CN102687368A

CN102687368A - 电池供电装置

Info

Publication number: CN102687368A
Application number: CN2011800052049A
Authority: CN
Inventors: 谭兆聪; 郑家伟; 鲍延杰; 王道洪; 邱炜澎
Original assignee: Ecotech Environmental Technology Ltd
Current assignee: Ecotech Environmental Technology Ltd
Priority date: 2010-01-05
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-09-19
Also published as: WO2011083424A1; US20120262067A1

Abstract

一种诸如道钉之类的电池供电装置，其包括：微控制器，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。在所述通电周期期间，开启所述微控制器，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微控制器设置为所述节能或睡眠模式意味着实质节省电池能量以延长所述电池每一次充电的工作时间。

Description

电池供电装置

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。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电池供电道钉，其包括：微控制器，可再充电电池，用于给所述可再充电电池充电的太阳能电池板，以及光源；其中，将所述微控制器构造为当在预定持续时间内所述太阳能电池板的输出电平高于预定阈值时关闭所述光源，而当在预定持续时间内所述太阳能电池板的输出电平低于所述预定阈值时打开所述光源。

例如，所述预定持续时间可以与通常瞬态事件的持续时间相对应，并且在所述预定持续时间期间对所述太阳能电池板的输出电平可以进行重复采样以确认周围环境条件的改变以及减轻瞬态影响。

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，可再充电电池，用于给所述可再充电电池充电的太阳能电池板，以及光源；其中，将所述微控制器构造为根据所述电池的容量是低于还是高于预定电池容量以及在预定时间内所述太阳能电池板的输出是否超过预定太阳能输出阈值，以开始或不开始给所述电池充电。这样的充电方案减少了不必要充电循环数以延长电池寿命，并且根据所述电池在不充电情况下能够工作的预留天数可以选择所述预定电池容量。根据实际试验，选择50%的电池容量。

附图说明

下面将通过示例的方式并参照附图或示图来说明本发明的实施例。在附图或示图中：

图1是描述根据本发明的一个实施例的道钉的示意图。

图2是更详细地描述图1的示意图的示例性电路图。

图3是描述图1的示例性道钉的示例性操作的流程图。

图4是描述关于图1的道钉的示例性操作照明模式的判定方案的流程图。

图5和图6是示出了道钉的操作模式和微控制器的相应操作状态的示例性时序图。

图7是描述了关于图1的道钉的示例性操作电池充电模式的流程图。

图8是用于确定道钉的操作模式的逻辑表。

图9是用于确定是否开始电池充电的逻辑表。

具体实施方式

作为电池供电装置的示例的图1的道钉的示意图包括作为主要耗电组件的示例的光源、可再充电电池、作为太阳能电池的示例的太阳能电池板和作为通用控制器的示例的微控制器（MCU）。光源包括多个发光二极管。发光二极管（LED）为优选的，是因为它尺寸小、具有鲁棒性、工作寿命长和能量转换效率高。此外，对于交通信号应用而言，不同颜色的LED的可用性也是理想的。一般而言，需要较高的电压（通常是3.2V）来驱动白色或蓝色LED，而需要较低的电压（通常是2.0V）来驱动其它颜色的LED。

在道钉中使用一种输出为2-5.5V的0.24-0.5W的太阳能电池板以作为用于电池充电的可再生能的示例性能源。太阳能电池板是用单晶硅光伏（PV）材料或其它合适的PV材料来制造的。然而，因为道钉的尺寸和太阳能电池板的成本，所以在道钉中使用的太阳能电池板的尺寸受限于道钉的覆盖区。在道钉电路中使用作为可再充电电池的示例的镍金属氢化物（NiMH）电池，这是因为与例如锂离子电池相比时，NiMH电池具有对过度充电的适应力。此过度充电适应力有助于在可用的电池充电功率有些不可预测和不稳定的条件下获得更长的电池寿命。

供电电源包括与可再充电电池并联的电解电容器。选择电解电容器是因为它具有高功率密度并且能够经受高充电和放电速率。可再充电电池和电解电容器的组合用作电源缓冲器或对诸如电流浪涌之类的功率瞬变的阻尼，以保护电池。

