一種電流檢測電路及車載單元的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種電流檢測電路及車載單元，所述電流檢測電路包括：電流檢測電阻、第一輸入電阻、第二輸入電阻、運算放大器、第一開關(guān)管和輸出電阻。在本實用新型中，在車載單元中增加本實用新型提供的電流檢測電路，通過電流檢測電路檢測車載單元中喚醒電路的電流。由于電流檢測電路可以檢測到喚醒電路的電流，因此車載單元在發(fā)現(xiàn)喚醒電路的電流異常(即電流過大)時，可以復(fù)位或關(guān)閉喚醒電路，避免可充電電池的電量被異常的喚醒電路耗盡，從而避免一次性電池充當備用電池，因此一次性電池的電量不會被很快耗盡，延長了車載單元的一次性電池的使用壽命。
【專利說明】—種電流檢測電路及車載單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及智能交通領(lǐng)域，特別涉及一種電流檢測電路及車載單元。

【背景技術(shù)】
[0002]電子不停車自動收費(Electronic Toll Collect1n，ETC)，是一種不需要停車繳費來通過收費站的收費方法，安裝了車載單元(On Board Unit,0BU)的車輛通過收費站時，車載單元與路側(cè)單元(RSU, Road Side Unit)進行通訊,完成交易。
[0003]路側(cè)單元，也稱路側(cè)基站，其主要功能是與車輛上安裝的車載單元和車道計算機進行通訊，傳輸相關(guān)信息。
[0004]車載單元安裝在車內(nèi)，是與路側(cè)單元進行通訊的設(shè)備，同時也存儲有與電子不停車收費相關(guān)的信息，如車牌號、車型等信息。
[0005]車載單元的功耗主要包括待機功耗和交易功耗，由于車載單元大部分時間處于待機狀態(tài)，因此待機功耗是影響車載單元使用壽命的主要因素，約占總功耗的70%。而待機功耗主要由喚醒電路造成，因為待機狀態(tài)下喚醒電路處于常開狀態(tài)，主控模塊處于休眠狀態(tài)，其它外部設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)。由于某些不可預(yù)知的原因，喚醒電路的電流存在一定概率的不穩(wěn)定性，正常情況下喚醒電路的電流在10微安左右，異常情況下喚醒電路的電流可以達到幾十上百微安甚至毫安級，而現(xiàn)有車載單元內(nèi)部由于沒有電流檢測電路，無法檢測喚醒電路的電流，因此當喚醒電路的電流出現(xiàn)異常(即電流過大)時，車載單元不能及時發(fā)現(xiàn)異常并進行處理，導(dǎo)致車載單元的可充電電池的電量被很快耗盡，在車載單元的可充電電池的電量被耗盡時，車載單元的一次性電池充當備用電池，給可充電電池充電。由于當一次性電池的電量被耗盡后，無法恢復(fù)，只能報廢，因此當喚醒電路的電流出現(xiàn)異常(即電流過大)時，將嚴重降低車載單元的一次性電池的使用壽命。
實用新型內(nèi)容
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供一種電流檢測電路及車載單元，以達到延長車載單元的一次性電池的使用壽命的目的，技術(shù)方案如下:
[0007]一種電流檢測電路，包括:電流檢測電阻、第一輸入電阻、第二輸入電阻、運算放大器、第一開關(guān)管和輸出電阻；
[0008]所述電流檢測電阻的第一端與所述電流檢測電路所屬車載單元的第二開關(guān)管相連，所述電流檢測電阻的第二端與所述車載單元的喚醒電路相連；
[0009]所述第一輸入電阻的第一端與所述電流檢測電阻的第一端相連，所述第一輸入電阻的第二端與所述運算放大器的反相輸入端相連；
[0010]所述第二輸入電阻的第一端與所述電流檢測電阻的第一端相連，所述第二輸入電阻的第二端與所述運算放大器的同相輸入端相連；
[0011]所述運算放大器的第一電源端與所述第一輸入電阻的第一端相連，所述運算放大器的第二電源端接地；
[0012]所述第一開關(guān)管的第一端與所述運算放大器的輸出端相連，所述第一開關(guān)管的第二端與所述運算放大器的反相輸入端相連，所述第一開關(guān)管的第三端與所述輸出電阻的第一端相連；
[0013]所述輸出電阻的第一端與所述車載單元的主控模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，所述輸出電阻的第二端接地。
[0014]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)管包括:
