带隔离的通讯唤醒电路、电池管理系统和电池的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术领域，更具体地说，涉及一种带隔离的通讯唤醒电路、电池管理系统和电池。


背景技术：

2.在现有的电池管理系统(即bms系统)中，常用的通讯唤醒方案为光耦隔离模块，通过采用光耦隔离模块以达到将系统从休眠状态返回工作状态。然而，光耦工作的电流比较大，一般是毫安级别，因此，对主机端通讯的驱动能力要求比较高，若主机端通讯驱动能力较弱的时候，bms系统无法被唤醒，bms系统无法正常工作，影响产品的正常使用。
3.为解决该问题，现有的常用方法是提高主机端通讯的驱动能力，但是该方法会导致主机端的功能升高。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种带隔离的通讯唤醒电路、电池管理系统和电池。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种带隔离的通讯唤醒电路，包括：隔离模块、差分放大模块以及减法运算模块；
6.所述隔离模块的输入端接收外部输入的唤醒驱动信号，所述隔离模块的输出端连接所述差分放大模块的输入端，所述差分放大模块的输出端连接所述减法运算模块的输入端，所述减法运算模块的输出端输出唤醒信号；
7.所述隔离模块用于对所述唤醒驱动信号进行隔离处理后，传送至所述差分放大模块；所述差分放大模块对所述隔离模块传送的唤醒驱动信号进行差分放大处理后，输出差分放大信号至所述减法运算模块，所述减法运算模块对所述差分放大信号进行减法运算处理后，输出所述唤醒信号。
8.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，还包括：电压跟随模块；
9.所述电压跟随模块的输入端与所述减法运算模块的输出端连接，所述电压跟随模块的输出端连接主处理器。
10.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，还包括：设置在所述隔离模块的输出端与所述差分放大模块的输入端之间的信号检测模块；
11.所述信号检测模块用于对所述隔离模块输出的唤醒驱动信号进行检测并传送至所述差分放大模块。
12.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，所述隔离模块包括：电容隔离模块。
13.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，所述差分放大模块包括：第一差分信号放大单元和第二差分信号放大单元；
14.所述第一差分信号放大单元的输入端连接所述信号检测模块的第一输出端，所述
第一差分信号放大单元的输出端连接所述减法运算模块的第一输入端；
15.所述第二差分信号放大单元的输入端连接所述信号检测模块的第二输出端，所述第二差分信号放大单元的输出端连接所述减法运算模块的第二输入端。
16.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，所述唤醒驱动信号包括：第一驱动信号和第二驱动信号；所述电容隔离模块包括：第一电容、第二电容、第三电容和第四电容；
17.所述第一电容的输入端接收所述第一驱动信号，所述第一电容的输出端连接所述信号检测模块的第一输入端，所述第三电容与所述第一电容并联；
18.所述第二电容的输入端接收所述第二驱动信号，所述第二电容的输出端连接所述信号检测模块的第二输入端，所述第四电容与所述第二电容并联。
19.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，所述信号检测模块包括：第二电阻、第四电阻和第五电阻；
20.所述第四电阻的第一端与所述第二电阻的第二端连接、且所述第四电阻的第一端与所述第二电阻的第二端的连接端作为所述信号检测模块的第一输入端连接所述第一电容的输出端；
21.所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第二端连接、且所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第二端的连接端作为所述信号检测模块的第二输入端连接所述第二电容的输出端；
22.所述第二电阻的第一端作为所述信号检测模块的第一输出端连接所述第一差分信号放大单元的输入端，所述第五电阻的第一端作为所述信号检测模块的第二输出端连接所述第二差分信号放大单元的输入端。
23.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，所述第一差分信号放大单元包括：第一差分运算放大器和第九电阻；
24.所述第一差分运算放大器的正输入端接地，所述第一差分运算放大器的负输入端和所述第九电阻的第二端连接并连接至所述第二电阻的第一端；
25.所述第一差分运算放大器的接地端接地，所述第一差分运算放大器的供电端连接vcc，所述第一差分运算放大器的输出端连接所述第九电阻的第一端并连接至所述减法运算模块的第一输入端；
26.所述第一差分运算放大器的负输入端和所述第九电阻的第二端的连接端为所述第一差分信号放大单元的输入端，所述第一差分运算放大器的输出端和所述第九电阻的第一端的连接端为所述第一差分信号放大单元的输出端。
