專利名稱：電池管理芯片、電池管理系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池管理芯片、電池管理系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
多個(gè)電池模塊可以用于為各種電子設(shè)備供電。為了監(jiān)測(cè)多個(gè)電池模塊的狀態(tài)，將多個(gè)電池管理芯片與這些電池模塊相連，以及將主機(jī)處理器與多個(gè)電池管理芯片相連。圖I所示為一種傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)100的框圖，其中，主機(jī)處理器120通過(guò)公用總線130與電池管理芯片相連。如圖I所示，電池管理系統(tǒng)100包括多個(gè)電池模塊(如電池模塊140-1、電池模塊140-2、電池模塊140-3)，這些電池模塊140-1 電池模塊140-3分
別與電池管理芯片101、電池管理芯片102、電池管理芯片103耦合，其中，每個(gè)電池模塊包含一節(jié)或多節(jié)單體電池。電池管理芯片101 電池管理芯片103分別用于監(jiān)測(cè)電池模塊140-1 電池模塊140-3的狀態(tài)。電池管理系統(tǒng)100還包括一個(gè)主機(jī)處理器120,主機(jī)處理器120通過(guò)公用總線130與電池管理芯片101 電池管理芯片103相連。公用總線130的工作電壓為主機(jī)處理器120的電壓。然而，串聯(lián)稱合的電池模塊140-1 電池模塊140-3的累積電壓可能使得公用總線130達(dá)到高電壓電位。為了將公用總線130與高電壓電位隔離，使用了多個(gè)隔離器110-1、隔離器110-2、隔離器110-3，其中，每個(gè)隔離器包括多個(gè)光電耦合器，例如，圖I所示的兩對(duì)光電耦合器。隔離器110-1 隔離器110-3連接在電池管理芯片101 電池管理芯片103與公用總線130之間，用于將公用總線130與較高的電壓電位隔離，以保護(hù)電池管理系統(tǒng)100。由于光電耦合器價(jià)格較貴，因此，傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)的成本較高。圖2所不為另一種傳統(tǒng)的電池管系統(tǒng)200的框圖，其中，主機(jī)處理器220與電池管理芯片耦合。傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)200包括多個(gè)電池模塊(如電池模塊240-1、電池模塊240-2、電池模塊240-3)，這些電池模塊分別與電池管理芯片201、電池管理芯片202、電池管理芯片203 f禹合。電池管理芯片201 電池管理芯片203通過(guò)一條向上和向下的總線相互率禹合，例如，串行外圍接口(Serial Peripheral Interface, SPI)總線。電池管理系統(tǒng)200還包括一個(gè)主機(jī)處理器220，該主機(jī)處理器220通過(guò)向上和向下的總線與最底端的電池管理芯片203耦合。因此，主機(jī)處理器220可以通過(guò)向上和向下的總線與電池管理芯片201 電池管理芯片203通信。然而，當(dāng)相鄰的電池模塊之間的連接斷開(kāi)時(shí)，由于電池管理系統(tǒng)200中的電流突變(例如，電流由一個(gè)相對(duì)較大的值迅速變?yōu)?)，使得斷點(diǎn)處產(chǎn)生較高的負(fù)電壓。較高的負(fù)電壓足以損壞與斷點(diǎn)相鄰的電池管理芯片，例如，當(dāng)斷點(diǎn)出現(xiàn)在電池模塊240-1和電池模塊240-2之間時(shí)，電池管理芯片201和電池管理芯片202會(huì)被損壞。圖3所示為再一種傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)300的框圖。傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)300包括多個(gè)電池模塊(如電池模塊340-1和電池模塊340-2)，電池管理芯片301和電池管理芯片302分別與電池模塊340-1和電池模塊340-2及一個(gè)主機(jī)處理器320耦合。電池管理芯片301通過(guò)高壓二極管331和高壓二極管332與電池管理芯片302耦合，當(dāng)電池模塊340-1和電池模塊340-2之間出現(xiàn)斷點(diǎn)時(shí)，高壓二極管331和高壓二極管332可以避免電池管理芯片301和302被較高的負(fù)電壓損壞。高壓二極管331和3高壓二極管32正常工作時(shí)為正向偏置。當(dāng)斷點(diǎn)處產(chǎn)生負(fù)電壓時(shí)，高壓二極管331和332為反向偏置，以此保護(hù)電池管理系統(tǒng)300。因?yàn)閿帱c(diǎn)處產(chǎn)生的負(fù)電壓相對(duì)較高(如一些應(yīng)用中電壓高于600V)。為了保護(hù)電池管理系統(tǒng)300，高壓二極管331和高壓二極管332的反向擊穿電壓也相對(duì)較高。由于高壓二極管價(jià)格較貴，因此電池管理系統(tǒng)的成本較高。以及，高壓二極管的響應(yīng)速度較慢，在高壓二極管331和332響應(yīng)且采取保護(hù)措施之前，電池管理芯片301和302可能已經(jīng)損壞。此夕卜，為確保正向傳導(dǎo)，還需要幾毫安電流，這樣會(huì)增加電池管理系統(tǒng)的能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電池管理芯片、電池管理系統(tǒng)和方法，以提 高電池管理系統(tǒng)的可靠性。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電池管理芯片，該電池管理芯片包括電池管理單元，用于監(jiān)測(cè)與所述電池管理芯片耦合的電池模塊中多個(gè)單體電池的狀態(tài)以響應(yīng)主機(jī)處理器發(fā)出的指令；以及垂直總線電路，用于傳輸所述電池管理單元和所述主機(jī)處理器之間的信號(hào)，其中，所述垂直總線電路包括第一接收機(jī)，用于接收第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)；指令處理器，與所述第一接收機(jī)耦合，用于處理表示所述主機(jī)處理器發(fā)出的所述指令的數(shù)據(jù)；以及第一傳輸器，與所述指令處理器耦合，用于輸出第一對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)包括第一芯片,所述第一芯片包括第一垂直總線電路；第二芯片，通過(guò)電流隔離器與所述第一芯片耦合；以及主機(jī)處理器，與所述第一芯片耦合，用于發(fā)送第一輸入數(shù)據(jù)至所述第一芯片和所
