用于电池监测的双绞线通讯接口芯片及其传输系统技术方案

本发明专利技术涉及大容量电池监测技术领域，具体涉及一种用于电池监测的双绞线通讯接口芯片及其传输系统，包括双绞线接口电路、SPI接口电路和数字主控模块，双绞线接口电路采用“平衡”差分双绞线，使得两条线上的噪声大致相同，保证了差模信号相对不受影响，而采取交流隔离的方式又抑制了共模噪声，可以实现几百伏的隔离；将SPI类型信息编码成绞线类型数据进行传输，避免四路隔离通道，保证信号在外界干扰较大时仍然能安全可靠的跨电压域传输；从而实现将SPI接口与双绞线接口相互转换，具有更高的安全性和抗干扰性，并简化连线，同时也可以应用于其他使用SPI协议的监控设备。用于其他使用SPI协议的监控设备。用于其他使用SPI协议的监控设备。

【技术实现步骤摘要】
用于电池监测的双绞线通讯接口芯片及其传输系统


[0001]本专利技术涉及大容量电池监测
，具体涉及一种用于电池监测的双绞线通讯接口芯片及其传输系统。

技术介绍

[0002]在仪器仪表、电机系统、远程传感器等大型设备中，为保证其安全性和可靠性，主控制器与从控制器的通讯至关重要。
[0003]随着电池管理系统在能源领域的兴起，其中多个电池管理模块的级联更需要安全、准确的通讯，才能让主控制器针对电池状态做出正确处理。在连接时，所有数据都需要由通信接口传输，包括控制命令、电池电压、温度以及电池状态等，这些信息的准确性直接影响了主控制器MCU对电池管理模块BMIC的判断。
[0004]现有基于SPI通信协议的四线传输方式虽然能够实现主控制器对于电池管理模块检测管理，但还存在以下问题：1、抗干扰能力弱：如图1所示，现有的微控制器基于SPI通信协议的四线传输方式与电池管理模块BMIC通讯，加之电池管理模块长期工作在大量的电磁干扰EMI环境中，而基于SPI通信协议的四线传输方式抗干扰能力弱，会受到大量干扰，并随着线缆的增长造成衰减，使得数据传输出现错误。
[0005]2、缺少隔离：随着电池管理系统在能源领域的兴起，其中多个电池管理模块的级联更需要安全准确的通讯。而级联链中电池管理模块的供电电压域不同，缺少相应的隔离，这会导致一些非通路器件受高电压的影响而毁坏，甚至产生短路故障。
[0006]因此，一款抗干扰能力强，能够正确传输信息的通讯接口芯片对精准检测产品的状态乃至整个系统的广泛应用至关重要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种用于电池监测的双绞线通讯接口芯片及其传输系统，解决现有技术中主控制器对于对待监测的电池管理模块的通讯存在抗干扰能力弱的技术问题。
[0008]本专利技术解决上述技术问题的方案：一种用于电池监测的双绞线通讯接口芯片，其特征在于，包括：双绞线接口电路：用于接收并传输双绞线类型数据；双绞线类型数据包括双绞线数据采集指令或者双绞线反馈数据；SPI接口电路：用于连接电池管理模块或者微控制器，接收或者传输SPI类型信息，所述SPI类型信息包括SPI反馈数据或者SPI数据采集指令；和数字主控模块：用于通过外部引脚决定所属接口芯片为主接口芯片或者从接口芯片；用于接收SPI类型信息；将SPI类型信息编码为双绞线类型数据进行传输；用于接收双绞
线类型数据；将双绞线类型数据解码为SPI类型信息进行传输。
[0009]进一步限定，所述数字主控模块包括主单元、从单元和选通单元；当所属接口芯片为主接口芯片时：所述主单元用于接收SPI数据采集指令编码为双绞线SPI数据采集指令；接收双绞线反馈数据解码为SPI反馈数据；从单元非导通；当所属接口芯片为从接口芯片时：所述从单元用于接收SPI反馈数据编码为双绞线反馈数据；接收双绞线数据采集指令解码为SPI数据采集指令；主单元非导通；选通单元：用于根据外部输入信号选择主单元导通或者从单元导通。