27.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，所述第二差分信号放大单元包括：第二差分运算放大器和第八电阻；
28.所述第二差分运算放大器的正输入端接地，所述第二差分运算放大器的负输入端和所述第八电阻的第二端连接并连接至所述第五电阻的第一端；
29.所述第二差分运算放大器的输出端连接所述第八电阻的第一端并连接至所述减法运算模块的第二输入端；
30.所述第二差分运算放大器的负输入端和所述第八电阻的第二端的连接端为所述第二差分信号放大单元的输入端，所述第二差分运算放大器的输出端和所述第八电阻的第
一端的连接端为所述第二差分信号放大单元的输出端。
31.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，所述减法运算模块包括：第一电阻、第三电阻、第六电阻、第七电阻和减法运算器；
32.所述第三电阻的第二端作为所述减法运算模块的第一输入端连接所述第一差分运算放大器的输出端和所述第九电阻的第一端的连接端，所述第三电阻的第一端连接所述减法运算器的负输入端，所述第一电阻并联在所述减法运算器的负输入端与输出端上；
33.所述第六电阻的第二端作为所述减法运算模块的第二输入端连接所述第二差分运算放大器的输出端和所述第八电阻的第一端的连接端，所述第六电阻的第一端连接所述第七电阻的第一端和所述减法运算器的正输入端，所述第七电阻的第二端接地，所述减法运算器的输出端作为所述减法运算模块的输出端连接所述电压跟随模块的输入端。
34.在本实用新型所述的带隔离的通讯唤醒电路中，所述电压跟随模块包括：电压跟随器；
35.所述电压跟随器的负输入端与其输出端连接，所述电压跟随器的正输入端作为所述电压跟随模块的输入端连接所述减法运算器的输出端，所述电压跟随器的输出端作为所述电压跟随模块的输出端连接所述主处理器，以向所述主处理器发送经过电压跟随处理后的唤醒信号。
36.本实用新型还提供一种电池管理系统，包括以上所述的带隔离的通讯唤醒电路。
37.本实用新型还提供一种电池，包括以上所述的带隔离的通讯唤醒电路。
38.实施本实用新型的带隔离的通讯唤醒电路、电池管理系统和电池，具有以下有益效果：包括隔离模块、差分放大模块以及减法运算模块；隔离模块的输入端接收外部输入的唤醒驱动信号，隔离模块的端连接差分放大模块的输入端，差分放大模块的输出端连接减法运算模块的输入端，减法运算模块的输出端输出唤醒信号；隔离模块用于对唤醒驱动信号进行隔离处理后，传送至差分放大模块；差分放大模块对隔离模块传送的唤醒驱动信号进行差分放大处理后，输出差分放大信号至减法运算模块，减法运算模块对差分放大信号进行减法运算处理后，输出唤醒信号。本实用新型的通讯唤醒电路需要的工作电流很小，对主机端的通讯驱动能力要求低，而且该电路价格低廉、可靠性高，电路简单。
附图说明
39.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
40.图1是本实用新型提供的带隔离的通讯唤醒电路实施例一的原理框图；
41.图2是本实用新型提供的带隔离的通讯唤醒电路实施例二的原理框图；
42.图3是本实用新型实施例提供的带隔离的通讯唤醒电路图的电路图。
具体实施方式
43.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
44.参考图1，为本实用新型实施例提供的带隔离的通讯唤醒电路的原理框图。
45.如图1所示，该带隔离的通讯唤醒电路包括：隔离模块10、差分放大模块30以及减法运算模块。
46.隔离模块10的输入端接收外部输入的唤醒驱动信号，隔离模块10的输出端连接差分放大模块30的输入端，差分放大模块30的输出端连接减法运算模块40的输入端，减法运算模块40的输出端输出唤醒信号。
47.隔离模块10用于对唤醒驱动信号进行隔离处理后，传送至差分放大模块30；差分放大模块30对隔离模块10传送的唤醒驱动信号进行差分放大处理后，输出差分放大信号至减法运算模块40，减法运算模块40对差分放大信号进行减法运算处理后，输出唤醒信号。
48.进一步地，一些实施例中，如图1所示，该带隔离的通讯唤醒电路还可以包括：电压跟随模块50。
49.电压跟随模块50的输入端与减法运算模块40的输出端连接，电压跟随模块50的输出端连接主处理器。其中，主处理器未进行图示。可选的，该主处理器可以为bms系统中的mcu。该mcu可以为bms系统中常用的芯片，如单片机等。
50.该电压跟随模块50用于对减法运算模块40输出的唤醒信号进行跟随处理，以对唤醒信号进一步放大。通过在减法运算模块40的输出端设置该电压跟随模块50，可以使得该带隔离的通讯唤醒电路的驱动能力更强，从而使得该带隔离的通讯唤醒电路不仅可以用于隔离通讯唤醒mcu，还可以通讯其他执行器件(如包括但不限于mos管等开关管)。
51.进一步地，一些实施例中，如图1所示，该带隔离的通讯唤醒电路还可以包括：设置在隔离模块10的输出端与差分放大模块30的输入端之间的信号检测模块20。
52.信号检测模块20用于对隔离模块10输出的唤醒驱动信号进行检测并传送至差分放大模块30。
53.可选的，本实用新型实施例中，该隔离模块10包括：电容隔离模块。即本技术实用新型的隔离通过电容实现。由于电容隔离需要的电流很小，因此，本实用新型的带隔离的通讯唤醒电路在主机端的驱动能力较弱时，仍然可以正常唤醒bms系统中的mcu。