为了操作LED光源以发出观察者感觉可接受的照度的光而同时又保持比较低的功耗，由电流脉冲而不是无波纹直流来驱动LED。由微控制器以脉宽调制（PWM）脉冲的形式来产生电流脉冲，并且每一个脉冲的特点是具有特有的脉冲周期或脉冲频率以及特有的包括通电周期和断电周期的占空比。在道钉的不同操作模式期间，脉冲周期或脉冲频率以及占空比以下文将要更加详细说明的方式发生变化。

通过由太阳能电池板产生的电流来给电池充电，并且经由电源管理电路由微控制器来控制电池的充电。电源管理电路连接在太阳能电池板和电池之间，并且它的操作由微控制器控制。微控制器包括时钟源，并且还连接到唤醒源。唤醒源连接到微控制器，以在唤醒事件发生时警告微控制器。此外，微控制器的模拟到数字（A/D）端口连接到太阳能电池板的输出以检测太阳能电池板的瞬时电压输出。太阳能电池板的瞬时输出提供能量和关于周围环境的有用信息，并且能够用来确定道钉的操作模式和充电模式。

如图2的示例性电路图所示，电压调节器连接到太阳能电池板的正极输出端子，该电压调节器包括限压二极管D2和分压器R3和R4。太阳能电池板的正极端子还通过反向阻断二极管D1和电阻器R2的串联连接到电池的正极端子。提供该电压调节器以调整太阳能电池板的输出电压并且将电池电源限制为低于可接受的水平。

向LED供电的电源包括并联的第一分支和第二分支。第一分支包括连接到电池B1的正极端子的电阻器R2。第二分支包括连接到电解电容器C1的正极端子的电阻器R1。不与电池或电解电容器连接的R1和R2的端子与反向电流阻断二极管D1的阴极连接。向LED供电的电源从与电解电容器连接的R1的供电端抽头。LED的阳极连接到R1的正极供电端子，并且其阴极连接到电阻器R5。电阻器R5的另一端子连接到开关MOSFET M1的输入端。M1的控制或栅极端子连接到MCU以进行开关控制。当栅极控制为开时，MOSFET M1导通并且电流将从电池流到LED。另一方面，当MOSFET开关关闭时，MOSFET开关将变成高阻抗开关元件，并且LED将不发光。

电源管理电路还包括用于监控电池容量的库仑计数器，库仑计数器的一个输入端连接到电池的正极端子。电源管理电路还包括放电路径，将该放电路径布置为在不需要给电池充电时将太阳能电池板产生的电排放到地。该放电路径连接在太阳能电池板的正极输出端子和地之间，处在太阳能电池板的正极输出端子和二极管D1之间，并且包括串联的电阻器R6和可通过微控制器操作的MOSFET开关M2。将微控制器构造为在不需要给电池充电时使MOSFET开关M2导通以将太阳能电池板的输出电能排放到地，以及使该MOSFET截止以允许电流从太阳能电池板流到电池。

唤醒源包括内部看门狗计时器（WDT）和外部计时器（计时器1）。看门狗计时器（WDT）是不需要任何外部组件的自运行片上振荡器。因此，即使在MCU的睡眠周期期间连接在MCU的OSC1引脚和OSC2引脚之间的外部时钟源已经停止，WDT也将运行。WDT的超时能够唤醒MCU并且继续正常运行。WDT和计时器1的输出连接到多路复用器，每当WDT和计时器1之一产生唤醒信号，该多路复用器将发出唤醒警告。

将WDT构造为具有18ms的标称超时周期。如果想要更长的超时周期，则在软件的控制下能够将具有高达1:128的比率的后定标器分配给WDT。因此，能够实现高达18ms*128=2.3秒的超时周期。在本实施例的太阳能道钉中，将MCU的内部看门狗计时器（WDT）设置为18ms，并且能够将具有后定标器（1:2:4:8:16:32:64:128）的WDT构造为18ms、36ms、72ms、144ms、288ms、576ms、1.15s和2.3s计时器。

计时器1通过32.768kHz的外部振荡器来计时，并且连接到预定标器以形成16位计时器。基于16位计时器和预定标器（1:2:4:8）的睡眠计时器能够在30.5μs（1*20*1/32768=30.5μs）到16s（8*216*1/32768=16s）的范围上工作。因此，利用外部晶体振荡器和预定标器，能够精确地获得在可选择时间间隔的宽范围上对唤醒计时器进行精确地控制。