[0010]进一步限定，所述主单元包括主片选使能编/解码模块和主数据编/解码模块；所述主片选使能编/解码模块用于对SPI类型信息中的片选使能信号和双绞线类型数据中的片选使能信号进行编/解码；所述主数据编/解码模块用于SPI类型信息中的串行时钟信号与串行数据信号和双绞线类型数据中的串行时钟信号与串行数据信号进行编/解码。
[0011]进一步限定，所述从单元包括从片选使能编/解码模块和从数据编/解码模块；所述从片选使能编/解码模块用于对SPI类型信息中的片选使能信号和双绞线类型数据中的片选使能信号进行编/解码；所述从数据编/解码模块用于对SPI类型信息中的串行时钟信号与串行数据信号和双绞线类型数据中的串行时钟信号与串行数据信号进行编/解码。
[0012]进一步限定，所述主单元还包括用于对双绞线类型数据和SPI类型信息进行存储的主存储单元；所述从单元还包括用于对双绞线类型数据和SPI类型信息进行存储的从存储单元。
[0013]进一步限定，所述主数据编/解码模块和从数据编/解码模块均为曼彻斯特编/解码模块。
[0014]一种基于上述用于电池监测的双绞线通讯接口芯片的传输系统，其特征在于，包括微控制器、主接口芯片、第一从接口芯片和第一电池管理模块；所述微控制器：用于向主接口芯片发送SPI数据采集指令；接收主接口芯片发送的SPI反馈数据；所述主接口芯片：用于接收微控制器发送的SPI数据采集指令，将SPI数据采集指令编码后形成双绞线数据采集指令发送给第一从接口芯片；接收第一从接口芯片发送的双绞线反馈数据并进行解码形成SPI反馈数据；将SPI反馈数据发送给微控制器；所述第一从接口芯片：用于接收主接口芯片发送的双绞线数据采集指令，对双绞线数据采集指令解码为SPI数据采集指令并发送给第一电池管理模块；接收第一电池管理模块发送的SPI反馈数据并编码形成双绞线反馈数据发送给主接口芯片；所述第一电池管理模块：用于接收第一从接口芯片发送的SPI数据采集指令进行数据采集得到SPI反馈数据；将SPI反馈数据发送给第一从接口芯片。
[0015]进一步限定，所述第一电池管理模块内设置有菊花链接口，从接口芯片级联多个电池管理模块，相邻两个所述电池管理模块之间通过菊花链接口连接。
[0016]一种基于上述用于电池监测的双绞线通讯接口芯片的传输系统，其特征在于，包括微控制器、主接口芯片、第一从接口芯片、第一电池管理模块、n个从接口芯片以及n个电池管理模块，n大于1的自然数；所述微控制器：用于向主接口芯片发送SPI数据采集指令；接收主接口芯片发送的SPI反馈数据；所述主接口芯片：用于接收微控制器发送的SPI数据采集指令，将SPI数据采集指令编码后形成双绞线数据采集指令发送给第一从接口芯片以及n个所述从接口芯片；接收第一从接口芯片及n个从接口芯片分别发送的双绞线反馈数据并进行解码形成SPI反馈数据；将SPI反馈数据发送给微控制器；所述第一从接口芯片：用于接收主接口芯片发送的双绞线数据采集指令，并对双绞线数据采集指令解码后以SPI数据采集指令发送给第一电池管理模块；接收第一电池管理模块发送的SPI反馈数据并编码形成双绞线反馈数据发送给主接口芯片；所述第一电池管理模块：用于接收第一从接口芯片发送的SPI数据采集指令进行数据采集得到SPI反馈数据；将SPI反馈数据发送给第一从接口芯片；所述从接口芯片：分别用于接收主接口芯片发送的双绞线数据采集指令，并对双绞线数据采集指令解码后以SPI数据采集指令发送给对应的电池管理模块；接收对应电池管理模块分别发送的SPI反馈数据并编码形成双绞线反馈数据发送给主接口芯片；所述电池管理模块：用于接收对应从接口芯片发送的SPI数据采集指令进行数据采集得到SPI反馈数据；将SPI反馈数据发送给对应的从接口芯片。
