低能耗超薄復(fù)合通行卡及用于無(wú)線充電的開關(guān)控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種低能耗超薄復(fù)合通行卡以及用于無(wú)線充電的開關(guān)控制電路，復(fù)合通行卡包括天線，充電電路，第一開關(guān)控制電路，充電電池；所述充電電路與所述天線相連，用于對(duì)所述天線耦合的電壓信號(hào)進(jìn)行處理以生成直流電壓；所述第一開關(guān)控制電路分別與所述充電電路和充電電池相連，用于根據(jù)所述充電電路生成的直流電壓的大小斷開或閉合，以控制所述充電電路對(duì)所述充電電池進(jìn)行充電。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的復(fù)合通行卡能夠在不充電時(shí)關(guān)閉充電通路以節(jié)省電量，避免額外的電量浪費(fèi)。
【專利說(shuō)明】低能耗超薄復(fù)合通行卡及用于無(wú)線充電的開關(guān)控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能交通(ITS,Intelligent Transportation System)領(lǐng)域技術(shù)，特別涉及一種低能耗超薄復(fù)合通行卡及用于無(wú)線充電的開關(guān)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]高速公路入口處，車主領(lǐng)取用于多義性路徑識(shí)別系統(tǒng)的復(fù)合通行卡，車輛行駛過(guò)程中，該卡接收路側(cè)設(shè)備發(fā)送的路徑信息并保存，最后在高速公路出口可根據(jù)路徑信息計(jì)算車輛行駛的路徑而進(jìn)行收費(fèi)。
[0003]目前市場(chǎng)上使用的復(fù)合通行卡一般在5mm左右,這種卡片由于厚度較大,存在不易保存和不易使用且不兼容現(xiàn)行的發(fā)卡系統(tǒng)的問(wèn)題。因此，亟待開發(fā)一種厚度小、易保存、易使用的復(fù)合通行卡。由于卡的厚度受到限制，無(wú)法使用電量較大、體積較大的一次性電池，因此采用電量較小的電池，這種電池需要定期充電才能滿足使用需求。與此同時(shí)，如何避免額外的電量浪費(fèi)，延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種低能耗超薄復(fù)合通行卡及用于無(wú)線充電的開關(guān)控制電路，能夠節(jié)省電量，避免額外的電量浪費(fèi)。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的低能耗超薄復(fù)合通行卡包括:
[0006]天線，充電電路，第一開關(guān)控制電路，充電電池；
[0007]所述充電電路與所述天線相連，用于對(duì)所述天線耦合的電壓信號(hào)進(jìn)行處理以生成直流電壓；
[0008]所述第一開關(guān)控制電路兩端分別與所述充電電路和所述充電電池相連，用于根據(jù)所述充電電路生成的直流電壓的大小斷開或閉合，以控制所述充電電路對(duì)所述充電電池進(jìn)行充電。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)控制電路包括一個(gè)二極管，所述二極管正極與所述充電電路相連，負(fù)極與所述充電電池相連。
[0010]進(jìn)一步地，所述充電電路包括第二開關(guān)控制電路及穩(wěn)壓芯片，所述第二開關(guān)控制電路、穩(wěn)壓芯片和第一開關(guān)控制電路依次相連，所述第一開關(guān)控制電路包括一個(gè)P型金屬氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管M0SFET，所述P型MOSFET的柵極與所述第二開關(guān)控制電路相連，漏極與所述穩(wěn)壓芯片相連，源極與所述充電電池相連。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述充電電路還包括整流電路，所述第二開關(guān)控制電路包括一個(gè)N型MOSFET和一個(gè)P型M0SFET，所述N型MOSFET的柵極與所述整流電路的輸出端相連，源極接地，漏極與所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的柵極相連，所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的源極與所述整流電路的輸出端相連，漏極與所述穩(wěn)壓芯片相連；