如果将计时器1选择为唤醒源，则需要诸如外部晶体振荡器之类的外部装置或电路，该外部装置或电路连接到MCU的预定标器（1:2:4:8）。在该情况下，选择超过2.3秒的超时周期，外部振荡器在预定标之前提供基本时间常数。

道钉的操作模式

将图1的道钉构造为在两种模式下操作，即，发光模式和休眠模式。当周围环境的亮度水平已经下降到低于某个水平而不利地影响了道路可见度时，道钉将处于发光模式。当周围环境的亮度水平高于某个阈值水平而使得道路可见度足够良好而不需要道钉引导时，道钉将处于休眠模式。为了方便引用起见，以下分别将发光模式和休眠模式称为夜间操作模式和白天操作模式。

下面将参照图3、图4和图7的流程图来说明道钉的操作。

夜间操作模式

在夜间操作模式中，由微控制器操作LED光源以发光。当处在该模式时，微控制器会通过向MOSFET M1的栅极端子发送一串功率脉冲来间断地使MOSFET开关导通，如图5所示。以PWM脉冲形式的该串脉冲包括多个通电脉冲和断电脉冲。通电脉冲会使LED导通，使得LED在通电脉冲持续时间期间发出可见光，而断电脉冲会使LED截止，使得LED在断电脉冲期间不发出可见光。

每一个功率脉冲具有10ms的脉冲周期和5%的占空比。每一个功率脉冲由持续时间为0.5ms的通电脉冲和紧随其后的持续时间为9.5ms的断电脉冲构成。之所以选择10ms的脉冲周期，是因为它对应于100Hz的眨眼频率（blinking frequency），并且应当注意，如果眨眼频率超过50Hz，则人眼不能察觉闪光的闪烁。5%的占空比意味着节约95%的功耗，而实质上观察者仍然感觉到100%的亮度水平。为了提供进一步的能源节省，在功率串的断电脉冲持续时间期间使MCU进入低功率模式，一般将该低功率模式称为睡眠模式。在睡眠模式中，MCU的功耗非常低并且能够降低到微安（μA）级别，这是因为系统时钟是停止的。以下唤醒事件将唤醒MCU。

唤醒事件

以下事件中的任何一个会将道钉的MCU从睡眠模式唤醒：

a.看门狗计时器超时（如果启用了WDT）

b.计时器1超时（如果启用了计时器1唤醒源）

每一个唤醒循环由短唤醒模式和长睡眠模式组成。在唤醒模式期间，MCU检查全部必需的输入并且做决定以给电池充电、接通/切断LED灯等。将睡眠模式设计为在非常低的电流下工作以节约能源。通过唤醒源（内部看门狗计时器（WDT）或带有外部晶体振荡器的计时器1），芯片能够从睡眠状态醒来。

白天操作模式

在白天操作模式中，LED不需要为了引导驾驶员而发光，因此如图6所示不需要向MOSFET开关M1传输通电脉冲来提供电流以开启LED。当处于该模式时，将MCU设置为白天模式或休眠模式。在白天模式或休眠模式中，睡眠时间比夜间操作模式的长以节省电池的电能。将睡眠时间Tsleep设置为最大值16s。因此，每16s MCU只唤醒一次以检查白天操作模式条件是否仍然有效，以及是否应当给电池充电。

白天操作模式和夜间操作模式的确定

为了确定是在白天操作模式还是在夜间操作模式中操作，并且为了适当地切换到正确的操作模式，将MCU设置为监视周围环境的照明条件并且在适当时转换到适当的操作模式。在确定是在白天操作模式还是在夜间操作模式中操作时，使用100lux的示例性周围环境的照度作为用于从白天操作模式到夜间操作模式或者从夜间操作模式到白天操作模式的改变的转换阈值的标准。

