(tǒng)中，通過安裝在車輛上的車載單元以及位于收費站(例如，停車場)的路側(cè)單元來實現(xiàn)電子不停車收費(ETC)技術(shù)。在停車場的路側(cè)單元中，可集成有作為終端安全控制模塊的PSAM卡，其符合中國金融集成電路(IC卡)規(guī)范。由于現(xiàn)有的PSAM卡在低溫環(huán)境下(例如，低于零下20攝氏度)則難以正常工作，而設(shè)置有路側(cè)單元的停車場(或公路)又很可能位于氣溫非常低的地區(qū)(例如，冬季的中國北方地區(qū))，因此， 路側(cè)單元會由于PSAM卡在低溫下的失靈而無法在停車場(或公路)完成收費操作，而在現(xiàn)有的路側(cè)單元中，并沒有能夠克服PSAM卡上述缺陷的有效方案。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的路側(cè)單元由于PSAM卡低溫下失靈而無法正常工作的缺陷。本實用新型的一種實現(xiàn)溫度補償?shù)穆穫?cè)單元，其中集成有終端安全控制模塊PSAM 卡，所述路側(cè)單元還包括設(shè)置在所述PSAM卡上、用于對所述PSAM卡進行溫度補償?shù)陌l(fā)熱器件；與所述發(fā)熱器件連接、用于在預定溫度條件下啟動所述發(fā)熱器件對所述PSAM卡進行加熱的控制單元。優(yōu)選地，所述控制單元為所述路側(cè)單元自身的中央處理器，或者為在路側(cè)單元自身的中央處理器之外另行設(shè)置的專用處理器。優(yōu)選地，所述發(fā)熱器件為正溫度系數(shù)PTC器件。優(yōu)選地，所述PTC器件貼附在所述PSAM卡的表面。優(yōu)選地，還包括連接在所述PTC器件與所述控制單元之間、用以限制所述PTC器件的最大負載電流的恒流源模塊。 優(yōu)選地，所述恒流源模塊包括反饋壓控恒流源芯片。優(yōu)選地，與所述恒流源模塊連接、用以向所述恒流源模塊供電的系統(tǒng)電源。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)電源，為所述路側(cè)單元自身的電源。優(yōu)選地，還包括與所述控制單元連接、用以檢測環(huán)境溫度并提供給所述控制單元的溫度檢測單元。優(yōu)選地，所述溫度檢測單元為溫度傳感器。在本實用新型的路側(cè)單元中，通過發(fā)熱器件對路側(cè)單元中集成的PSAM卡進行溫度補償，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中路側(cè)單元由于PSAM卡低溫下的失靈而無法工作的缺陷，并且便于實現(xiàn)和批量生產(chǎn)。對于像中國北方這樣的寒冷地區(qū)，有著廣闊的應用前景。
通過
以下結(jié)合附圖進行的對實施例的描述，本實用新型的上述和/或其它目的和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖Ia是本實用新型實施例的能夠?qū)崿F(xiàn)溫度補償?shù)穆穫?cè)單元的框圖。圖Ib是圖Ia所示恒流源模塊及發(fā)熱器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)將詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。如圖Ia所示，本實施例的路側(cè)單元100集成有PSAM卡(終端安全控制模塊)160， 還包括設(shè)置在PSAM卡160上、用于對PSAM卡160進行溫度補償?shù)腜TC(正溫度系數(shù))器件110，在預定溫度條件下啟動PTC器件110對PSAM卡160進行加熱的控制單元130。需要理解的是，本實施例的PTC器件110僅作為發(fā)熱器件的一種示例；與PTC器件110類似的其他發(fā)熱器件同樣適用于本實用新型。