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述弟·~ 心片，其中，所述主機(jī)處理器通過(guò)轉(zhuǎn)換器與所述第一垂直總線電路耦合，所述轉(zhuǎn)換器將適用于第一類型協(xié)議的所述第一輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成適用于第二類型協(xié)議的第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種電池管理方法，該方法包括從主機(jī)處理器發(fā)送指令至多個(gè)電池管理芯片；將所述指令轉(zhuǎn)換成第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)；將所述第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)垂直總線電路從一個(gè)芯片到另一個(gè)芯片傳輸至多個(gè)電池管理芯片；以及當(dāng)所述指令中的地址與所述電池管理芯片的地址相匹配時(shí)，監(jiān)測(cè)與所述電池管理芯片耦合的電池模塊中的單體電池狀態(tài)以響應(yīng)所述指令。本發(fā)明提供的電池管理芯片、電池管理系統(tǒng)和方法，當(dāng)相鄰的電池模塊之間的連接斷開(kāi)時(shí)，即使斷點(diǎn)處產(chǎn)生較高的負(fù)電壓，本發(fā)明實(shí)施例中的電池管理芯片也不會(huì)損壞，從而提高了電池管理系統(tǒng)的可靠性。


以下通過(guò)對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。圖I所不為一種傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)的框圖；圖2所不為另一種傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)的框圖；圖3所不為再一種傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)的框圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的框圖；圖5A所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的垂直總線電路的框圖；圖5B所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的垂直總線電路中接收機(jī)中的信號(hào)波形圖；圖5C所示為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的垂直總線電路中接收機(jī)中的信號(hào)波形圖；圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的說(shuō)明。雖然本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行闡述，但應(yīng)理解這并非意指將本發(fā)明限定于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明意在涵蓋權(quán)利要求項(xiàng)所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所定義的各種可選項(xiàng)，可修改項(xiàng)和等同項(xiàng)。此外，在以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，為了提供一個(gè)針對(duì)本發(fā)明的完全理解，闡明了大量的具體細(xì)節(jié)。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在另外的一些實(shí)施例中，對(duì)于大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明主旨。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明實(shí)施例所述的管腳，例如，正輸出管腳OUT(i_l)’ +、負(fù)輸出管腳OUT (i_l)’_、正輸入管腳IN+、負(fù)輸入管腳IN (i_l)’_、管腳ALT( i-1) ’、正輸入管腳INi+、負(fù)輸入管腳INi-、正輸出管腳OUTi+、負(fù)輸出管腳OUTi-以及管腳ALTi均為相應(yīng)裝置的輸入/輸出/控制/電源端口，是為在下述本發(fā)明實(shí)施例中描述方便而設(shè)置的具體的名稱以及相應(yīng)的縮寫(xiě)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)采用相應(yīng)的管腳；也就是說(shuō)，上述管腳名稱并不能形成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限制。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)400的框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)400包括多個(gè)相互串聯(lián)的電池模塊402-i (例如，電池模塊402-1、電池模塊402-2和電池模塊402-3)、電池管理芯片410_i (例如，電池管理芯片410-1、電池管理芯片410-2和電池管理芯片410-3，其中，電池管理芯片410-1可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第一芯片，電池管理芯片410-2可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第二芯片)以及主機(jī)處理器440。電池管理芯片410-1、電池管理芯片410-2和電池管理芯片410-3分別與電池模塊402-1、電池模塊402-2和電池模塊402-3耦合，主機(jī)處理器440與電池管理芯片410-1耦合。圖4所示實(shí)施例僅用于描述本發(fā)明的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，電池管理芯片的數(shù)量可根據(jù)特定應(yīng)用的需求而改變，因此電池管理芯片和電池模塊的個(gè)數(shù)i不受本發(fā)明實(shí)施例的限制。
電池模塊402-i可以包括一節(jié)或多節(jié)單體電池，例如，圖4所示為6節(jié)單體電池。電池管理芯片410-1、電池管理芯片410-2和電池管理芯片410-3相互之間通過(guò)一個(gè)或多個(gè)電流隔離器耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，電流隔離器可以是無(wú)源隔離器，因此不需要額外的電源為無(wú)源隔離器供電。例如，電池管理系統(tǒng)400中可以使用多個(gè)電容Cl 電容ClO來(lái)電隔離電池管理芯片410-1 電池管理芯片410-3，具體地，如圖4所示，電池管理芯片410-3通過(guò)電容C6 電容ClO與電池管理芯片410-2耦合，電池管理芯片410-2通過(guò)電容Cl 電容C5與電池管理芯片410-1耦合。在另一個(gè)實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)400中可以使用多個(gè)變壓器或電感器來(lái)電隔離電池管理芯片410-1 電池管理芯片410-3。通過(guò)在相鄰的電池管理芯片之間使用電流隔離器實(shí)現(xiàn)了相鄰兩個(gè)電池管理芯片的電隔離，并且在相鄰的電池模塊之間出現(xiàn)斷點(diǎn)時(shí)保護(hù)電池管理芯片。此外，通過(guò)使用無(wú)源電流隔離器，降低了電池管理系統(tǒng)的成本。在一個(gè)實(shí)施例中，電池管理芯片410-i (例如，電池管理芯片410-1、電池管理芯片
410-2和電池管理芯片410-3)包含一個(gè)相應(yīng)的電池管理單元411-i(例如，電池管理單元
411-1、電池管理單元411-2和電池管理單元411-3)和一個(gè)相應(yīng)的垂直總線電路412_i(例如，垂直總線電路412-1、垂直總線電路412-2和垂直總線電路412-3，其中，垂直總線電路