监视周围环境条件并且确定是在白天操作模式还是在夜间操作模式中操作的MCU的示例性操作如下在图7的流程图和图8的表格中描述。

（a）对在太阳能电池板的输出端的电压V_s进行采样。然后将该电压值与校准的太阳能电池板输出电压进行比较，该校准的太阳能电池板输出电压是在分别针对100lux（V100Lux）和500lux（V500Lux）的照度的标准测试条件（STC）下预先测量的。该电压比较可以采用在电压比较器处的差分输入的形式或者通过软件来进行。由于在此过程期间要消耗能量，所以进行比较应当不频繁并且不损害装置使用者的安全和便利。

（b）比较瞬间测量的太阳能电池板输出电压V_s和V_100Lux。在此情况下，采用100lux作为进入“黑暗”的参考照度阈值。如果当道钉处于LED截止或不发光条件下的白天操作模式时V_s<V_100Lux，则假定周围环境黑暗并且需要将LED开启以向驾驶员提供照明引导。当这种情况出现时，将命令信号发送到MCU来开启向LED提供PWM脉冲。如果在LED已经导通时V_s<V_100Lux，则周围环境仍然黑暗并且自控太阳能装置需要继续开启。如果在LED断开时V_s>V_100Lux，则初始假设是周围环境足够明亮并且光源不需要开启。另一方面，如果在LED导通时V_s>V_100Lux，则LED不会立即断开，这是因为瞬态现象可以引起瞬时比较高的读数，该瞬态现象的示例为路过的车辆的前灯照到了太阳能道钉上。为了确认所检测到的照度的提高不是由于瞬态现象引起的，将对太阳能电池板输出电压进行多（N）次重复采样，以确认已出现比较明亮的天空或黎明已经到来，或者阳光已经取代了阴天。图8的表格中示出了逻辑状态表，其中N1和N2是整数。N1和N2是用户指定的采样循环周期数，其可以被看作为了减少由于瞬态现象而引起的错误指示的软件延迟或过滤方法。例如，第1个逻辑状态指的是在黑暗时开启LED的情况。然而，在采样循环期间，在太阳能供电道钉的情况下，车辆可能碰巧从道钉上经过，这导致了道钉从明亮的周围环境中被暂时遮蔽，从而引起错误的警告。因此，在接通LED之前确保进入此逻辑状态若干次有助于防止车辆遮蔽效果。类似地，使用带有N2个回路循环的第4个逻辑状态以避免由于来自路过车辆的前灯的假信号而不是由于明亮的天空而断开LED。

电池充电方法

为了延长电池寿命并且由于可再充电电池的寿命在很大程度上依赖于充电和放电循环数，将MCU构造为使用图7描述的方法和图9的逻辑表给电池充电，说明如下。

1、除非电池容量低于额定容量的50%才给电池充电，选择50%容量的阈值以允许例如10天的操作，以及

2、除非在一段持续时间内太阳能电池板的输出超过了500lux的晴天阈值（该段持续时间超过了与太阳能电池板输出的重复采样数N3相对应的预定时间），才给电池充电。阈值照度和预定持续时间很可能是指示晴天的可靠因素，以减少（缩短寿命的）短充电的循环次数。

当给电池充电时，将其充电到额定容量的大约90-95%以确保电池不会被过度充电而缩短电池寿命。

虽然参照了上述示例对本发明的多个实施例进行了说明，但是这些实施例是用于描述本发明的非限制性示例，而不应当被解释为对本发明范围的限定。例如，虽然参照了白天操作模式和夜间操作模式来说明了实施例，应当意识到，术语“白天”和“夜间”只是简略的表达方法，并且不限于表示白天时间和夜间时间。例如，在有浓雾时期期间的白天时间，可以启动“夜间操作模式”。此外，用于夜间操作和白天操作的100lux和500lux的照度的选择只是示例性的，并且可以用其它适当的照度来替换而不失去一般性。此外，基于经验选择了占空比、睡眠时间、唤醒时间、启动电池充电的50%容量的阈值以及其它参数，可以适当地调整或改变这些参数而不失去一般性。此外，虽然参照了带有太阳能充电的电池供电道钉来描述本发明，但是应该意识到，在细节上作必要改动之后，本发明和上述实施例也适用于其它电池供电装置，例如，带有或者不带有太阳能充电的密封电池供电装置，而不失去一般性。

Claims

1.一种电池供电装置，其包括：

微控制器，

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，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。

2.根据权利要求1所述的电池供电装置，其中，将所述微控制器构造为在不同操作模式中操作道钉，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/或所述占空比。

