CN113437989B - 一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器及工作方法，所述数据接受发送单元包括线路驱动接口单元、外部端口；所述电源管理单元包括整流模块、二极管D1、二极管D2、滤波电容、负载电阻、低压锁定模块、电源管理模块、高频时钟发生器；电池收发器接收上位机发送的全“1”数据，输出低于V1的电压，再经过滤波电容和负载电阻后产生电压Vdd；电源管理模块启动先产生电压给高频时钟发生器，产生高频时钟控制升压电路工作，升压电路工作输出高于V1的电压V2；电源管理模块产生电压给线路驱动接口单元供电，线路驱动接口单元正常工作；线路驱动接口单元通过外部端口向下一级电池收发器发送全“1”数据。使得在低压单体电池或者低功耗的应用得以实现，待机功耗极低。

Description

一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器及工作方法
技术领域
本发明涉及电池收发器技术领域，特别涉及一种支持零待机功耗的电池收发器及工作方法。
背景技术
在单体电池的应用中，由于单体电芯的电压低，即使在传统的钴系锂电池也有较低电压的工作状态，要在较低的电压状态要正常工作要么电路设计难度和成本提高，或者静态功耗很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器及工作方法，使得在低压单体电池的应用得以实现，且待机功耗极低。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
本发明提供了一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器，包括数据接收 发送单元及电源管理单元；
所述数据接收 发送单元包括线路驱动接口单元、外部端口；
所述电源管理单元包括整流模块、二极管D1、二极管D2、滤波电容、负载电阻、低压锁定模块、电源管理模块、高频时钟发生器；
电池收发器接收上位机发送的全“1”数据，经整流模块产生电压V1、经二极管D1输出低于 V1的电压，再经过滤波电容和负载电阻后产生电压Vdd；
低压锁定模块检测到电压Vdd上升放开电路锁定，电池收发器内部偏置电路启动；
电源管理模块启动先产生电压给高频时钟发生器，产生高频时钟控制升压电路工作，升压电路工作产生高于V1的电压V2，经二极管D2输出；
电源管理模块产生电压给线路驱动接口单元供电，线路驱动接口单元正常工作，用于接收和发送数据；
电源管理工作正常后，线路驱动接口单元通过外部端口向下一级电池收发器发送全“1”数据。
进一步地，所述电池收发器还包括电池信息采集单元，所述电池信息采集单元包括电池信息采集通道选通器、高精度ADC、滤波器、存储单元；
所述电池信息采集通道选通器用于采集电池信息；
所述高精度ADC、滤波器用于对所述电池信息采集通道选通器采集的电池信息进行处理；
所述存储单元用于存储所述高精度ADC、滤波器处理的电池信息以及***级联前级发送的数据。
进一步地，所述电源管理模块能够产生3.3V电压或5V电压。
本发明提供了一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器的工作方法，所述工作方法包括：
***关闭时，电池收发器不工作；
***启动时，前级电池收发器接收上位机发送的全“1”数据，经整流模块输出电压V1、经二极管D1后输出低于V1的电压，再经过滤波电容和负载电阻后产生电压Vdd；
低压锁定模块检测到电压Vdd上升高于某个阈值放开电路锁定，电池收发器内部偏置电路启动；
电源管理模块启动先产生电压给高频时钟发生器，产生高频时钟控制升压电路工作，升压电路工作产生高于V1的电压V2，经二极管D2输出；
电源管理模块产生电压给线路驱动接口单元供电，线路驱动接口单元正常工作，接收和发送数据；
电源管理模块工作正常后，线路驱动接口单元通过外部端口向下一级电池收发器发送全“1”数据；
当上位机接收到全“1”的数据时，判定数据链路中的电池收发器单元都已正常启动，上位机开始通过隔离收发器发送命令和数据，不再发送全“1”数据；
当电池收发器设定时间没有收到全“1”数据时，自动关闭工作模块，进入低功耗模式。
进一步地，所述上位机包括上位机模块和一个支持隔离通讯的收发器，所述上位机模块选用单片机或专用芯片或可编程器件。
本发明的有益效果：
使得在低压单体电池的应用得以实现，且待机功耗极低。
附图说明
图1为根据本发明实施例提供的一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器的***架构图；
图2为根据本发明实施例提供的一种支持零待机功耗或低电压的单体电池收发器的电路原理图；
图3为根据本发明实施例提供的一种支持零待机功耗或低电压的多电芯串联的电池收发器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
参照图1、图2、图3，本实施例提出了一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器，包括电池信息采集单元、数据接收发送单元及电源管理单元；
所述电池信息采集单元包括电池信息采集通道选通器、高精度ADC、滤波器、存储单元；所述电池信息采集通道选通器用于采集电池信息；所述高精度ADC、滤波器用于对所述电池信息采集通道选通器采集的电池信息进行处理；所述存储单元用于存储所述高精度ADC、滤波器处理的电池信息。
所述数据接收发送单元包括线路驱动接口单元、外部端口IsoRx，Tx；所述外部端口IsoRx，Tx用于接收部分的阻抗匹配电阻及隔离电容；所述线路驱动接口单元用于电池收发器间的级联连接。