[0015]PMOS 管；
[0016]所述PMOS管的柵極與所述運算放大器的輸出端相連，所述PMOS管的源極與所述運算放大器的反相輸入端相連，所述PMOS管的漏極與所述輸出電阻的第一端相連。
[0017]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)管包括:PNP三極管和偏置電阻；
[0018]所述PNP三極管的基極與所述偏置電阻的第一端相連，所述偏置電阻的第二端與所述運算放大器的輸出端相連，所述PNP三極管的發(fā)射極與所述運算放大器的反相輸入端相連，所述PNP三極管的集電極與所述輸出電阻的第一端相連。
[0019]優(yōu)選的，還包括:
[0020]第三開關(guān)管；
[0021]所述第一輸入電阻的第一端通過所述第三開關(guān)管與所述電流檢測電阻的第一端相連；
[0022]所述第三開關(guān)管與所述主控模塊相連。
[0023]一種車載單元，包括:喚醒電路、主控模塊、第二開關(guān)管、供電模塊、第四開關(guān)管、夕卜部設(shè)備和如上述任意一項所述的電流檢測電路；
[0024]所述供電模塊的輸出端分別與所述第二開關(guān)管、所述第四開關(guān)管和所述主控模塊相連；
[0025]所述主控模塊分別與所述第二開關(guān)管、所述第四開關(guān)管、所述外部設(shè)備相連；
[0026]所述第四開關(guān)管與所述外部設(shè)備相連；
[0027]所述外部設(shè)備接地；
[0028]所述主控模塊接地；
[0029]所述喚醒電路接地。
[0030]優(yōu)選的，所述外部設(shè)備至少包括:
[0031]聲光提示模塊。
[0032]優(yōu)選的，所述外部設(shè)備至少包括:
[0033]IC卡讀寫模塊。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果為:
[0035]在本實用新型中，在車載單元中增加本實用新型提供的電流檢測電路，通過電流檢測電路檢測車載單元中喚醒電路的電流。由于電流檢測電路可以檢測到喚醒電路的電流，因此車載單元在發(fā)現(xiàn)喚醒電路的電流異常(即電流過大)時，可以復(fù)位或關(guān)閉喚醒電路，避免可充電電池的電量被異常的喚醒電路耗盡，從而避免一次性電池充當備用電池，因此一次性電池的電量不會被很快耗盡，延長了車載單元的一次性電池的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述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申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1是本實用新型提供的電流檢測電路的一種電氣原理示意圖；
[0038]圖2是本實用新型提供的電流檢測電路的另一種電氣原理示意圖；
[0039]圖3是本實用新型提供的電流檢測電路的再一種電氣原理示意圖；
[0040]圖4是本實用新型提供的電流檢測電路的再一種電氣原理示意圖；
[0041]圖5是本實用新型提供的車載單元的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖6是本實用新型提供的車載單元的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0043]下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)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，都屬于本申請保護的范圍。
[0044]實施例一
[0045]請參見圖1，其示出了本實用新型提供的電流檢測電路的一種電氣原理示意圖，電流檢測電路包括:電流檢測電阻Rs■、第一輸入電阻R1、第二輸入電阻民、運算放大器11、第一開關(guān)管12和輸出電阻RoUT。其中:
[0046]電流檢測電阻Rsense的第一端與所述電流檢測電路所屬車載單元的第二開關(guān)管相連，所述電流檢測電阻Rsense的第二端與所述電流檢測電路所屬車載單元的喚醒電路相連。
[0047]所述第一輸入電阻R1的第一端與所述電流檢測電阻Rsense的第一端相連，所述第一輸入電阻R1的第二端與所述運算放大器11的反相輸入端相連。
[0048]所述第二輸入電阻R2的第一端與所述電流檢測電阻Rsense的第一端相連，所述第二輸入電阻R2的第二端與所述運算放大器11的同相輸入端相連。