3.根据权利要求2所述的电池供电装置，其中，所述不同操作模式包括发光模式和休眠模式，在所述发光模式期间，操作所述光源以发光，而在所述休眠模式期间，所述光源不发光。

4.根据在前权利要求中任何一项所述的电池供电装置，其中，将所述微控制器构造为通过一串脉宽调制脉冲来操作所述光源。

5.根据在前权利要求中任何一项所述的电池供电装置，其中，所述功率脉冲的频率在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。

6.根据在前权利要求中任何一项所述的电池供电装置，其中，所述通电周期的持续时间和所述断电周期的持续时间之间的比率小于20%，优选小于10%，更优选等于或低于5%。

7.一种电池供电装置，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，并且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，所述操作模式包括发光模式和休眠模式，在所述发光模式期间，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。

8.根据权利要求7所述的电池供电装置，其中，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，在所述发光模式时比较短。

9.一种电池供电装置，其包括：

微控制器，

可再充电电池，

太阳能电池板，其用于给所述可再充电电池充电，以及

光源；

其中，将所述微控制器构造为当在预定持续时间内所述太阳能电池板的输出电平高于预定阈值时关闭所述光源，当在预定持续时间内所述太阳能电池板的输出电平低于所述预定阈值时打开所述光源。

10.根据权利要求9所述的电池供电装置，其中，所述预定持续时间与通常瞬态事件的持续时间相对应，并且在所述预定持续时间期间对所述太阳能电池板的输出电平进行重复采样以减轻瞬态影响。

11.根据权利要求9或10所述的电池供电装置，其中，用于确定打开或关闭所述光源的所述通常瞬态事件的持续时间分别对应于瞬态变暗事件和瞬态变亮事件。

12.根据权利要求9到10中任何一项所述的电池供电装置，其中，将所述微控制器构造为当在第一预定持续时间内所述太阳能电池板的输出电平低于预定阈值时打开所述光源，所述预定持续时间比瞬态变暗事件长，并且当在超过了瞬态变亮事件的预定持续时间内所述太阳能电池板的输出电平高于所述预定阈值时关闭所述光源。

13.根据权利要求12所述的电池供电装置，其中，所述预定阈值与在所述太阳能电池板上的100勒克斯（lux）的照度相对应。

14.根据权利要求9到13中任何一项所述的电池供电装置，其中，将所述微控制器构造为重复进行采样以确定在预定持续时间内所述太阳能电池板的输出电平是否高于或低于所述预定阈值。

15.根据权利要求9到14中任何一项所述的电池供电装置，其中，将所述微控制器构造为当在预定持续时间内所述太阳能电池板的输出电平高于所述预定阈值时关闭所述光源，并且当在预定持续时间内所述太阳能电池板的输出电平低于所述预定阈值时打开所述光源。

16.一种电池供电装置，其包括：

微控制器，

可再充电电池，

太阳能电池板，其用于给所述可再充电电池充电，以及

光源；

其中，将所述微控制器构造为根据所述电池的容量是低于还是高于预定电池容量以及在预定时间内所述太阳能电池板的输出是否超过预定太阳能输出阈值来开始或不开始给所述电池充电。

17.根据权利要求16所述的电池供电装置，其中，所述预定电池容量为额定电池容量的50%。

18.根据权利要求16或17所述的电池供电装置，其中，所述预定太阳能输出阈值与所述太阳能电池板上的500勒克斯(lux）的照度相对应。

19.根据权利要求16到18中任何一项所述的电池供电装置，其中，将所述微控制器构造为在所述可再充电电池的瞬时容量超过预定电池容量时停止或切断对所述电池的充电。

20.根据权利要求16到19中任何一项所述的电池供电装置，其中，所述道钉包括用于确定所述可再充电电池的瞬时容量水平的库仑计数器。

21.根据权利要求16到20中任何一项所述的电池供电装置，其中，将所述微控制器构造为通过所述太阳能电池板来控制对所述电池的充电以及操作所述电池以向所述光源提供能量。

22.根据在前权利要求中任何一项所述的电池供电装置，其中，所述光源包括发光二极管光源。

23.根据在前权利要求中任何一项所述的电池供电装置，其中，所述装置是道钉。