此外，為了實現(xiàn)更好的溫度補償性能，作為一種優(yōu)選方式，在PTC器件110與控制單元130之間還可連接有用以限制PTC器件110的最大負載電流的恒流源模塊120 ；為了向恒流源模塊120供電，還連接有系統(tǒng)電源150，系統(tǒng)電源150來自路側(cè)單元100自身。除了上述部件之外，路側(cè)單元100還可額外包括溫度檢測單元140，其用于檢測路側(cè)單元100所處的環(huán)境溫度，并連接到所述控制單元130，以將檢測到的路側(cè)單元100所處的環(huán)境溫度提供給控制單元130。應注意本實施例路側(cè)單元100還可采用其它獲取環(huán)境溫度的方式，例如，可從設(shè)置在路側(cè)單元100之外的溫度檢測單元140或其它溫度信息發(fā)送裝置獲取環(huán)境溫度。在本實施例中，這種溫度檢測單元140為溫度傳感器。本實施例的路側(cè)單元100可以實現(xiàn)有效的溫度補償，具體說來，PTC器件110作為發(fā)熱器件，用于在低溫條件下通過發(fā)熱來對路側(cè)單元100中集成的PSAM卡160進行溫度補償；恒流源模塊120與PTC器件110串聯(lián)，以限制驅(qū)動PTC器件110的最大負載電流；而控制單元130連接到恒流源模塊120，以基于路側(cè)單元100所處的環(huán)境溫度在低溫條件下產(chǎn)生啟動恒流源模塊120的控制信號，并將產(chǎn)生的控制信號輸出到恒流源模塊120。在本實施例中，由于PSAM卡160在溫度較低時無法正常工作，因此，控制單元130 可在環(huán)境溫度低于一定閾值時產(chǎn)生控制信號，以啟動PTC器件110對PSAM卡160加熱，從而實現(xiàn)溫度補償。例如，PSAM卡160的標稱工作溫度只能到零下20攝氏度，因此，溫度檢測單元130可將零下20攝氏度設(shè)置為用于啟動PTC器件110進行加熱的閾值，即，只有當環(huán)境溫度低于零下20攝氏度時，控制單元130才產(chǎn)生用于啟動PTC器件110進行加熱的控制信號；而當經(jīng)過溫度補償后的溫度上升到零下20攝氏度以上時，控制單元130則不產(chǎn)生啟動加熱的控制信號，此時將不再對PSAM卡160進行加熱。在本實施例中，所述控制單元130是路側(cè)單元100自身的中央處理器；當然，所述控制單元130也可以是額外設(shè)置的專用處理器。如上所述，控制單元130控制PTC器件110在低溫條件下通過發(fā)熱來對PSAM卡 160進行溫度補償。此外，還可將恒流源模塊120與PTC器件110串聯(lián)，以限制驅(qū)動PTC器件10的最大負載電流。這種電路設(shè)置，利用了 PTC器件110的內(nèi)阻隨溫度上升而自動增大的特性，具體說來，在環(huán)境溫度較低時，PTC器件110的內(nèi)阻較小，負載較大，由于PTC器件 110與恒流源模塊120串聯(lián)，輸出的最大負載電流被控制在恒定值，此時，電源的輸出功率也控制在一定值，從而降低了對電源最大輸出功率的要求。當環(huán)境溫度逐漸升高時，PTC器件110的內(nèi)阻也不斷增大，當PTC器件110上的電壓超出恒流源模塊120的輸出電壓限制， 此時，恒流源模塊120不再對電流具有控制作用，PTC器件110上的電壓被限制在恒流源模塊120的輸出電壓，PTC器件110的驅(qū)動電流主要取決于其自身的內(nèi)阻，隨著其內(nèi)阻增大， 則其驅(qū)動電流變小，也即從恒流源模塊120抽取的電流變小，這使得恒流源模塊120的輸出功率變小，降低了損耗，從而提高了電源的利用效率。同時，隨著溫度的升高，PTC器件110 消耗的功率開始減少，從而避免了對設(shè)備進行誤加熱導致設(shè)備損壞的情況。此外，路側(cè)單元100還包括系統(tǒng)電源150，其連接到恒流源模塊120，以向恒流源模塊120供電。