[0012]所述第二開關(guān)控制電路的N型MOSFET的漏極還與所述第一開關(guān)控制電路的P型MOSFET的柵極相連。[0013]進(jìn)一步地，所述第二開關(guān)控制電路的N型MOSFET的漏極和所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的柵極之間還設(shè)置有電阻R24，所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的柵極還通過(guò)電阻R21和第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的源極相連。
[0014]進(jìn)一步地，所述整流電路與所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的源極之間還設(shè)置有二極管Dl，所述整流電路與所述第二開關(guān)控制電路的N型MOSFET的柵極之間還設(shè)置有二極管D2。
[0015]進(jìn)一步地，所述天線的工作頻率為13.56MHz，還用于在高速公路出入口和桌面讀寫器ODU通信。
[0016]進(jìn)一步地,所述復(fù)合通行卡的厚度為0.8至1.5mm。
[0017]另外，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種用于無(wú)線充電的開關(guān)控制電路，與充電電池相連，用于根據(jù)充電電路生成的直流電壓的大小斷開或閉合，以控制所述充電電路對(duì)所述充電電池進(jìn)行充電，所述開關(guān)控制電路包括一個(gè)二極管，或者所述開關(guān)控制電路包括一個(gè)P型金屬氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MOSFET。
[0018]進(jìn)一步地，當(dāng)所述開關(guān)控制電路包括一個(gè)二極管時(shí)，所述二極管一端與所述充電電路相連，另一端與所述充電電池相連；
[0019]當(dāng)所述開關(guān)控制電路包括一個(gè)P型MOSFET時(shí)，所述充電電路包括另一開關(guān)控制電路及穩(wěn)壓芯片，所述P型MOSFET的柵極與所述另一開關(guān)控制電路相連，漏極與所述穩(wěn)壓芯片相連，源極與所述充電電池相連。
[0020]從以上的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021 ] 本實(shí)用新型實(shí)施例中，第一開關(guān)控制電路與充電電路相連，根據(jù)充電電路生成的直流電壓的大小斷開或閉合，以控制充電電路對(duì)充電電池進(jìn)行充電，即充電電路與充電電池之間的通斷受第一開關(guān)控制電路的控制，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制電路閉合時(shí)，充電電路與充電電池接通實(shí)現(xiàn)充電，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制電路斷開時(shí)，充電電路與充電電池?cái)嚅_，停止充電，這樣避免了停止充電時(shí)充電電路帶來(lái)的額外的電量消耗，實(shí)現(xiàn)了電量的節(jié)省。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的低能耗超薄復(fù)合通行卡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的低能耗超薄復(fù)合通行卡內(nèi)的電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的低能耗超薄復(fù)合通行卡的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例的復(fù)合通行卡100包括:
[0027]天線101，充電電路102，第一開關(guān)控制電路103，充電電池104 ；
[0028]充電電路102與天線101相連，用于對(duì)天線101耦合的電壓信號(hào)進(jìn)行處理以生成直流電壓；
[0029]第一開關(guān)控制電路103兩端分別與充電電路102和所述充電電池104相連，用于根據(jù)充電電路102生成的直流電壓的大小斷開或閉合，以控制充電電路102對(duì)充電電池104進(jìn)行充電。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例中，第一開關(guān)控制電路與充電電路相連，根據(jù)充電電路生成的直流電壓的大小斷開或閉合，以控制充電電路對(duì)充電電池進(jìn)行充電，即充電電路與充電電池之間的通斷受第一開關(guān)控制電路的控制，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制電路閉合時(shí)，充電電路與充電電池接通實(shí)現(xiàn)充電，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制電路斷開時(shí)，充電電路與充電電池?cái)嚅_，停止充電，這樣避免了停止充電時(shí)充電電路帶來(lái)的額外的電量消耗，實(shí)現(xiàn)了電量的節(jié)省。
