一种高压芯片供电激活通讯系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压芯片供电激活通讯系统及其工作方法，其包括低压CPU单元U1、隔离通讯单元U2、第一通讯供电单元、第二通讯供电单元、隔离预供电单元U3、电源单元U5、供电转换单元U6、自供电单元、线性稳压单元U7、采集控制单元U4以及电池系统。本发明专利技术建立初期预供电激活高压采集芯片，通过SPI隔离通讯降低系统通讯成本，通过电源组合的方式，即满足模拟前端采集的供电，又满足模拟前端芯片对供电电压的时序和幅值的要求，同时为SPI隔离芯片供电，并且降低系统的输入电流，与市面上典型的模拟芯片输入电流持平(10mA)，减少系统发热量，提升系统寿命。系统寿命。系统寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高压芯片供电激活通讯系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及新能源BMS管理系统
，具体涉及一种高压芯片供电激活通讯系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车行业的快速发展，新能源汽车进行电池单体状态采集的方法越来越多，从早期的分立式方案到大众流行的模拟前端采样方案，部分模拟前端采样芯片设计功耗偏大，激活和通讯需要依据独立SPI转菊花链通讯的方案进行通讯，如图1所示为现有技术，该现有技术采用了ST的9963E的模拟芯片，但是该模拟芯片采用线性稳压方案，存在着发热量大，且工作电流大(40mA)的问题，且对产品实用过程造成了很大的温度应力，对电路周边器件提出了较高的温度适应要求，并且芯片唤醒需要采用专属的唤醒芯片。
[0003]与此同时，该现有技术还存在采用专属的通讯芯片U8进行通讯，芯片价格高；采用T1进行通讯隔离，T1成本高，传导辐射高；U4供电采用线性稳压方案，BAT电压范围最高达65V，芯片电流峰值40mA，Q3需选型大封装器件(耗散功率需大于2W)，且在密闭空间散发大量的热量，会拉动周围环境温度很大提升，提高对环境内其他器件的寿命要求等问题。
[0004]为了解决这个问题，我们设计了一种高压芯片供电激活通讯系统，从而解决了这个问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在上述技术问题，本专利技术提供一种高压芯片供电激活通讯系统及其工作方法，建立初期预供电激活高压采集芯片，通过SPI隔离通讯降低系统通讯成本，通过电源组合的方式，即满足模拟前端采集的供电，又满足模拟前端芯片对供电电压的时序和幅值的要求，同时为SPI隔离芯片供电，并且降低系统的输入电流，与市面上典型的模拟芯片输入电流持平(10mA)，减少系统发热量，提升系统寿命。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]一种高压芯片供电激活通讯系统，其包括低压CPU单元U1、隔离通讯单元U2、第一通讯供电单元、第二通讯供电单元、隔离预供电单元U3、电源单元U5、供电转换单元U6、自供电单元、线性稳压单元U7、采集控制单元U4以及电池系统；其中，
[0008]低压CPU单元U1，由低压电源进行供电，同步供电给所述隔离通讯单元U2的一侧，负责整个系统的管理和控制；
[0009]隔离通讯单元U2，所述隔离通讯单元U2为SPI通讯隔离器，所述采集控制单元U4未正式工作时，通过所述SPI通讯隔离器进行激活，激活后通过所述SPI通讯隔离器进行通讯；
[0010]隔离预供电单元U3，其内部的供电电流为I1，在采集控制单元U4首次上电前，激活后续电源单元U5，控制U5内部线性电源输出再经过供电转换单元U6通过所述隔离通讯单元U2的所述第二通讯供电单元进行供电；
[0011]采集控制单元U4，所述采集控制单元U4为高压区AFE(模拟前端)，一方面负责从所
述电池系统进行线性稳压，供给内部，逻辑；一方面接收来自所述隔离通讯单元U2的激活信号后，控制所述电源单元U5输出电源，经过所述线性稳压单元U7传送U4内部进行转换，用于温度采集和通讯供电，其内部的总供电电流为I4；
[0012]电源单元U5，从所述电池系统取电，其内部的总供电电流为I2，一方面接收来自所述隔离预供电单元U3的激活信号，一方面接收来自所述采集控制单元U4的使能信号，其工作后将电池电压转换为8V为所述线性稳压单元U7供电；
[0013]供电转换单元U6，其接收来自所述电源单元U5所传输的8V电压，一方面转换为6.2V电压所述采集控制单元U4供电，一方面为所述第二通讯供电供电，并后续为所述隔离通讯单元U2进行供电。
[0014]自供电单元，将所述电源单元U5的8V电压与内部VCC信号连接，提高所述电源单元U5的转换效率。
[0015]作为对上述技术方案的进一步阐述：
[0016]在上述技术方案中，所述采集控制单元U4、电源单元U5、所述线性稳压单元U7以及自供电单元形成高压芯片第一复制单元。
[0017]在上述技术方案中，还包括高压芯片第二复制单元以及高压芯片第三复制单元，所述高压芯片第一复制单元、高压芯片第二复制单元以及高压芯片第三复制单元三者之间通过ISOSPI进行激活。
[0018]在上述技术方案中，所述高压芯片第二复制单元包括采集控制单元U14、电源单元U15、所述线性稳压单元U17以及自供电单元，所述高压芯片第三复制单元包括采集控制单元U24、电源单元U25、所述线性稳压单元U27以及自供电单元。