[0017]一种基于上述用于电池监测的双绞线通讯接口芯片的传输系统，其特征在于，包括微控制器、主接口芯片以及多个级联的电池管理模块；多个级联的所述电池管理模块均内置有菊花链接口，多个级联的电池管理模块通过菊花本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池监测的双绞线通讯接口芯片，其特征在于，包括：双绞线接口电路：用于接收并传输双绞线类型数据；双绞线类型数据包括双绞线数据采集指令或者双绞线反馈数据；SPI接口电路：用于连接电池管理模块或者微控制器，接收或者传输SPI类型信息，所述SPI类型信息包括SPI反馈数据或者SPI数据采集指令；和数字主控模块：用于通过外部引脚决定所属接口芯片为主接口芯片或者从接口芯片；用于接收SPI类型信息；将SPI类型信息编码为双绞线类型数据进行传输；用于接收双绞线类型数据；将双绞线类型数据解码为SPI类型信息进行传输。2.根据权利要求1所述的用于电池监测的双绞线通讯接口芯片，其特征在于，所述数字主控模块包括主单元、从单元和选通单元；当所属接口芯片为主接口芯片时：所述主单元用于接收SPI数据采集指令编码为双绞线SPI数据采集指令；接收双绞线反馈数据解码为SPI反馈数据；从单元非导通；当所属接口芯片为从接口芯片时：所述从单元用于接收SPI反馈数据编码为双绞线反馈数据；接收双绞线数据采集指令解码为SPI数据采集指令；主单元非导通；选通单元：用于根据外部输入信号选择主单元导通或者从单元导通。3.根据权利要求2所述的用于电池监测的双绞线通讯接口芯片，其特征在于，所述主单元包括主片选使能编/解码模块和主数据编/解码模块；所述主片选使能编/解码模块用于对SPI类型信息中的片选使能信号和双绞线类型数据中的片选使能信号进行编/解码；所述主数据编/解码模块用于SPI类型信息中的串行时钟信号与串行数据信号和双绞线类型数据中的串行时钟信号与串行数据信号进行编/解码。4.根据权利要求3所述的用于电池监测的双绞线通讯接口芯片，其特征在于，所述从单元包括从片选使能编/解码模块和从数据编/解码模块；所述从片选使能编/解码模块用于对SPI类型信息中的片选使能信号和双绞线类型数据中的片选使能信号进行编/解码；所述从数据编/解码模块用于对SPI类型信息中的串行时钟信号与串行数据信号和双绞线类型数据中的串行时钟信号与串行数据信号进行编/解码。5.根据权利要求4所述的用于电池监测的双绞线通讯接口芯片，其特征在于，所述主单元还包括用于对双绞线类型数据和SPI类型信息进行存储的主存储单元；所述从单元还包括用于对双绞线类型数据和SPI类型信息进行存储的从存储单元。6.根据权利要求5所述的用于电池监测的双绞线通讯接口芯片，其特征在于，所述主数据编/解码模块和从数据编/解码模块均为曼彻斯特编/解码模块。7.一种基于权利要求1
‑
6之任一用于电池监测的双绞线通讯接口芯片的传输系统，其特征在于，包括微控制器、主接口芯片、第一从接口芯片和第一电池管理模块；所述微控制器：用于向主接口芯片发送SPI数据采集指令；接收主接口芯片发送的SPI反馈数据；
所述主接口芯片：用于接收微控制器发送的SPI数据采集指令，将SPI数据采集指令编码后形成双绞线数据采集指令发送给第一从接口芯片；接收第一从接口芯片发送的双绞线反馈数据并进行解码形成SPI反馈数据；将SPI反馈数据发送给微控制器；所述第一从接口芯片：用...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩学婧，张启东，
申请(专利权)人：西安矽源半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：