412-1可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第一垂直總線電路)。電池管理單元411-i可以根據(jù)主機(jī)處理器440的指令監(jiān)測(cè)并對(duì)相應(yīng)的電池模塊402-i中的每個(gè)單體電池的狀態(tài)參數(shù)(例如，電池電壓)進(jìn)行采樣。垂直總線電路412-i用于傳輸電池管理單元411-i和主機(jī)處理器440之間的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，垂直總線電路412-i通過(guò)正輸入管腳IN (i-Ι)’+和負(fù)輸入管腳IN (i-Ι)’-接收來(lái)自下一級(jí)電池管理芯片410- (i-Ι)中的第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)(例如，正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT+和負(fù)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT-)，并通過(guò)正輸出管腳OUTi+和負(fù)輸出管腳OUTi-輸出第一對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)(例如，正差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)OUTPUT+和負(fù)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)OUTPUT-)至上一級(jí)電池管理芯片410- (i+Ι)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)/第一對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)表示主機(jī)處理器440的指令，例如，指示每個(gè)電池管理單元411-i監(jiān)測(cè)并對(duì)相應(yīng)的電池模塊402-i中的每個(gè)單體電池電壓進(jìn)行采樣。垂直總線電路412-i還通過(guò)正輸入管腳INi+和負(fù)輸入管腳INi-接收來(lái)自上一級(jí)電池管理芯片410- (i+Ι)的第二對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)(例如，正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT’ +和負(fù)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT’-)，并通過(guò)正輸出管腳OUT (i-Ι)’+和負(fù)輸出管腳OUT輸出第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)(例如，正差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)OUTPUT’ +和負(fù)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)OUTPUT’-)至下一級(jí)電池管理芯片410- (i-Ι)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)/第二對(duì)差分輸數(shù)據(jù)出信號(hào)反映了上一級(jí)電池模塊402- (i+Ι)中每節(jié)單體電池的狀態(tài)，例如，上一級(jí)電池模塊402- (i+Ι)中的每節(jié)單體電池的電壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)/第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)反映了相應(yīng)的電池模塊402-i中每節(jié)單體電池的狀態(tài)，例如，電池模塊402-i中的每節(jié)單體電池的電壓，其中，電池模塊402-i中的每節(jié)單體電池的電壓由電池管理單元411-i監(jiān)測(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，電池管理芯片410-3中的正輸入管腳IN3+、負(fù)輸入管腳IN3-、正輸出管腳0UT3+和負(fù)輸出管腳0UT3-接地，表示電池管理芯片410-3為最頂端的芯片；這樣，電池管理芯片410-3不會(huì)通過(guò)正輸入管腳IN3+和負(fù)輸入管腳IN3-接收第二對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)；然而，電池管理芯片410-3通過(guò)正輸出管腳0UT2’ +和負(fù)輸出管腳0UT2’ -輸出第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)至下一級(jí)電池管理芯片410-2。在一個(gè)實(shí)施例中，最底部的電池管理芯片410-1中的垂直總線電路412-1通過(guò)正輸入管腳ΙΝ0’ +和負(fù)輸入管腳ΙΝ0’ -從轉(zhuǎn)換器413中接收第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過(guò)正輸出管腳OUT 1+和負(fù)輸出管腳OUT I-將第一對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)輸出至上一級(jí)電池管理芯片410-2。垂直總線電路412-1還通過(guò)正輸入管腳IN 1+和負(fù)輸入管腳IN I-接收來(lái)自電池管理芯片410-2的第二對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過(guò)正輸出管腳0UT0’ +和負(fù)輸出管腳0UT0’ -輸出第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)至轉(zhuǎn)換器413。垂直總線電路412-i通過(guò)管腳ALT (i-Ι)’提供報(bào)警信號(hào)，該報(bào)警信號(hào)被發(fā)送至下一級(jí)電池管理芯片410- (i-Ι)，然后再傳輸至主機(jī)處理器440，以將相應(yīng)的電池管理芯片410-i的狀態(tài)(例如，電池管理芯片410-i是否自測(cè)完成)告知主機(jī)處理器440，并請(qǐng)求獲得主機(jī)處理器440的服務(wù)。有利的是，電池管理系統(tǒng)400通過(guò)采用差分輸入/輸出數(shù)據(jù)信號(hào)可以減少或消除垂直總線的噪聲。進(jìn)一步地，在一個(gè)實(shí)施例中，如果用于傳遞差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的總線出現(xiàn)非正常狀況時(shí)(例如，開(kāi)路或短路)，還可以使用差分信號(hào)對(duì)中的單線繼續(xù)通信。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果出現(xiàn)上述的非正常狀況，可以使用另一對(duì)傳輸線繼續(xù)傳輸差分輸入/輸出數(shù)據(jù)信