[0049]所述運算放大器11的第一電源端與所述第一輸入電阻R1的第一端相連，所述運算放大器11的第二電源端接地。
[0050]所述第一開關(guān)管12的第一端與所述運算放大器11的輸出端相連，所述第一開關(guān)管12的第二端與所述運算放大器11的反相輸入端相連，所述第一開關(guān)管12的第三端與所述輸出電阻Rotjt的第一端相連。
[0051]所述輸出電阻Rtot的第一端與所述車載單元的主控模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)模塊相連，所述輸出電阻Rot的第二端接地。
[0052]在本實施例中，針對圖1示出的電流檢測電路的具體工作過程進行說明，如下:
[0053]電流檢測電阻Rsense用于將喚醒電路的電流I轉(zhuǎn)換為電壓Vsense,即Vsense =I xrSENSE ?而運算放大器11、第一開關(guān)管12、第一輸入電阻R1、第二輸入端電阻R2和輸出電阻Rott構(gòu)成的放大電路用于將電流檢測電阻Rsense兩端的電壓Vsense放大一定的倍數(shù)N，得到輸出電壓VQUT，即Vqut = VsenseXN,所述N為大于I的實數(shù)。
[0054]電流檢測電路將輸出電壓Vott輸出至與輸出電阻Rott的第一端相連的所述電流檢測電路所屬車載單元的主控模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。
[0055]所述電流檢測電路所屬車載單元的主控模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊在接收到電流檢測電路輸出的輸出電壓Votjt后，由于輸出電壓Vmjt為模擬電壓，因此所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將輸出電SVott轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出。主控模塊則根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)值推算出喚醒電路的電流值，即I = Vott/(NXRsense),并依據(jù)推算出的喚醒電路的電流值判斷喚醒電路的電流是否異常。當主控模塊發(fā)現(xiàn)喚醒電路的電流異常(即電流過大)時，通過控制第二開關(guān)管復(fù)位喚醒電路(即通過第二開關(guān)管先關(guān)閉再打開喚醒電路)，然后通過電流檢測電路再一次檢測喚醒電路的電流，如果發(fā)現(xiàn)喚醒電路的電流恢復(fù)正常，則喚醒電路保持開啟狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)喚醒電路的電流仍舊異常，則關(guān)閉喚醒電路。
[0056]在本實施例中，電流檢測電路處于常開狀態(tài)，在電流檢測電路處于常開狀態(tài)適用于電流檢測電路的功耗很低的情況。
[0057]在本實施例中，所述車載單元的主控模塊可以在完成插卡、發(fā)行、激活、交易等操作后打開喚醒電路并通過電流檢測電路檢測喚醒電路的電流。這種處理方式的優(yōu)點是電流檢測電路進行電流檢測與其它操作一起進行，對車載單元的功耗影響很小。
[0058]進一步的，所述車載單元的主控模塊可以通過定時器定時從休眠狀態(tài)中醒來然后打開喚醒電路并通過電流檢測電路檢測喚醒電路的電流。種種處理方式的優(yōu)點是電流檢測電路進行電流檢測的時間固定，能夠及時發(fā)現(xiàn)喚醒電路的異常情況，復(fù)位或關(guān)閉喚醒電路，避免可充電電池和一次性電池的電量被耗盡。
[0059]在本實用新型中，在車載單元中增加本實用新型提供的電流檢測電路，通過電流檢測電路檢測車載單元中喚醒電路的電流。由于電流檢測電路可以檢測到喚醒電路的電流，因此車載單元在發(fā)現(xiàn)喚醒電路的電流異常(即電流過大)時，可以復(fù)位或關(guān)閉喚醒電路，避免可充電電池的電量被異常的喚醒電路耗盡，從而避免一次性電池充當備用電池，因此一次性電池的電量不會被很快耗盡，延長了車載單元的一次性電池的使用壽命。
[0060]在本實施例中，第一開關(guān)管具體可以為PMOS管121，如圖2所示。
