一种高压芯片供电激活通讯系统的制作方法

本技术涉及新能源bms管理系统，具体涉及一种高压芯片供电激活通讯系统。

背景技术：

1、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。

2、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。

3、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

1、针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种高压芯片供电激活通讯系统，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。

2、为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

3、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，

4、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；

5、隔离通讯单元u2，所述隔离通讯单元u2为spi通讯隔离器，隔离通讯单元u2用于在所述采集控制单元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；

6、隔离预供电单元u3，其内部的供电电流为i1，隔离预供电单元u3用于在采集控制单元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；

7、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)，采集控制单元u4一方面用于负责从所述电池系统进行线性稳压；一方面用于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；

8、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，电源单元u5一方面用于接收来自所述隔离预供电单元u3的激活信号，一方面用于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；

9、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单元供电，并后续为所述隔离通讯单元u2进行供电；

10、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。

11、作为对上述技术方案的进一步阐述：

12、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。

13、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。

14、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。

15、在上述技术方案中，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。

16、在上述技术方案中，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。

17、本实用新型的有益效果：

18、本实用新型设计合理，本实用新型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，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；本实用新型省去了隔离ic和隔离变压器，变更为隔离spi，降低成本；原设计的线性稳压单元大功率mos替换为信号mos，降低成本，缩短pcb空间，降低系统发热量；增加独立供电单元，并自回环，提高效率，将系统电流由40ma降低至10ma以下；巧妙利用采集和控制单元用于电源单元的激活信号，避免了独立的隔离激活使能信号；合理利用电源单元u5的线性稳压和主电源，既满足采集控制单元u4对电源时序的要求，又满足自供电提升效率的要求；没有额外的emi，降低系统传导辐射的量级。

技术特征：

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，

2.根据权利要求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.根据权利要求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.根据权利要求3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。

技术总结
本技术公开了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。本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。

技术研发人员：陈凯,张泱渊,苏亮钦
受保护的技术使用者：深圳市科列技术股份有限公司
技术研发日：20230321
技术公布日：2024/1/15