號(hào)。這樣，傳輸差分輸入/輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸線可以工作在雙向模式。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，轉(zhuǎn)換器413與主機(jī)處理器440和垂直總線電路412-1均耦接。轉(zhuǎn)換器413通過(guò)第一類型協(xié)議與主機(jī)處理器440通信，該第一類型協(xié)議具體可以為串行外圍接口(Serial Peripheral Interface, SPI)總線協(xié)議。轉(zhuǎn)換器413與主機(jī)處理器440間傳輸?shù)男盘?hào)具體可以包括第一輸出數(shù)據(jù)信號(hào)，第一輸出數(shù)據(jù)信號(hào)由轉(zhuǎn)換器413通過(guò)管腳SDO傳輸至主機(jī)處理器440，中斷請(qǐng)求信號(hào)由轉(zhuǎn)換器413通過(guò)管腳IRQ傳輸至主機(jī)處理器440，第一輸入數(shù)據(jù)信號(hào)由主機(jī)處理器440通過(guò)管腳SDI傳輸至轉(zhuǎn)換器413，時(shí)鐘信號(hào)和使能信號(hào)由主機(jī)處理器440分別通過(guò)管腳SCK和CS傳輸至轉(zhuǎn)換器413。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器413通過(guò)第二類型協(xié)議(例如，垂直總線協(xié)議)與垂直總線電路412-1通信，電池管理芯片410-i通過(guò)第二類型協(xié)議與其相鄰的電池管理芯片410-(i+l)和410-(i-1)通信。轉(zhuǎn)換器413通過(guò)第一類型協(xié)議在管腳SDI接收來(lái)自主機(jī)處理器440的第一輸入數(shù)據(jù)，并將第一輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。轉(zhuǎn)換器413采用第二類型協(xié)議將第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)負(fù)輸入管腳ΙΝ0’ -和正輸入管腳ΙΝ0’ +傳輸至垂直總線電路412-1。同樣地，轉(zhuǎn)換器413通過(guò)第二類型協(xié)議在負(fù)輸出管腳OUTO和正輸出管腳OUTO’ +接收來(lái)自垂直總線電路412-1的第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)，并將第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)化為適用于第一類型協(xié)議通信的第一輸出數(shù)據(jù)，并將第一輸出數(shù)據(jù)通過(guò)管腳SDO傳輸至主機(jī)處理器440。如圖4所示，轉(zhuǎn)換器413集成在電池管理芯片410-1中，可選擇地，轉(zhuǎn)換器413也可以置于電池管理芯片410-1之外。圖5A所示為圖4所示實(shí)施例中的電池管理芯片410-i中的垂直總線電路412_i的框圖。圖5A將結(jié)合圖4所示實(shí)施例進(jìn)行描述。在一個(gè)實(shí)施例中，垂直總線電路412-i具體包括向上數(shù)據(jù)通路、向下數(shù)據(jù)通路和報(bào)警數(shù)據(jù)通路。進(jìn)一步地，向上數(shù)據(jù)通路具體包括接收機(jī)532-i (接收機(jī)532-i可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第一接收機(jī))、數(shù)字鎖相環(huán)路(PLL) 517-i、指令處理器510-i和傳輸器
533-i (傳輸器533-i可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第一傳輸器);向下數(shù)據(jù)通路具體包括接收機(jī)531-i (接收機(jī)531-i可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第二接收機(jī))、數(shù)字鎖相環(huán)路(PLL)505-i、回應(yīng)生成器507-i和傳輸器534_i (傳輸器534_i可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第二傳輸器)；報(bào)警數(shù)據(jù)通路具體包括接收機(jī)521-i、報(bào)警邏輯電路522-i和調(diào)制器523-i。進(jìn)一步地，接收機(jī)532-i具體包括比較器512-i (比較器512_i可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第一比較器)和514-i (514-i可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第二比較器)，通過(guò)正輸入管腳IN (i-Ι)’ +和負(fù)輸入管腳IN (i-Ι)’-接收第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT+和INPUT-，例如，正輸入管腳IN (i-Ι)’ +從第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)中接收正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT+，負(fù)輸入管腳IN (i-Ι)’ -接收負(fù)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT-。電壓源566_i為節(jié)點(diǎn)562提供共模電壓Van,該共模電壓Vcm為信號(hào)IN+和IN-(圖5A中未示出)提供穩(wěn)態(tài)電壓，接收機(jī)532-i接收信號(hào)IN+和IN-，其中，信號(hào)IN+和IN-分別由第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT+和INPUT-通過(guò)電容C4和電容C3獲得。在一個(gè)實(shí)施例中，接收機(jī)532-i還提供有補(bǔ)償電壓Vtjffsrt,用于確定接收機(jī)532-i的輸出信號(hào)DOUT的滯后區(qū)域，并進(jìn)一步抑制噪聲和高頻信號(hào)。如圖5A所示，比較器512-i的同相端通過(guò)嵌入式補(bǔ)償電壓生成器(如電壓源543-i，可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第二
