[實用新型]一種用于電源系統的接口電路

有效

• 申請號: 201620827732.2
• 申請日: 2016-08-02
• 公開（公告）號: CN206339970U
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 張啟東
• 申請（專利權）人: 西安矽源半導體有限公司
• 主分類號: G06F13/20
• 分類號: G06F13/20;G06F13/42
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司61221
• 代理人: 李東京

技術領域

本實用新型設計芯片設計領域，具體設計一種用于電源系統的接口電路。

背景技術

在電池監控系統中，多個級聯的電池管理芯片(Battery Monitor IC，BMIC)需要與微控制單元(Microcontroller Unit，MCU)進行通信，以獲得電池單元的電壓、溫度和電流等的信息。但是，如果在在電池監控系統中有多個級聯的電池管理芯片BMIC時，總線接口的設計是非常困難的，如圖1所示。電池組由多達96個鋰離子電池單元串聯提供近400V的總電壓。在電池的級聯鏈中，每個BMIC的電壓域是不同的，這將給數據總線接口電路的設計帶來很大的挑戰。SPI接口(串行外設接口Serial Peripheral Interface，SPI)是一個廣泛使用在BMIC和MCU之間通信的串行接口技術。然而，如果BMIC通過SPI接口直接連接到MCU，在BMIC和MCU之間必須設置有諸如光耦器件或磁耦合器件等通信隔離器件。但是這將導致系統的可靠性降低、成本提高。菊花鏈模式下的SPI總線配置可以顯著降低與MCU的連接接口數量。

在參考文獻(X.F.Wang,H.Zhang,L.Zhang,J.R.Zhang,and Y.Hao:IEEE Int.Conf.on Solid-State and Integrated Circuit Technology(2014))中提出一個電流模式菊花鏈SPI接口在BMIC之間發送信號，用于解決不同的高電壓域的通信問題。但是，在電動汽車(EV)和混合動力電動汽車的應用環境中，電磁干擾(EMI)問題非常明顯，在抗EMI方面文獻并沒有提出有效的解決方法。

發明內容

為解決上述問題，并獲得更穩定的通信，一個高EMS(電磁化率)接口電路在本文介紹。

本實用新型提出了一種用于電源系統的接口電路具體解決方案如下：

一種用于電源系統的接口電路，包括接口單元和其它單元，接口單元與其它單元逐級相連；接口單元通過電壓模式信號與外部MCU連接；接口單元、其它單元之間通過電流模式信號連接。MCU為微控制器芯片。

優選的，所述接口單元和其它單元包括非數據信號接口單元和非數據信號單元、數據信號接口單元和數據信號單元。

更進一步優選的，所述非數據信號接口單元為CS/SCLK接口單元；所述非數據信號單元為CS/SCLK單元；所述數據信號接口單元為SDI接口單元和SDO接口單元；所述數據信號單元為SDI單元和SDO接口單元。

進一步優選的，CS/SCLK接口單元接收來自外部的電壓模式CS/SCLK信號；并使用電壓模式CS/SCLK信號作為本地的SPI邏輯信號；同時，電壓模式CS/SCLK信號在CS/SCLK接口單元轉換為電流模式CS/SCLK信號并傳送給上一級CS/SCLK單元。

進一步優選的，對于CS/SCLK單元，接收的電流模式的CS/SCLK信號，在本級的CS/SCLK單元中轉換為電壓模式CS/SCLK信號進行處理并過濾EMS作為本地的SPI邏輯信號；同時，電壓模式CS/SCLK信號在本級的CS/SCLK單元轉換為電流模式CS/SCLK信號并傳送給更上一級的CS/SCLK單元。

進一步優選的，對于SDI接口單元：SDI接口單元接收來外部的電壓模式SDI信號；并使用電壓模式SDI信號作為本地的SPI邏輯信號；同時，電壓模式SDI信號在SDI接口單元轉換為電流模式SDI信號并傳送給上一級SDI單元。

進一步優選的，對于SDI單元：電流模式SDI信號在本級SDI單元中轉換為電壓模式SDI信號進行處理并過濾EMS作為本地的SPI邏輯信號；同時，電壓模式SDI信號在本級的SDI單元轉換為電流模式SDI信號并傳送給更上一級的SDI單元。

進一步優選的，對于SDO單元：高一級的SDO單元在本級中將電壓模式SDO信號轉換為電流模式SDO信號并傳送給下一級SDO單元；下一級SDI單元將電流模式SDO信號在本級SDO單元中轉換為電壓模式SDI信號進行處理并過濾EMS后，作為本地的SPO邏輯信號；同時，電壓模式SDO信號在本級的SDO單元轉換為電流模式SDO信號并傳送給更下一級的SDO單元；直至傳送到SDO接口單元。

進一步優選的，對于SDO接口單元：在SDO接口單元中，電流模式SDO信號在SDO接口單元中轉換為電壓模式SDO信號進行處理后發送給外部。