[0061]在第一開關(guān)管12為PMOS管121時，PMOS管121的柵極作為所述第一開關(guān)管12的第一端，PMOS管121的源極作為所述第一開關(guān)管12的第二端，PMOS管121的漏極作為所述第一開關(guān)管12的第三端。具體的為:所述PMOS管121的柵極與所述運算放大器11的輸出端相連，所述PM0S121管的源極與所述運算放大器11的反相輸入端相連，所述PM0S121管的漏極與所述輸出電阻ROUT的第一端相連。
[0062]當然，第一開關(guān)管12的形式并不局限于為PMOS管121，具體還可以為:PNP三極管122和偏置電阻123，如圖3所示。
[0063]在第一開關(guān)管12為PNP三極管122和偏置電阻123時，偏置電阻123的第二端作為所述第一開關(guān)管12的第一端，所述PNP三極管122的發(fā)射極作為所述第一開關(guān)管12的第二端，所述PNP三極管122的集電極作為所述第一開關(guān)管12的第三端。具體的，所述PNP三極管122的基極與所述偏置電阻123的第一端相連，所述偏置電阻123的第二端與所述運算放大器11的輸出端相連，所述PNP三極管122的發(fā)射極與所述運算放大器11的反相輸入端相連，所述PNP三極管122的集電極與所述輸出電阻Rout的第一端相連。
[0064]其中，所述PNP三極管122的基極與所述偏置電阻123的第一端相連，所述偏置電阻123的第二端與所述運算放大器11的輸出端相連即所述PNP三極管122的基極串接偏置電阻123，并通過偏置電阻123與所述運算放大器11的輸出端相連。
[0065]實施例二
[0066]在本實施例中，在圖1示出的電流檢測電路的基礎(chǔ)上擴展出另外一種電流檢測電路，請參見圖4，在圖1示出的電流檢測電路的基礎(chǔ)上還包括:第三開關(guān)管21。其中:
[0067]第一輸入電阻R1的第一端通過第三開關(guān)管21與電流檢測電阻Rsense的第一端相連；第三開關(guān)管21與所述主控模塊相連。
[0068]本實施例示出的電流檢測電路在增加了第三開關(guān)管21后，可以處于常關(guān)狀態(tài)，在需要進行電流檢測時，所述主控模塊才控制第三開關(guān)管21開啟電流檢測電路，電流檢測電路繼而處于工作狀態(tài)。
[0069]電流檢測電路處于常關(guān)狀態(tài)，在需要時才處于開啟狀態(tài)的工作方式適用于電流檢測電路的功耗較高的情況。
[0070]其中，運算放大器11的選型不同會導(dǎo)致電流檢測電路的功耗不同。
[0071]同樣，在本實施例中，所述車載單元的主控模塊可以在完成插卡、發(fā)行、激活、交易等操作后打開喚醒電路并通過電流檢測電路檢測喚醒電路的電流。這種處理方式的優(yōu)點是電流檢測電路進行電流檢測與其它操作一起進行，對車載單元的功耗影響很小。
[0072]進一步的，所述車載單元的主控模塊可以通過定時器定時從休眠狀態(tài)中醒來然后打開喚醒電路并通過電流檢測電路檢測喚醒電路的電流。種種處理方式的優(yōu)點是電流檢測電路進行電流檢測的時間固定，能夠及時發(fā)現(xiàn)喚醒電路的異常情況，復(fù)位或關(guān)閉喚醒電路，避免可充電電池和一次性電池的電量被耗盡。
[0073]本實施例示出的電流檢測電路在處于工作狀態(tài)時的具體工作過程如實施例一示出的針對圖1示出的電流檢測電路的具體工作過程的說明，在此不再贅述。
[0074]實施例三
[0075]在本實施例中，示出了本實用新型提供的車載單元的一種結(jié)構(gòu)示意圖，請參見圖5，車載單元包括:喚醒電路31、主控模塊32、第二開關(guān)管33、供電模塊34、第四開關(guān)管35、外部設(shè)備36和電流檢測電路37。其中，電流檢測電路37的具體結(jié)構(gòu)如實施例一示出的電流檢測電路，在此不再贅述。
[0076]供電模塊34的輸出端分別與第二開關(guān)管33、第四開關(guān)管35和主控模塊32相連。
[0077]其中，供電模塊34主要由可充電電池和一次性電池組成，用于供電。
[0078]主控模塊32分別與第二開關(guān)管33、第四開關(guān)管35、外部設(shè)備36相連。
[0079]第四開關(guān)管35與所述外部設(shè)備36相連。
[0080]外部設(shè)備36接地。
[0081]主控模塊32接地。
[0082]喚醒電路31接地。
[0083]喚醒電路31用于接收路側(cè)單元發(fā)射的喚醒信號。
[0084]在本實施例中，還示出了本實用新型提供的車載單元的另一種結(jié)構(gòu)示意圖，請參見圖6，車載單元包括:喚醒電路31、主控模塊32、第二開關(guān)管33、供電模塊34、第四開關(guān)管35、外部設(shè)備36和電流檢測電路41。其中，電流檢測電路41的具體結(jié)構(gòu)如實施例二示出的電流檢測電路，在此不再贅述。
