[发明专利]电池供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及电池供电装置，更具体地，涉及具有电池供电光源的道钉。更具体地说，本发明涉及但不仅限于具有电池供电光源的微控制器操作的道钉。本发明还涉及用于电池供电的微控制器操作的装置的节能设置和方案以及并入了这些设置和方案的装置。本发明还涉及用于延长电池寿命的方案以及并入了该方案的电池供电装置。

背景技术

在许多诸如电池供电的微控制器操作的装置之类的电池供电装置中，电源管理是非常重要的。例如，需要电源来工作但又无法接通电网的自控远程装置或无线装置依赖于电池电源的可用性。因此，电池的工作寿命决定性地确定了这种装置的工作寿命，尤其是当这些装置为了在户外使用而被密封起来时。这种装置的示例包括遥感器、水下或海底装置、远程电信装置和道钉。

已知已采用各种设置来延长这种装置的工作寿命。例如，已经在远程装置或无线装置中使用可再充电电池和用于给可再充电电池充电的太阳能电池板来延长电池和装置的工作寿命。WO0142567A1和WO2005/104799A2已经公开了采用太阳能供电的道钉形式的这种装置的示例。

将道钉安装在道路上以帮助在黑暗中划定行车道。通常，道钉安装有反光猫眼石。然而，具有电池照明和太阳能充电的道钉也已经变得可行和更普及。

然而，因为这种装置的尺寸和成本常常限制了这种装置中太阳能电池板的尺寸，所以可用于电池充电的能量仍然受限，因此诸如节能方案之类的改进的电源管理方案仍然是期望的。此外，因为可再充电电池的工作寿命在很大程度上依赖于充电和放电循环数，所以改进的电池充电方案也是期望的。

发明内容

根据本发明，提供了诸如道钉之类的电池供电装置，其包括：微控制器（也称为微控制器单元，或MCU），电池以及光源；其中，将所述微控制器构造为操作所述电池以向所述光源提供一串功率脉冲，每一个功率脉冲具有特有的脉冲周期和特有的占空比，所述占空比包括通电周期和断电周期；所述电池供电装置的特征在于，在所述通电周期期间，开启所述微控制器，而在所述断电周期期间，使所述微控制器进入节能或睡眠模式。

在所述功率脉冲的所述断电周期期间将所述MCU设置为睡眠模式意味着实质上的电池能量节省以延长所述电池的每一次充电的工作时间。

可以将所述微控制器构造为在不同操作模式中操作所述道钉，并且根据操作模式来改变所述功率脉冲的脉冲周期或脉冲频率和/或占空比。这将提供根据实际需要的更加灵活的电源管理。

例如，所述不同操作模式可以包括发光模式和休眠模式，在所述发光模式期间，操作所述光源发光以为道路使用者引路，而在所述休眠模式期间，所述光源不发光。

例如，可以将所述微控制器构造为通过一串脉宽调制（PWM）脉冲来操作所述光源。PWM脉冲包括多个零能量或低能量包含周期，从而节省电池能量。

所述功率脉冲的频率可以在50到200赫兹之间，优选在50到120赫兹之间，更优选等于或低于100赫兹。应当意识到，道路使用者的眼睛通常不能检测到高于50Hz频率的闪烁。50到120Hz的频率范围，优选在约100Hz的频率，提供了非闪烁和节能的良好平衡。

所述通电周期的持续时间和整个脉冲周期的比率也称为占空比，为小于20%，优选小于10%，并且优选等于或低于5%。这样的低占空比在向用户提供与基本上100%占空比相同的亮度感觉的同时提供了良好的电能节省。

根据本发明的另一个方面，提供了诸如道钉之类的电池供电装置，其包括：微控制器以及光源，其中，将所述微控制器构造为每隔一定时间就唤醒和睡眠，其中唤醒持续时间和睡眠持续时间根据道钉的操作模式而不同，所述操作模式包括照明模式或发光模式和休眠模式，在所述照明模式或发光模式期间，所述光源打开直到关闭事件发生，而在所述休眠模式期间，所述光源关闭直到打开事件发生。

根据所述道钉的操作模式选择不同的唤醒时间间隔和睡眠时间间隔有助于更加灵活的电源管理，这是因为在不同操作模式期间能量需求不同。

例如，所述微控制器的多次唤醒之间的时间间隔在所述休眠模式时比较长，而在所述发光模式时比较短，这是因为能够预期到在不需要提供发光道钉引导时的所述休眠模式期间唤醒事件的出现频率较低，而在MCU需要发送通电脉冲时的所述发光模式期间会出现唤醒事件。