[0031]本實(shí)用新型提供的低能耗超薄復(fù)合通行卡內(nèi)的一種電路的結(jié)構(gòu)為:當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)電路為一個(gè)開關(guān)二級(jí)管時(shí)，充電電路包括整流電路和穩(wěn)壓芯片。整流電路、穩(wěn)壓芯片、開關(guān)二極管和電池依次相連。開關(guān)二極管正極與所述充電電路相連，負(fù)極與所述充電電池相連。
[0032]下面對(duì)本實(shí)用新型提供的低能耗超薄復(fù)合通行卡的工作流程進(jìn)行介紹。通過(guò)介紹該工作流程，能夠使本實(shí)用新型實(shí)施例提供的復(fù)合通行卡的結(jié)構(gòu)更加清楚。然而，本工作流程僅作舉例。
[0033]天線耦合的電壓信號(hào)作為整流電路的輸入，整流電路對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行匹配整流后生成直流電壓Vl，直流電壓Vl流入穩(wěn)壓芯片，穩(wěn)壓芯片對(duì)流入的直流電壓Vl進(jìn)行穩(wěn)壓處理。當(dāng)所述穩(wěn)壓處理后的電壓大于開關(guān)二極管的導(dǎo)通電壓時(shí)，開關(guān)二極管導(dǎo)通，直流電壓Vl進(jìn)入充電電池實(shí)現(xiàn)充電。
[0034]當(dāng)電壓大于開關(guān)二極管導(dǎo)通電壓時(shí)，充電電路與充電電池接通實(shí)現(xiàn)充電，當(dāng)電壓小于開關(guān)二極管導(dǎo)通電壓時(shí)，充電電路與充電電池?cái)嚅_，停止充電，這樣避免了停止充電時(shí)充電電路帶來(lái)的額外的電量消耗，實(shí)現(xiàn)了電量的節(jié)省。
[0035]為進(jìn)一步理解本實(shí)用新型所提供的低能耗超薄復(fù)合通行卡，請(qǐng)參閱圖2，圖2為本實(shí)用新型提供的低能耗超薄復(fù)合通行卡內(nèi)的電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2中充電電路包括整流電路，第二開關(guān)控制電路，穩(wěn)壓芯片。其中，第二開關(guān)控制電路包括一個(gè)N型MOSFET (以下稱為Ql)與一個(gè)P型MOSFET (以下稱為Q2)。另外，充電電路還包括第一開關(guān)控制電路，第一開關(guān)控制電路可以包括一個(gè)P型MOSFET (以下稱為Q3)。
[0037]整流電路的輸入端與天線(圖中未示出)相連，輸出端與Ql的柵極相連，Ql的源極接地，漏極與Q2的柵極相連，Q2的源極也與整流電路的輸出端相連，漏極與穩(wěn)壓芯片的輸入端相連，穩(wěn)壓芯片的輸出端與第一開關(guān)控制電路相連。
[0038]另外，在Ql的漏極和Q2的柵極之間還設(shè)置有電阻R24，Q1的柵極與源極之間還設(shè)置電阻R21。整流電路的輸出端與Q2的源極之間還設(shè)置有二極管D1，整流電路的輸出端與Ql的柵極之間還設(shè)置有二極管D2。
[0039]第一開關(guān)控制電路包括一個(gè)P型MOSFET (以下稱Q3)，穩(wěn)壓芯片的輸出端與Q3的漏極相連，Q3的源極與充電電池相連，Q3的柵極與Ql的漏極相連。[0040]復(fù)合通行卡的通信和充電共用一個(gè)13.56MHz的天線，復(fù)合通行卡中的13.56MHz的天線優(yōu)先實(shí)現(xiàn)通信功能。在充電時(shí)，先檢測(cè)V3的電壓，當(dāng)V3電壓高于一閥值(例如4V)時(shí)，Q2導(dǎo)通，并進(jìn)行充電。
[0041]具體的:
[0042]VGS(Q2)=-(V3-V2)*R21/(R21+R24)；
[0043]當(dāng)V1〈VGS(TH) (Ql)時(shí)，V2=V3, Vgs (Q2) =0，Q2 不導(dǎo)通；
[0044]當(dāng)VDVesttll) (Ql)時(shí)，V2=0V, Vgs (Q2) =_V3*R21/ (R21+R24)，分兩種情況:
[0045]第一種:當(dāng)V3>-Vgs(th) (Q2)*(R21+R24) /R21 時(shí)，Q2 導(dǎo)通；