補(bǔ)償電壓生成器)與比較器514-i的反相端耦合，比較器514-i的同相端通過(guò)嵌入式補(bǔ)償電壓生成器(如電壓源544-i，可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第一補(bǔ)償電壓生成器)與比較器512-i的反相端耦合。電壓源543-i和電壓源544-i的電壓為Vtjffsettl如圖5A所示，電壓源544-i的負(fù)極與比較器512-i的反相端耦合，電壓源543-i的負(fù)極與比較器514_i的反相端耦合。在另一個(gè)實(shí)施例中，電壓源544-i的正極也可以與比較器512-i的同相端耦合，電壓源543-i的正極可以與比較器514-i的同相端耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5A所示，嵌入式補(bǔ)償電壓生成器可以由電壓源來(lái)替代。在另一個(gè)實(shí)施例中，嵌入式補(bǔ)償電壓生成器也可以由流有電流的電阻代替。如圖5A所示，比較器512-i的輸出端和比較器514_i的輸出端分別與與非門(mén)(NAND)耦合。例如，比較器512-i的輸出端和與非門(mén)542-i耦合，比較器514_i的輸出端和與非門(mén)541-i耦合。與非門(mén)541-i的輸出端與數(shù)字鎖相環(huán)路517-i耦合，并為數(shù)字鎖相環(huán)路517-i提供輸出信號(hào)D0UT，從而用于數(shù)據(jù)同步，其中，輸出信號(hào)DOUT表示正輸入管腳IN (i-Ι)’+接收的正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT+。在另一個(gè)實(shí)施例中，與非門(mén)542-i的輸出端可以與數(shù)據(jù)鎖相環(huán)路517-i耦合，并為數(shù)據(jù)鎖相環(huán)路517-i提供輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)表示負(fù)輸入管腳IN接收的負(fù)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT-。在一個(gè)實(shí)施例中，比較器
512-i和比較器514-i可以集成在差分輸入比較器中。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5A所示，比較器512-i和比較器514-i、補(bǔ)償電壓生成器544-i和補(bǔ)償電壓生成器543-i、與非門(mén)541-i和542_i形成一個(gè)遲滯單元，用于提供接收機(jī)532-i的輸出信號(hào)D0UT。如果信號(hào)IN+和IN-的差值大于補(bǔ)償電壓Vtjffsrt，輸出信號(hào)DOUT可以為邏輯高電平或邏輯低電平。更確切的說(shuō)，當(dāng)V1J-Vra-Wtjffsrt時(shí)，輸出信號(hào)DOUT為邏輯高電平；當(dāng)VIN+-VIN-<-Voffset時(shí)，輸出信號(hào)DOUT為邏輯低電平。如果信號(hào)IN+和IN-的差值小于補(bǔ)償電壓Vtjffset，即時(shí)，輸出信號(hào)DOUT保持之前的狀態(tài)不變。如圖5Α所示，數(shù)字鎖相環(huán)路517-i將接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)DOUT與電池管理芯片410-i中的時(shí)鐘同步，并將同步后的數(shù)據(jù)發(fā)送至指令處理器510-i。指令處理器510-i可以處理同步后的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，若同步后的數(shù)據(jù)表示主機(jī)處理器440發(fā)出的指令，例如，指示電池管理芯片410-i對(duì)相應(yīng)電池模塊402-i中的電池電壓進(jìn)行采樣，指令處理器510-i將同步后的數(shù)據(jù)中的地址與相應(yīng)的電池管理芯片410-i的地址做比較。如果地址匹配，指令處理器510-i將同步后的數(shù)據(jù)發(fā)送至回應(yīng)生成器507-i。在一個(gè)實(shí)施例中，回應(yīng)生成器507-i指示電池管理單元411-i執(zhí)行指令，例如，指示電池管理單元411-i對(duì)相應(yīng)的電池模塊402-i的電池電壓進(jìn)行采樣，然后生成回應(yīng)信號(hào)至主機(jī)處理器440。如果地址不匹配，指令處理器510-i發(fā)送同步后的數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第二數(shù)據(jù))至傳輸器533-i。如圖5A所不，傳輸器533-i包括多個(gè)反相器(例如，反相器511_i、反相器
513-i和反相器515-i)，其中，反相器513-i可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第四反相器。反相器511-i和反相器515-i驅(qū)動(dòng)并輸出正差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)，反相器513_i驅(qū)動(dòng)并輸出負(fù)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。這樣，傳輸器533-i通過(guò)正輸出管腳OUTi+和負(fù)輸出管腳OUTi-輸出第一對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)至電池管理芯片410- (i+Ι)中的垂直總線電路412- (i+Ι)，其中，該差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)代表同步后的數(shù)據(jù)。向下數(shù)據(jù)通路中的接收機(jī)531-i中的元件和配置與接收機(jī)532-i —致。因此，接收機(jī)531-i和接收機(jī)532-i中各元件的功能相似，所以不再贅述。如圖5A所示，接收機(jī)531-i的輸出信號(hào)D0UT’(輸出信號(hào)D0UT’可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第一數(shù)據(jù))發(fā)送至數(shù)字鎖相環(huán)路505-i。數(shù)字鎖相環(huán)路505-i將接收到的信號(hào)DOUTj與電池管理芯片410-i中的時(shí)鐘同步，并將同步后的數(shù)據(jù)發(fā)送至回應(yīng)生成器507-i。在一個(gè)實(shí)施例中，回應(yīng)生成器507-i接收到同步后的數(shù)據(jù)，并將同步后的數(shù)據(jù)發(fā)送至傳輸器534-i。在另一個(gè)實(shí)施例中，回應(yīng)生成器507-i生成一個(gè)回應(yīng)信號(hào)以響應(yīng)主機(jī)處理器440的指令，并將回應(yīng)信號(hào)通過(guò)傳輸器534-i發(fā)送至主機(jī)處理器440。如圖5A所示，傳輸器
534-i包括多個(gè)反相器(例如，反相器504-i、反相器506_i和反相器508_i),其中，反相器508-i可以認(rèn)為是本發(fā)明實(shí)施例的第一反相器。反相器504-i和反相器506-i驅(qū)動(dòng)并輸出一個(gè)正差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)，反相器508-i驅(qū)動(dòng)并輸出一個(gè)負(fù)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。這樣，傳輸器534-i通過(guò)正輸出管腳OUT (i-Ι)’ +和負(fù)輸出管腳OUT (i-Ι)’ -輸出第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)至電池管理芯片410- (i-Ι)中的垂直總線電路412- (i-Ι)，該差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)代表從回應(yīng)生成器507-i發(fā)送的數(shù)據(jù)。