[0085]供電模塊34的輸出端分別與第二開關(guān)管33、第四開關(guān)管35和主控模塊32相連。
[0086]主控模塊32分別與第二開關(guān)管33、第四開關(guān)管35、外部設(shè)備36相連。
[0087]第四開關(guān)管35與所述外部設(shè)備36相連。
[0088]外部設(shè)備36接地。
[0089]主控模塊32接地。
[0090]喚醒電路31接地。
[0091]在本實施例中，外部設(shè)備36具體可以但不局限于為聲光提示模塊或IC卡(Integrated Circuit Card,集成電路卡)讀寫模塊。
[0092]需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0093]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電流檢測電路，其特征在于，包括:電流檢測電阻、第一輸入電阻、第二輸入電阻、運算放大器、第一開關(guān)管和輸出電阻； 所述電流檢測電阻的第一端與所述電流檢測電路所屬車載單元的第二開關(guān)管相連，所述電流檢測電阻的第二端與所述車載單元的喚醒電路相連； 所述第一輸入電阻的第一端與所述電流檢測電阻的第一端相連，所述第一輸入電阻的第二端與所述運算放大器的反相輸入端相連； 所述第二輸入電阻的第一端與所述電流檢測電阻的第一端相連，所述第二輸入電阻的第二端與所述運算放大器的同相輸入端相連； 所述運算放大器的第一電源端與所述第一輸入電阻的第一端相連，所述運算放大器的第二電源端接地； 所述第一開關(guān)管的第一端與所述運算放大器的輸出端相連，所述第一開關(guān)管的第二端與所述運算放大器的反相輸入端相連，所述第一開關(guān)管的第三端與所述輸出電阻的第一端相連； 所述輸出電阻的第一端與所述車載單元的主控模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，所述輸出電阻的第二端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測電路，其特征在于，所述第一開關(guān)管包括: PMOS 管； 所述PMOS管的柵極與所述運算放大器的輸出端相連，所述PMOS管的源極與所述運算放大器的反相輸入端相連，所述PMOS管的漏極與所述輸出電阻的第一端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測電路，其特征在于，所述第一開關(guān)管包括:PNP三極管和偏置電阻； 所述PNP三極管的基極與所述偏置電阻的第一端相連，所述偏置電阻的第二端與所述運算放大器的輸出端相連，所述PNP三極管的發(fā)射極與所述運算放大器的反相輸入端相連，所述PNP三極管的集電極與所述輸出電阻的第一端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的電流檢測電路，其特征在于，還包括: 第三開關(guān)管； 所述第一輸入電阻的第一端通過所述第三開關(guān)管與所述電流檢測電阻的第一端相連； 所述第三開關(guān)管與所述主控模塊相連。
5.一種車載單元，其特征在于，包括:喚醒電路、主控模塊、第二開關(guān)管、供電模塊、第四開關(guān)管、外部設(shè)備和如權(quán)利要求1-4任意一項所述的電流檢測電路； 所述供電模塊的輸出端分別與所述第二開關(guān)管、所述第四開關(guān)管和所述主控模塊相連； 所述主控模塊分別與所述第二開關(guān)管、所述第四開關(guān)管、所述外部設(shè)備相連； 所述第四開關(guān)管與所述外部設(shè)備相連； 所述外部設(shè)備接地； 所述主控模塊接地； 所述喚醒電路接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車載單元，其特征在于，所述外部設(shè)備至少包括:聲光提不模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車載單元，其特征在于，所述外部設(shè)備至少包括:IC卡讀寫模塊。
【文檔編號】G01R19/00GK204142820SQ201420539320
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】張亮 申請人:深圳市金溢科技股份有限公司