[0046]第二種:當(dāng)V3<-Vgs(th) (Q2)*(R21+R24)/R21 時(shí)，Q2 不導(dǎo)通，所以調(diào)整 R21 和 R24 的阻值可以實(shí)現(xiàn)對(duì)V3的調(diào)節(jié)。
[0047]需要Vl作其他應(yīng)用，故用二極管D2來(lái)隔離整流電路。不充電時(shí)，電池會(huì)經(jīng)過(guò)V2、R24、R21至V3，此時(shí)Dl用來(lái)防止漏電。
[0048]下面對(duì)本實(shí)用新型提供的復(fù)合通行卡的工作流程進(jìn)行介紹。通過(guò)介紹該工作流程，能夠使本實(shí)用新型實(shí)施例提供的復(fù)合通行卡的結(jié)構(gòu)更加清楚。然而，本工作流程僅作舉例。
[0049]天線耦合的電壓信號(hào)作為整流電路的輸入，整流電路對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行匹配整流后生成直流電壓VI，直流電壓Vl作為Ql的輸入與Ql的柵極相連，當(dāng)Vl大于預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)，Ql導(dǎo)通，Ql的漏極置低，V2接地，觸發(fā)Q2的柵極置低，Q2導(dǎo)通，漏極置高。Q2導(dǎo)通之后，直流電壓Vl流入穩(wěn)壓芯片，穩(wěn)壓芯片對(duì)流入的直流電壓Vl進(jìn)行穩(wěn)壓處理后，輸入到第一開關(guān)控制電路。
[0050]若第一開關(guān)控制電路為P型MOSFET (即Q3)，當(dāng)V2被置低時(shí)，Q3的柵極被置低，Q3導(dǎo)通，之后穩(wěn)壓芯片的輸出電壓通過(guò)Q3實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充電。
[0051]進(jìn)一步的，與開關(guān)二極管相比，采用P型MOSFET (Q3)的第一開關(guān)電路，不會(huì)產(chǎn)生壓降，而且在負(fù)載(電池)發(fā)生變化時(shí)也不會(huì)對(duì)充電電壓產(chǎn)生影響，因?yàn)槌潆婋妷悍€(wěn)定，所以可以保持較高的充電電壓以提高充電效率，同時(shí)保證電池更高的使用壽命。
[0052]上述天線的工作頻率可以為13.56MHz，除了用于耦合電壓信號(hào)外，還可以用于在高速公路出入口和桌面讀寫器ODU通信。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的復(fù)合通行卡為超薄卡，卡的厚度在0.8至1.5_。方便使用，容易保存。
[0053]本實(shí)用新型實(shí)施例中，第一開關(guān)控制電路與充電電路相連，根據(jù)充電電路生成的直流電壓的大小斷開或閉合，以控制充電電路對(duì)充電電池進(jìn)行充電，即充電電路與充電電池之間的通斷受第一開關(guān)控制電路的控制，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制電路閉合時(shí)，充電電路與充電電池接通實(shí)現(xiàn)充電，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制電路斷開時(shí)，充電電路與充電電池?cái)嚅_，停止充電，這樣避免了停止充電時(shí)充電電路帶來(lái)的額外的電量消耗，實(shí)現(xiàn)了電量的節(jié)省。
[0054]另外，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種用于無(wú)線充電的開關(guān)控制電路，其可以但不限于用于上述復(fù)合通行卡中，該開關(guān)控制電路與上述第一開關(guān)控制電路相同，但具體導(dǎo)通時(shí)的電壓的大小可根據(jù)具體情況設(shè)置，該開關(guān)控制電路可以靈活實(shí)現(xiàn)在其他如銀行卡，充值卡等應(yīng)用中，以實(shí)現(xiàn)充電控制功能。
[0055]以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的低能耗超薄復(fù)合通行卡及用于無(wú)線充電的開關(guān)控制電路進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種低能耗超薄復(fù)合通行卡，其特征在于，包括: 天線，充電電路，第一開關(guān)控制電路，充電電池； 所述充電電路與所述天線相連，用于對(duì)所述天線耦合的電壓信號(hào)進(jìn)行處理以生成直流電壓； 所述第一開關(guān)控制電路兩端分別與所述充電電路和所述充電電池相連，用于根據(jù)所述充電電路生成的直流電壓的大小斷開或閉合，以控制所述充電電路對(duì)所述充電電池進(jìn)行充電。