[0019]基于上述的一种高压芯片供电激活通讯系统的工作方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)所述低压CPU单元U1上电，闭合所述隔离预供电单元U3，产生电流I1，输出6V信号激活所述电源单元U5；(2)所述电源单元U5通过自身线性稳压输出VCC信号7.3V，产生电流I2；(3)VCC信号通过所述供电转换单元输出给所述第二通讯供电单元；(4)所述第二通讯供电单元经过内部转换，转变为5V以下的电压给所述隔离通讯单元U2供电；(5)所述低压CPU单元U1通过所述隔离通讯单元U2输出激活信号，激活所述采集控制单元U4，产生电流I4；(6)所述采集控制单元U4输出使能性能供电所述电源单元U5；(7)所述电源单元U5主电源开始工作输出供电8V，并回馈内部线性稳压VCC，产生电流I2；(8)所述线性稳压单元U7同步开始工作，输出6.5V；(9)所述低压CPU单元U1断开所述通讯预供电单元U3，I1变为0V；(10)所述采集控制单元U4电源供电VCOM给通讯供电所述隔离通讯单元U2；(11)所述供电转换单元U6进入停止工作状态；(12)高压芯片供电激活通讯系统上电完成，进行正常通讯。
[0020]在上述技术方案中，在步骤(5)中，所述采集控制单元U4通过ISOSPI激活所述采集控制单元U14，所述采集控制单元U14输出使能信号激活所述电源单元U15，所述电源单元U15通过自身线性稳压输出VCC信号7.3V给予所述线性稳压单元U17，降压后提供所述采集控制单元U14，3ms后所述电源单元U15的主电源开始工作，输出8V自供电给VCC，内部线性稳压停止，所述采集控制单元U14开始进入工作模式。
[0021]在上述技术方案中，在步骤(5)中，所述采集控制单元U14通过ISOSPI激活所述采集控制单元U24，所述采集控制单元U24输出使能信号激活所述电源单元U25，所述电源单元U25通过自身线性稳压输出VCC信号7.3V给予所述线性稳压单元U27，降压后提供所述采集
控制单元U24，3ms后所述电源单元U25的主电源开始工作，输出8V自供电给VCC，内部线性稳压停止，所述采集控制单元U24开始进入工作模式。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]本专利技术设计合理，本专利技术公开了一种高压芯片供电激活通讯系统，其具有以下优点：建立初期预供电激活高压采集芯片，通过SPI隔离通讯降低系统通讯成本，通过电源组合的方式，即满足模拟前端采集的供电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压芯片供电激活通讯系统，其特征在于，其包括低压CPU单元U1、隔离通讯单元U2、第一通讯供电单元、第二通讯供电单元、隔离预供电单元U3、电源单元U5、供电转换单元U6、自供电单元、线性稳压单元U7、采集控制单元U4以及电池系统；其中，低压CPU单元U1，由低压电源进行供电，同步供电给所述隔离通讯单元U2的一侧，负责整个系统的管理和控制；隔离通讯单元U2，所述隔离通讯单元U2为SPI通讯隔离器，所述采集控制单元U4未正式工作时，通过所述SPI通讯隔离器进行激活，激活后通过所述SPI通讯隔离器进行通讯；隔离预供电单元U3，其内部的供电电流为I1，在采集控制单元U4首次上电前，激活后续电源单元U5，控制U5内部线性电源输出再经过供电转换单元U6通过所述隔离通讯单元U2的所述第二通讯供电单元进行供电；采集控制单元U4，所述采集控制单元U4为高压区AFE(模拟前端)，一方面负责从所述电池系统进行线性稳压，供给内部，逻辑；一方面接收来自所述隔离通讯单元U2的激活信号后，控制所述电源单元U5输出电源，经过所述线性稳压单元U7传送U4内部进行转换，用于温度采集和通讯供电，其内部的总供电电流为I4；电源单元U5，从所述电池系统取电，其内部的总供电电流为I2，一方面接收来自所述隔离预供电单元U3的激活信号，一方面接收来自所述采集控制单元U4的使能信号，其工作后将电池电压转换为8V为所述线性稳压单元U7供电；供电转换单元U6，其接收来自所述电源单元U5所传输的8V电压，一方面转换为6.2V电压所述采集控制单元U4供电，一方面为所述第二通讯供电供电，并后续为所述隔离通讯单元U2进行供电。自供电单元，将所述电源单元U5的8V电压与内部VCC信号连接，提高所述电源单元U5的转换效率。2.权利要求1所述的一种高压芯片供电激活通讯系统，其特征在于，所述采集控制单元U4、电源单元U5、所述线性稳压单元U7以及自供电单元形成高压芯片第一复制单元。3.权利要求2所述的一种高压芯片供电激活通讯系统，其特征在于，还包括高压芯片第二复制单元以及高压芯片第三复制单元，所述高压芯片第一复制单元、高压芯片第二复制单元以及高压芯片第三复制单元三者之间通过ISOSPI进行激活。4.权利要求2所述的一种高压芯片供电激活通讯系统，其特征在于，所述高压芯片第二复制单元包括采集控制单元U14、电源单元U15、所述线性稳压单元U17以及自供电单元，所述高压芯片第三复...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，张泱渊，苏亮钦，
申请(专利权)人：深圳市科列技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：