這里的系統(tǒng)電源150可以是路側(cè)單元100本身的電源之一，由于路側(cè)單元 100內(nèi)部可具有多個不同電壓的電源，因此，可根據(jù)恒流源模塊120的性能來選擇所述多個電源之一作為系統(tǒng)電源150。為了實現(xiàn)有效地溫度補償，并考慮到路側(cè)單元100自身的體積有限，作為一種優(yōu)選方式，可將PTC器件110貼附在PSAM卡160的表面，例如，PSAM卡160的背面。以下將參照圖Ib來描述上述實施例中實現(xiàn)溫度補償?shù)碾娐方Y(jié)構(gòu)，其中，利用反饋壓控恒流源芯片Ul來實現(xiàn)恒流源模塊120。如圖Ib所示，實現(xiàn)溫度補償?shù)碾娐罚饕ɑ诜答亯嚎睾懔髟葱酒琔l的恒流源模塊120以及與恒流源模塊120串聯(lián)的用于通過發(fā)熱來對PSAM卡160進行溫度補償?shù)陌l(fā)熱器件R2，即圖Ia所示的PTC器件110。具體說來，Ul為恒流源芯片，其根據(jù)反饋電壓的大小，動態(tài)調(diào)整輸出電壓，實現(xiàn)最大負載電流的限制，降低對電源最大輸出功率要求，恒流源芯片Ul的輸入電壓端VIN與系統(tǒng)電源150(例如，+12V電源)相連，其使能端ΕΝ/DIM經(jīng)過保護電阻Rl與用于啟動恒流源芯片Ul的控制信號相連。從BOOST端輸出受恒流源芯片Ul調(diào)節(jié)后的電壓，BOOST端和SW 端之間連接自舉電容C2。在圖Ib所示的反饋電路中，R4為電流取樣電阻，其通過檢測負載電流形成反饋電壓，反饋電壓經(jīng)SW端輸入到芯片U1，由于R4可以阻值很小，避免了大功率電阻的使用，也降低了系統(tǒng)電源150的無用損耗。發(fā)熱器件R2作為PTC器件，其內(nèi)阻隨溫度升高而加大，環(huán)境溫度較低時(如小于-10°C )，由于R2內(nèi)阻較小，經(jīng)過R2的電流受恒流源芯片Ul控制，隨著環(huán)境溫度的上升 (如大于-10°C )，R2內(nèi)阻增大，恒流源芯片Ul不再對電流進行控制，經(jīng)過R2的電流由自身內(nèi)阻決定，實現(xiàn)系統(tǒng)電源150使用效率的最大化，環(huán)境溫度較高時(如大于50°C )，R2內(nèi)阻很大(可大于1. 5千歐)，恒流源芯片Ul放棄對電流的控制的同時，經(jīng)過R2的電流極小，基本上不會發(fā)熱，避免了對設(shè)備的誤加熱。圖Ib所示的溫度補償?shù)碾娐方Y(jié)構(gòu)中還包括其它的電阻、電容和二極管等電子元件，它們僅是為了實現(xiàn)相關(guān)功能的常規(guī)元件，而與本實用新型的主題無關(guān)，因此，不對其進行詳細描述。應注意恒流源模塊120的具體結(jié)構(gòu)并不受限于圖Ib所示的基于反饋壓控恒流源芯片Ul的電路設(shè)計，任何能夠?qū)崿F(xiàn)恒流控制的結(jié)構(gòu)均可被用于本實用新型。以上示出了本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)溫度補償?shù)穆穫?cè)單元100以及相應的溫度補償?shù)碾娐方Y(jié)構(gòu)的一種實施例。在本實用新型的實現(xiàn)溫度補償?shù)穆穫?cè)單元中，通過對路側(cè)單元 100中的PSAM卡160進行溫度補償，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中路側(cè)單元100會由于PSAM卡160 低溫下的失靈而無法工作的缺陷。此外，可采用PTC器件110作為發(fā)熱器件，并將PTC器件 110與恒流源模塊120串聯(lián)，與傳統(tǒng)的發(fā)熱器件與限流電阻相連的電路相比(其中，傳統(tǒng)發(fā)熱器件的電源需要輸出較大的功率，同時，限流電阻也會消耗很大一部分額外的無用功率。 