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合通行卡，其特征在于，所述第一開關(guān)控制電路包括一個(gè)二極管，所述二極管正極與所述充電電路相連，負(fù)極與所述充電電池相連。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合通行卡，其特征在于，所述充電電路包括第二開關(guān)控制電路及穩(wěn)壓芯片，所述第二開關(guān)控制電路、穩(wěn)壓芯片和第一開關(guān)控制電路依次相連，所述第一開關(guān)控制電路包括一個(gè)P型金屬氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管MOSFET，所述P型MOSFET的柵極與所述第二開關(guān)控制電路相連，漏極與所述穩(wěn)壓芯片相連，源極與所述充電電池相連。
4.如權(quán)利要求 3所述的復(fù)合通行卡，其特征在于，所述充電電路還包括整流電路，所述第二開關(guān)控制電路包括一個(gè)N型MOSFET和一個(gè)P型M0SFET，所述N型MOSFET的柵極與所述整流電路的輸出端相連，源極接地，漏極與所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的柵極相連，所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的源極與所述整流電路的輸出端相連，漏極與所述穩(wěn)壓芯片相連； 所述第二開關(guān)控制電路的N型MOSFET的漏極還與所述第一開關(guān)控制電路的P型MOSFET的柵極相連。
5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合通行卡，其特征在于，所述第二開關(guān)控制電路的N型MOSFET的漏極和所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的柵極之間還設(shè)置有電阻R24，所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的柵極還通過(guò)電阻R21和第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的源極相連。
6.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合通行卡，其特征在于，所述整流電路與所述第二開關(guān)控制電路的P型MOSFET的源極之間還設(shè)置有二極管D1，所述整流電路與所述第二開關(guān)控制電路的N型MOSFET的柵極之間還設(shè)置有二極管D2。
7.如權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的復(fù)合通行卡，其特征在于，所述天線的工作頻率為13.56MHz，還用于在高速公路出入口和桌面讀寫器ODU通信。
8.如權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的復(fù)合通行卡，其特征在于，所述復(fù)合通行卡的厚度為 0.8 至 1.5mm。
9.一種用于無(wú)線充電的開關(guān)控制電路，與充電電池相連，用于根據(jù)充電電路生成的直流電壓的大小斷開或閉合，以控制所述充電電路對(duì)所述充電電池進(jìn)行充電，其特征在于: 所述開關(guān)控制電路包括一個(gè)二極管，或者所述開關(guān)控制電路包括一個(gè)P型金屬氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管M0SFET。
10.如權(quán)利要求9所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，當(dāng)所述開關(guān)控制電路包括一個(gè)二極管時(shí)，所述二極管一端與所述充電電路相連，另一端與所述充電電池相連； 當(dāng)所述開關(guān)控制電路包括一個(gè)P型MOSFET時(shí)，所述充電電路包括另一開關(guān)控制電路及穩(wěn)壓芯片，所述P型MOSFET的柵極與所述另一開關(guān)控制電路相連，漏極與所述穩(wěn)壓芯片相連 ，源極與所述充電電池相連。
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK203786761SQ201420164174
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】劉宇, 龐紹銘 申請(qǐng)人:深圳市金溢科技股份有限公司