然而，如果電池管理芯片410-i為最底端的電池管理芯片410-1，傳輸器534-1通過(guò)正輸出管腳0UT0’ +和負(fù)輸出管腳0UT0’ -輸出第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)至轉(zhuǎn)換器413。轉(zhuǎn)換器413將接收的第二差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合第一類型協(xié)議的數(shù)據(jù)，例如，符合SPI總線協(xié)議的數(shù)據(jù)，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)處理器 440。有利地，圖5A中所示的接收機(jī)531-i和接收機(jī)532_i具有較低的功耗且電路簡(jiǎn)單。更確切的說(shuō)，如果接收機(jī)532-i/531-i的差分輸入信號(hào)的差值在由補(bǔ)償電壓源Vtjffsrt確定的滯后區(qū)間內(nèi)時(shí)，可以消除管腳(例如，正輸入管腳IN (i-Ι)’+、負(fù)輸入管腳IN (i-1)’-、正輸入管腳INi+和負(fù)輸入管腳INi-)處的噪聲。在一個(gè)實(shí)施例中，垂直總線電路412-i中的報(bào)警邏輯電路522-i提供報(bào)警信號(hào)以將相應(yīng)的電池管理芯片410-i的狀態(tài)(例如，電池管理芯片410-i自測(cè)是否完成)告知主機(jī)處理器440，并請(qǐng)求獲得主機(jī)處理器440的服務(wù)。報(bào)警信號(hào)被發(fā)送到調(diào)制器523-i，該調(diào)制器523-i用于編碼。編碼后的報(bào)警信號(hào)通過(guò)管腳ALT (i-Ι)’發(fā)送至電池管理芯片410-(i-1)中的垂直總線電路412- (i-Ι) ο在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)垂直總線電路412- (i-Ι)中的接收機(jī)521- (i-1)接收到編碼后的報(bào)警信號(hào)，接收機(jī)521- (i-Ι)將編碼后的報(bào)警信號(hào)發(fā)送至報(bào)警邏輯電路522- (i-Ι)。報(bào)警邏輯電路522- (i-Ι)對(duì)接收到的編碼報(bào)警信號(hào)解碼，并將解碼后的報(bào)警信號(hào)發(fā)送至調(diào)制器523- (i-Ι)進(jìn)行編碼。編碼后，一個(gè)新的編碼報(bào)警信號(hào)通過(guò)管腳ALT (i-2)’發(fā)送至垂直總線電路412- (i_2)，然后再發(fā)送至主機(jī)處理器440。在另一個(gè)實(shí)施例中，最底端電池管理芯片410-1中的調(diào)制器523-1通過(guò)管腳ALT0’將編碼后的報(bào)警信號(hào)發(fā)送至轉(zhuǎn)換器413。轉(zhuǎn)換器413將接收到的適用于第二類型協(xié)議通信的編碼報(bào)警信號(hào)轉(zhuǎn)換成適用于第一類型協(xié)議通信的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)管腳IRQ將適用于第一類型協(xié)議通信的數(shù)據(jù)傳輸至主機(jī)處理器440。圖5B所示為圖5A垂直總線電路412-i中接收機(jī)532_i中的信號(hào)波形圖，圖5B將結(jié)合圖5A進(jìn)行描述。第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)(例如，正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT+和負(fù)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT-)分別表示由下級(jí)電池管理芯片410- (i-Ι)發(fā)送至電容C4和電容C3的差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果電池管理芯片為最底端的電池管理芯片410-1，則第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)(例如，正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT+和負(fù)差分輸入數(shù)據(jù)
信號(hào)INPUT-)由轉(zhuǎn)換器413發(fā)送。接收機(jī)532-i分別通過(guò)電容C4和電容C3接收信號(hào)IN+和IN-。與非門(mén)541-i的輸出端信號(hào)DOUT也是接收機(jī)532-i的輸出信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出信號(hào)DOUT表示通過(guò)電容C4接受的正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT+。如圖5B所示，若Tn時(shí)刻在正輸入管腳IN (i-Ι)’+和負(fù)輸入管腳IN處有噪聲，如果差分輸入信號(hào)IN+和IN-的差值在由補(bǔ)償電壓源Vtjffset確定的滯后區(qū)間內(nèi)時(shí)，輸出信號(hào)DOUT中的噪音可以被抵消。圖5C為圖5A所示的垂直總線電路412-i中接收機(jī)531_i中的信號(hào)波形圖。圖5C將結(jié)合圖5A進(jìn)行描述。第二對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)(例如，正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT’ +和負(fù)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT’ -)分別表示由上級(jí)電池管理芯片410- (i+Ι)發(fā)送至電容C6和電容C7的差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。接收機(jī)531-i分別通過(guò)電容C6和電容C7接收信號(hào)IN’ +和IN’-。與非門(mén)552-i輸出信號(hào)D0UT’，該輸出信號(hào)D0UT’表示接收機(jī)531-i的輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)D0UT’表示通過(guò)電容C6接收的正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)INPUT’ +，如圖5C所不，若在Τη’時(shí)刻在正輸入管腳INi+和負(fù)輸入管腳INi-處有噪聲,如果差分信號(hào)IN’ +和IN’ -的差值在由補(bǔ)償電壓源Vtjffset確定的滯后區(qū)間內(nèi)時(shí)，輸出信號(hào)D0UT’中的噪音可以抵消。圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例電池管理系統(tǒng)的工作流程圖600。圖6將結(jié)合圖4進(jìn)行描述。在步驟602中，主機(jī)處理器440向多個(gè)電池管理芯片(例如，電池管理芯片410-1 電池管理芯片410-3)發(fā)送指令。該指令可以指示電池管理芯片410-i來(lái)監(jiān)測(cè)和采樣電池的狀態(tài)，例如，相應(yīng)的電池模塊402-i中每節(jié)單體電池的電壓。