此外，當環(huán)境溫度逐漸升高時，發(fā)熱器件本身無法有效降低自身的驅(qū)動功率，容易產(chǎn)生誤加熱，嚴重時甚至會損毀路側(cè)單元)，根據(jù)本實用新型的上述電路設(shè)計一方面降低了對電源輸出功率的要求，最大化了電源的利用效率，同時還避免了對設(shè)備的誤加熱，實現(xiàn)了對設(shè)備的良好保護，這種溫度補償?shù)碾娐方Y(jié)構(gòu)也能夠較好地適用于體積較小的裝置。由此可見，本實用新型的路側(cè)單元100，可在已有的系統(tǒng)電源150條件下有效地實現(xiàn)溫度補償，且無需對目前的路側(cè)單元的原有結(jié)構(gòu)進行改造，便于實現(xiàn)和批量生產(chǎn)。對于像中國北方這樣的寒冷地區(qū)，有著廣闊的應用前景。 以上本實用新型的實施例僅僅是示例性的，而本實用新型并不受限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下，可對這些實施例進行改變，其中，本實用新型的范圍在權(quán)利要求及其等同物中限定。
權(quán)利要求1.一種實現(xiàn)溫度補償?shù)穆穫?cè)單元，其中集成有終端安全控制模塊PSAM卡，其特征在于，所述路側(cè)單元還包括設(shè)置在所述PSAM卡上、用于對所述PSAM卡進行溫度補償?shù)陌l(fā)熱器件； 與所述發(fā)熱器件連接、用于在預定溫度條件下啟動所述發(fā)熱器件對所述PSAM卡進行加熱的控制單元。
2.如權(quán)利要求1所述的路側(cè)單元，其特征在于，所述控制單元為所述路側(cè)單元自身的中央處理器，或者為在路側(cè)單元自身的中央處理器之外另行設(shè)置的專用處理器。
3.如權(quán)利要求1所述的路側(cè)單元，其特征在于，所述發(fā)熱器件為正溫度系數(shù)PTC器件。
4.如權(quán)利要求3所述的路側(cè)單元，其特征在于，所述PTC器件貼附在所述PSAM卡的表
5.如權(quán)利要求3所述的路側(cè)單元，其特征在于，還包括連接在所述PTC器件與所述控制單元之間、用以限制所述PTC器件的最大負載電流的恒流源模塊。
6.如權(quán)利要求5所述的路側(cè)單元，其特征在于，所述恒流源模塊包括反饋壓控恒流源-H-· I I心片。
7.如權(quán)利要求5所述的路側(cè)單元，其特征在于，還包括與所述恒流源模塊連接、用以向所述恒流源模塊供電的系統(tǒng)電源。
8.如權(quán)利要求7所述的路側(cè)單元，其特征在于，所述系統(tǒng)電源為所述路側(cè)單元自身的電源。
9.如權(quán)利要求1-8任一所述的路側(cè)單元，其特征在于，還包括與所述控制單元連接、 用以檢測環(huán)境溫度并提供給所述控制單元的溫度檢測單元。
10.如權(quán)利要求9所述的路側(cè)單元，其特征在于，所述溫度檢測單元為溫度傳感器。
專利摘要本實用新型提供了一種實現(xiàn)溫度補償?shù)穆穫?cè)單元，其中集成有終端安全控制模塊PSAM卡，所述路側(cè)單元還包括設(shè)置在所述PSAM卡上、用于對所述PSAM卡進行溫度補償?shù)陌l(fā)熱器件；與所述發(fā)熱器件連接、用于在預定溫度條件下啟動所述發(fā)熱器件對所述PSAM卡進行加熱的控制單元。所述路側(cè)單元能夠?qū)崿F(xiàn)有效地溫度補償，使得路側(cè)單元在低溫環(huán)境下仍然可以正常工作。
文檔編號H05K7/20GK202143341SQ201120283259
公開日2012年2月8日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者劉宇, 徐廣宏, 蔡福春, 鐘勇, 黃日文 申請人:深圳市金溢科技有限公司