54.进一步地，在其他一些实施例中，如图2所示，该差分放大模块30包括：第一差分信号放大单元301和第二差分信号放大单元302。
55.第一差分信号放大单元301的输入端连接信号检测模块20的第一输出端，第一差分信号放大单元301的输出端连接减法运算模块40的第一输入端。
56.第二差分信号放大单元302的输入端连接信号检测模块20的第二输出端，第二差分信号放大单元302的输出端连接减法运算模块40的第二输入端。
57.通过采用本实用新型实施例提供的带隔离的通讯唤醒电路，利用电容进行隔离，使得该电路所需电流很小，同时再经过差分放大模块30、减法运算模块40以及电压跟随模块50的相应处理和放大，从而达到了当主机端驱动能力较弱时仍可以唤醒bms系统中的mcu的目的，降低了对主机端的驱动能力的要求，而且可靠性高，成本低。
58.具体的，参考图3，为本实用新型提供的带隔离的通讯唤醒电路一可选实施例的电路图。
59.如图3所示，该实施例中，唤醒驱动信号包括：第一驱动信号(canl)和第二驱动信号(canh)。电容隔离模块10包括：第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3和第四电容c4。
60.第一电容c1的输入端接收第一驱动信号，第一电容c1的输出端连接信号检测模块20的第一输入端，第三电容c3与第一电容c1并联；
61.第二电容c2的输入端接收第二驱动信号，第二电容c2的输出端连接信号检测模块
20的第二输入端，第四电容c4与第二电容c2并联。
62.如图3所示，该实施例中，信号检测模块20包括：第二电阻r2、第四电阻r4和第五电阻r5。
63.第四电阻r4的第一端与第二电阻r2的第二端连接、且第四电阻r4的第一端与第二电阻r2的第二端的连接端作为信号检测模块20的第一输入端连接第一电容c1的输出端。
64.第四电阻r4的第二端与第五电阻r5的第二端连接、且第四电阻r4的第二端与第五电阻r5的第二端的连接端作为信号检测模块20的第二输入端连接第二电容c2的输出端。
65.第二电阻r2的第一端作为信号检测模块20的第一输出端连接第一差分信号放大单元301的输入端，第五电阻r5的第一端作为信号检测模块20的第二输出端连接第二差分信号放大单元302的输入端。
66.如图3所示，该实施例中，第一差分信号放大单元301包括：第一差分运算放大器u1a和第九电阻r9。
67.第一差分运算放大器u1a的正输入端接地，第一差分运算放大器u1a的负输入端和第九电阻r9的第二端连接并连接至第二电阻r2的第一端；第一差分运算放大器u1a的接地端接地，第一差分运算放大器u1a的供电端连接vcc，第一差分运算放大器u1a的输出端连接第九电阻r9的第一端并连接至减法运算模块40的第一输入端。
68.第一差分运算放大器u1a的负输入端和第九电阻r9的第二端的连接端为第一差分信号放大单元301的输入端，第一差分运算放大器u1a的输出端和第九电阻r9的第一端的连接端为第一差分信号放大单元301的输出端。
69.如图3所示，该实施例中，第二差分信号放大单元302包括：第二差分运算放大器u1d和第八电阻r8。
70.第二差分运算放大器u1d的正输入端接地，第二差分运算放大器u1d的负输入端和第八电阻r8的第二端连接并连接至第五电阻r5的第一端；第二差分运算放大器u1d的输出端连接第八电阻r8的第一端并连接至减法运算模块40的第二输入端。
71.第二差分运算放大器u1d的负输入端和第八电阻r8的第二端的连接端为第二差分信号放大单元302的输入端，第二差分运算放大器u1d的输出端和第八电阻r8的第一端的连接端为第二差分信号放大单元302的输出端。
72.如图3所示，该实施例中，减法运算模块40包括：第一电阻r1、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7和减法运算器u1c。
73.第三电阻r3的第二端作为减法运算模块40的第一输入端连接第一差分运算放大器u1a的输出端和第九电阻r9的第一端的连接端，第三电阻r3的第一端连接减法运算器u1c的负输入端，第一电阻r1并联在减法运算器u1c的负输入端与输出端上。
74.第六电阻r6的第二端作为减法运算模块40的第二输入端连接第二差分运算放大器u1d的输出端和第八电阻r8的第一端的连接端，第六电阻r6的第一端连接第七电阻r7的第一端和减法运算器u1c的正输入端，第七电阻r7的第二端接地，减法运算器u1c的输出端作为减法运算模块40的输出端连接电压跟随模块50的输入端。
75.如图3所示，该实施例中，电压跟随模块50包括：电压跟随器u1b。
76.电压跟随器u1b的负输入端与其输出端连接，电压跟随器u1b的正输入端作为电压跟随模块50的输入端连接减法运算器u1c的输出端，电压跟随器u1b的输出端作为电压跟随
模块50的输出端连接主处理器，以向主处理器发送经过电压跟随处理后的唤醒信号(wk_can)。
77.进一步地，在其他一些实施例中，本实用新型还提供一种电池管理系统(即bms系统)，该电池管理系统可以包括本实用新型实施例公开的带隔离的通讯唤醒电路。
78.进一步地，在其他一些实施例中，本实用新型还提供一种电池，该电池可以包括本实用新型实施例公开的带隔离的通讯唤醒电路。
79.以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。