在步驟604中，轉(zhuǎn)換器413通過(guò)管腳SDI從主機(jī)處理器440接收指令以將該指令轉(zhuǎn)換成第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，并將第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)負(fù)輸入管腳ΙΝ0’ -和正輸入管腳INO ’ +傳輸至垂直總線電路412-1。在步驟606中，電池管理芯片將第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)垂直總線電路從一個(gè)芯片傳輸至另一個(gè)芯片。更確切的說(shuō)，如圖4所示，電池管理芯片410-1通過(guò)垂直總線電路412-1將第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至410-2，電池管理芯片410-2通過(guò)垂直總線電路412-2將第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至410-3。如圖4所不，電池管理芯片410-3的正輸入管腳IN3+、負(fù)輸入管腳IN3-、正輸出管腳OUT3+和負(fù)輸出管腳OUT3-接地，表示電池管理芯片410-3為最頂端的芯片；這樣，電池管理芯片410-3不會(huì)將第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至任何電池管理芯片。在步驟608中，如果指令中的地址與電池管理芯片的地址相匹配，則電池管理芯片410-i可監(jiān)測(cè)電池模塊402-i中的電池狀態(tài)(例如，電池電壓)。進(jìn)一步的，電池管理芯片410-i通過(guò)產(chǎn)生和輸出第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)告知主機(jī)處理器440有關(guān)電池模塊402-i的狀態(tài)。第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)表示電池模塊402-i的單體電池狀態(tài)。第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)從一個(gè)芯片傳遞至另一個(gè)芯片然后傳輸至轉(zhuǎn)換器413。轉(zhuǎn)換器413將第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一輸出數(shù)據(jù)，并將第一輸出數(shù)據(jù)通過(guò)管腳SDO發(fā)送至主機(jī)處理器440以告知主機(jī)處理器440電池模塊402-i的電池狀態(tài)。上文具體實(shí)施方式
和附圖僅為本發(fā)明的常用實(shí)施例。顯然，在不脫離權(quán)利要求書(shū)
所界定的本發(fā)明精神和發(fā)明范圍的前提下可以有各種增補(bǔ)、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準(zhǔn)則的前提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露的實(shí)施例僅用于說(shuō)明而非限制，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
權(quán)利要求
1.一種電池管理芯片，其特征在于，所述電池管理芯片包括 電池管理單元，用于監(jiān)測(cè)與所述電池管理芯片耦合的電池模塊中多個(gè)單體電池的狀態(tài)以響應(yīng)主機(jī)處理器發(fā)出的指令；以及 垂直總線電路，用于傳輸所述電池管理單元和所述主機(jī)處理器之間的信號(hào)，其中，所述垂直總線電路包括 第一接收機(jī)，用于接收第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)； 指令處理器，與所述第一接收機(jī)耦合，用于處理表示所述主機(jī)處理器發(fā)出的所述指令的數(shù)據(jù)；以及 第一傳輸器，與所述指令處理器耦合，用于輸出第一對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池管理芯片，其特征在于，所述垂直總線電路還包括 第二接收機(jī)，用于接收第二對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)；以及 第二傳輸器，用于輸出第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池管理芯片，其特征在于，所述垂直總線電路還包括 回應(yīng)生成器，與所述第二接收機(jī)、所述指令處理器和所述第二傳輸器耦合，用于生成回應(yīng)信號(hào)以響應(yīng)所述主機(jī)處理器發(fā)出的所述指令，并發(fā)送所述回應(yīng)信號(hào)至所述第二傳輸器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池管理芯片，其特征在于，所述回應(yīng)生成器還用于從所述第二接收機(jī)接收第一數(shù)據(jù)，并將所述第一數(shù)據(jù)傳輸至所述第二傳輸器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池管理芯片，其特征在于，所述第一數(shù)據(jù)表示所述第二對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)中的正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池管理芯片，其特征在于，當(dāng)表示所述主機(jī)處理器發(fā)出的所述指令的所述數(shù)據(jù)中的地址和相應(yīng)的所述電池管理芯片的地址匹配，所述指令處理器發(fā)送表示所述主機(jī)處理器發(fā)出的所述指令的所述數(shù)據(jù)給所述回應(yīng)生成器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池管理芯片，其特征在于，所述第二傳輸器包括 第一反相器，用于輸出所述第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)中的負(fù)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池管理芯片，其特征在于，所述第一接收機(jī)包括 第一比較器，所述第一比較器的同相端接收所述第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)中的正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)； 第二比較器，所述第二比較器的同相端接收所述第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)中的負(fù)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)； 第一補(bǔ)償電壓生成器和第二補(bǔ)償電壓生成器，用于確定所述第一接收機(jī)的輸出信號(hào)的滯后區(qū)域； 其中，所述第一比較器的同相端與所述第二比較器的反相端耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池管理芯片，其特征在于，所述第一比較器的同相端通過(guò)所述第二補(bǔ)償電壓生成器與所述第二比較器的反相端耦合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池管理芯片，其特征在于，所述第二比較器的同相端通過(guò)所述第一補(bǔ)償電壓生成器與所述第一比較器的反相端耦合。