所述电源管理单元包括整流模块、二极管D1、二极管D2、滤波电容、负载电阻、低压锁定模块、电源管理模块、高频时钟发生器；电池收发器接收上位机发送的数据，经整流模块产生电压V1、经二极管D1输出，再经过滤波电容和负载电阻后产生电压Vdd；低压锁定模块检测到电压Vdd上升放开电路锁定，电池收发器内部偏置电路启动，电源管理模块启动先产生3.3V电压给高频时钟发生器，产生高频时钟控制升压电路工作，升压电路工作产生电压V2，经二极管D2输出；升压电路稳定工作，电源管理模块产生5V+电压给线路驱动接口单元供电，线路驱动接口单元正常工作，用于接收 和发送数据。
本实施例提出了一种支持零待机功耗或低电压的级联电池收发器的工作方法包括：
***关闭时，电池收发器所有的模块不工作，没有功耗；
***启动时，前级电池收发器接收上位机发送的数据全“1”，经整流模块、二极管D1输出低于V1的电压，再经过滤波电容和负载电阻后产生电压Vdd；
低压锁定模块检测到电压Vdd上升放开电路锁定，电池收发器内部偏置电路启动；
电源管理模块启动先产生电压给高频时钟发生器，产生高频时钟控制升压电路工作，升压电路工作经二极管D2输出高于V1的电压V2；
升压电路稳定工作，电源管理模块产生电压给线路驱动接口单元供电，线路驱动接口单元正常工作，用于接收 和发送数据；
同时s1“on”,Rx接收 数据，通过Tx向下一级电池收发器发送数据全“1”；
当上位机接收到全“1“的数据时，判定数据链路中的电池收发器单元都已正常启动，上位机开始通过隔离收发器发送命令和数据，而不再发送全”1“数据。
当电池收发器设定时间没有收到数据时，自动关闭工作模块，进入低功耗模式
偏置电路可以用电芯的电压，如果单节电芯电压很低的情况下，可以切换到Vdd的电压上。
上位机发送数据的方法包括上位机开机，通过隔离通讯收发器发送全“1”数据，数据格式为交替反转码或者直流分量为0的编码形式。
上位机包括上位机模块和一个支持隔离通讯的收发器，所述上位机模块选用单片机或专用芯片或可编程器件。
高频时钟发生器产生高频时钟，可以是晶振，或者RC震荡器，以及可能的PLL锁相环的倍频，产生DCDC/电荷泵所需的单相或者多相时钟。
D1/D2为单线二极管“或”的功能，即Vdd用v1和v2较高的电压作为工作电压，D1直接去掉，D2和整流器直接“或”；
开关S1在***启动时处于“off”状态，匹配阻抗不工作，由滤波电容、负载电阻作为前级收发器的“负载”；
均衡电阻Rb连接在Vdd上，而不是连载电池两端上，具有更大的均衡电流。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器，其特征在于，包括数据接收 发送单元及电源管理单元；
所述数据接收 发送单元包括线路驱动接口单元、外部端口；
所述电源管理单元包括整流模块、二极管D1、二极管D2、滤波电容、负载电阻、低压锁定模块、电源管理模块、高频时钟发生器；
电池收发器接收上位机发送的全“1”数据，所述全“1”数据的数据格式为交替反转码或者直流分量为0的编码形式，经整流模块输出电压V1、经二极管D1后输出低于V1的电压，再经过滤波电容和负载电阻后产生电压Vdd；
低压锁定模块检测到电压Vdd上升高于某个阈值放开电路锁定，电池收发器内部偏置电路启动；
电源管理模块启动先产生电压给高频时钟发生器，产生高频时钟控制升压电路工作，升压电路工作产生高于V1的电压V2，经二极管D2输出；
电源管理模块产生电压给线路驱动接口单元供电，线路驱动接口单元正常工作，用于接收 和发送数据；
电源管理模块工作正常后，线路驱动接口单元通过外部端口向下一级电池收发器发送全“1”数据。
2.根据权利要求1所述的一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器，其特征在于，所述电池收发器还包括电池信息采集单元，所述电池信息采集单元包括电池信息采集通道选通器、高精度ADC、滤波器、存储单元；
所述电池信息采集通道选通器用于采集电池信息；
所述高精度ADC、滤波器用于对所述电池信息采集通道选通器采集的电池信息进行处理；
所述存储单元用于存储所述高精度ADC、滤波器处理的电池信息以及***级联前级发送的数据。
3.根据权利要求1或2所述的一种支持零待机功耗或低电压的电池收发器，其特征在于，所述电源管理模块能够产生3.3V电压或5V电压。
4.一种支持零待机功耗或低电压的级联电池收发器的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括：
***关闭时，电池收发器不工作；
***启动时，前级电池收发器接收上位机发送的全“1”数据，所述全“1”数据的数据格式为交替反转码或者直流分量为0的编码形式，经整流模块输出电压V1、经二极管D1后输出低于V1的电压，再经过滤波电容和负载电阻后产生电压Vdd；
低压锁定模块检测到电压Vdd上升高于某个阈值放开电路锁定，电池收发器内部偏置电路启动；
电源管理模块启动先产生电压给高频时钟发生器，产生高频时钟控制升压电路工作，升压电路工作产生高于V1的电压V2，经二极管D2输出；
电源管理模块产生电压给线路驱动接口单元供电，线路驱动接口单元正常工作，接收和发送数据；
电源管理模块工作正常后，线路驱动接口单元通过外部端口向下一级电池收发器发送全“1”数据；
当上位机接收到全“1”的数据时，判定数据链路中的电池收发器单元都已正常启动，上位机开始通过隔离收发器发送命令和数据，不再发送全“1”数据；
当电池收发器设定时间没有收到全“1”数据时，自动关闭工作模块，进入低功耗模式。
5.根据权利要求4所述的一种支持零待机功耗或低电压的级联电池收发器的工作方法，其特征在于，所述上位机包括上位机模块和一个支持隔离通讯的收发器，所述上位机模块选用单片机或专用芯片或可编程器件。
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