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池管理芯片，其特征在于，所述第一補(bǔ)償電壓生成器和第二補(bǔ)償電壓生成器包括電壓源。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池管理芯片，其特征在于，所述第一傳輸器包括第四反相器，用于從所述指令處理器接收第二數(shù)據(jù)，以及用于輸出所述第一對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)中的負(fù)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池管理芯片，其特征在于，所述第二數(shù)據(jù)表示所述第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)中的正差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池管理芯片，其特征在于，所述第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)表示所述主機(jī)處理器的指令。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池管理芯片，其特征在于，所述垂直總線電路還包括 報(bào)警邏輯電路，用于提供報(bào)警信號(hào)以將所述電池管理芯片的狀態(tài)告知所述主機(jī)處理器。
16.一種電池管理系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)電池模塊的狀態(tài)，其特征在于，所述電池管理系統(tǒng)包括 第一芯片，所述第一芯片包括第一垂直總線電路； 第二芯片，通過(guò)電流隔離器與所述第一芯片耦合；以及 主機(jī)處理器，與所述第一芯片耦合，用于發(fā)送第一輸入數(shù)據(jù)至所述第一芯片和所述第~■ -H-* I I一心/T， 其中，所述主機(jī)處理器通過(guò)轉(zhuǎn)換器與所述第一垂直總線電路耦合，所述轉(zhuǎn)換器將適用于第一類型協(xié)議的所述第一輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成適用于第二類型協(xié)議的第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一垂直總線電路接收所述第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二芯片從所述第一垂直總線電路接收所述第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二芯片輸出適用于所 述第二類型協(xié)議的第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)至所述第一芯片。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器將適用于所述第二類型協(xié)議的所述第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成適用于所述第一類型協(xié)議的第一輸出數(shù)據(jù)，并發(fā)送所述第一輸出數(shù)據(jù)至所述主機(jī)處理器。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)表示所述第二芯片生成的回應(yīng)信號(hào)，用于響應(yīng)所述第一輸入數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輸入數(shù)據(jù)表示所述主機(jī)處理器發(fā)出的指令。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述指令包括指示所述第一芯片或所述第二芯片采樣與相應(yīng)芯片耦合的相應(yīng)電池模塊中的多個(gè)單體電池的狀態(tài)。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電流隔離器包括電容。
25.—種電池管理方法,其特征在于,所述方法包括 從主機(jī)處理器發(fā)送指令至多個(gè)電池管理芯片； 將所述指令轉(zhuǎn)換成第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)； 將所述第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)垂直總線電路從一個(gè)芯片到另一個(gè)芯片傳輸至多個(gè)電池管理芯片；以及當(dāng)所述指令中的地址與所述電池管理芯片的地址相匹配時(shí)，監(jiān)測(cè)與所述電池管理芯片耦合的電池模塊中單體電池的狀態(tài)以響應(yīng)所述指令。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池管理方法，其特征在于，所述方法還包括 從所述電池管理芯片輸出第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)， 其中，所述第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)表示與所述電池管理芯片耦合的所述電池模塊中所述單體電池的狀態(tài)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電池管理方法，其特征在于，所述方法還包括 將所述第二對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一輸出數(shù)據(jù)；以及 將所述第一輸出數(shù)據(jù)傳輸至所述主機(jī)處理器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池管理芯片、電池管理系統(tǒng)和方法。該電池管理芯片包括電池管理單元，用于監(jiān)測(cè)與所述電池管理芯片耦合的電池模塊中多個(gè)單體電池的狀態(tài)以響應(yīng)主機(jī)處理器發(fā)出的指令；以及垂直總線電路，用于傳輸所述電池管理單元和所述主機(jī)處理器之間的信號(hào)，其中，所述垂直總線電路包括第一接收機(jī)，用于接收第一對(duì)差分輸入數(shù)據(jù)信號(hào)；指令處理器，與所述第一接收機(jī)耦合，用于處理表示所述主機(jī)處理器發(fā)出的所述指令的數(shù)據(jù)；以及第一傳輸器，與所述指令處理器耦合，用于輸出第一對(duì)差分輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)相鄰的電池模塊之間的連接斷開(kāi)時(shí)，即使斷點(diǎn)處產(chǎn)生較高的負(fù)電壓，本發(fā)明也可以提高電池管理系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102882248SQ20121024323
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者菲利普·艾倫, 威廉·丹森, 吳進(jìn)興, 康斯坦丁·布克, 法拉維斯·盧浦, 斯蒂芬·美瑞努 申請(qǐng)人:凹凸電子(武漢)有限公司