BMS通訊腳的異常自動復位電路的製作方法

2023-08-04 22:27:51 2

本實用新型涉及自動復位電路的技術領域，特別涉及一種BMS通訊腳的異常自動復位電路。

背景技術：

隨著鋰離子動力電池的技術不斷成熟，鋰電池通過串並聯組合成不同電壓與容量的電池組，並應用於電動自行車，電動摩託車等產品。其中有的需要高精度電量計量、行駛裡程顯示等功能，也因此才有了高端BMS的需求(帶通訊埠)。SMBUS通訊是一種短距離通訊，一般應用筆記本上。SMBUS通訊成本低廉，設計簡潔，所以也常常在電動自行車上使用SMBUS通訊。

然而，在電動自行車上使用SMBUS通訊並不是很合適。由於電動自行車的電池與自行車主控間距離一般為1米左右，若在電動自行車BMS系統上直接使用SMBUS通訊電路，在較強的電磁幹擾條件下，會出現BMS的主控晶片的SCL通訊腳一直拉低且不能自動恢復的情況，從而影響SMBUS通訊信號的正常的通訊功能。

技術實現要素：

本實用新型的主要是提出一種BMS通訊腳的異常自動復位電路，其目的在於解決BMS的主控晶片的SCL通訊腳出現的一直拉低的異常狀態，對主控晶片進行復位以恢復正常通訊。

為實現上述目的，本實用新型提出的BMS通訊腳的異常自動復位電路，用於當主控晶片的SCL通訊腳異常拉低後對主控晶片進行復位操作。該異常自動復位電路包括：用於檢測SCL通訊腳異常拉低且當SCL通訊腳異常拉低時生成並輸出復位電信號的檢測電路，用於傳輸復位電信號並在一定時間內中斷該復位電信號傳輸的復位終止電路，以及根據復位電信號控制主控晶片進行復位的復位控制電路。

檢測電路的兩輸入端分別與主控晶片的SDA通訊腳、SCL通訊腳連接，其輸出端與復位終止電路的輸入端連接。復位終止電路的輸出端與復位控制電路的輸入端連接。復位控制電路的輸出端與主控晶片的RST復位引腳連接。

優選地，檢測電路包括：第一MOS管，第一電阻，以及第二電阻。第一MOS管的源極通過第一電阻與主控晶片的SDA通訊腳連接，第一MOS管的柵極通過第二電阻與主控晶片的SCL通訊腳連接。

優選地，檢測電路還包括第一電容以及第三電阻。第一電容的第一端與第一MOS管的源極、第一電阻的第一端、第三電阻的第一端連接，第一電容的第二端與第一MOS管的柵極、第二電阻的第一端、第三電阻的第二端連接。

優選地，檢測電路還包括第四電阻與第一二極體。第四電阻的第一端與第一電容的第一端、第一MOS管的源極、第一電阻的第一端連接，第四電阻的第二端與第一二極體的陽極連接。第一二極體的陰極與第一電阻的第二端連接。

優選地，復位終止電路包括第五電阻以及第二電容。第五電阻的第一端與檢測電路的輸出端連接，第五電阻的第二端與第二電容的第一端連接。第二電容的第二端與復位控制電路的輸入端連接。

優選地，復位終止電路還包括第二二極體。第二二極體的陽極與第一MOS管的漏極連接，其陰極與第五電阻的第一端連接。

優選地，復位終止電路還包括第六電阻，第六電阻的第一端與第五電阻的第一端、第二二極體的陰極連接，第六電阻的第二端接地。

優選地，復位控制電路包括：第二MOS管，第三電容，第七電阻。第二MOS管的柵極與復位終止電路的輸出端、第三電容的第一端、第七電阻的第一端連接，第二MOS管的源極與第三電容的第二端、第七電阻的第二端連接並接地，第二MOS管的漏極與主控晶片的RST復位引腳連接。

本實用新型的有益效果在於可有效解決BMS單片機的SCL通訊腳一直拉低導致的不能通訊的問題，可實現主控晶片的自動復位，恢復主控晶片的通訊腳的正常通訊。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖。

本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

本實用新型提出一種BMS通訊腳的異常自動復位電路。

參照圖1，圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖。

如圖1所示，在本實用新型實施例中，該BMS通訊腳的異常自動復位電路2，其用於當主控晶片1的SCL通訊腳異常拉低時，對主控晶片1進行復位操作以恢復正常通訊。該異常自動復位電路2包括：檢測電路21，復位終止電路22，以及復位控制電路23。檢測電路21的兩輸入端分別與主控晶片1的SDA通訊腳、SCL通訊腳連接，其輸出端與復位終止電路22的輸入端連接。復位終止電路22的輸出端與復位控制電路23的輸入端連接。復位控制電路23的輸出端與主控晶片1的RST復位引腳連接。

檢測電路21用於檢測SCL通訊腳是否異常拉低。當SCL通訊腳異常拉低時，檢測電路21會生成並輸出復位電信號到復位終止電路22。具體的，該檢測電路21包括：第一MOS管M1，第一電阻R1，以及第二電阻R2。在本實施例中，第一MOS管M1為P型MOS管M1。第一MOS管M1的源極通過第一電阻R1與主控晶片1的SDA通訊腳連接，第一MOS管M1的柵極通過第二電阻R2與主控晶片1的SCL通訊腳連接，第一MOS管M1的漏極與復位終止電路22的輸入端連接。當主控晶片1的SCL通訊腳的的電壓被異常拉低，第一MOS管M1的柵極會接收到低電平，使得第一MOS管M1導通。由此，從主控晶片1的SDA通訊腳輸出的高電平信號可通過第一MOS管M1，而該高電平信號可作為復位電信號輸出到復位終止電路22。

復位終止電路22用於將復位電信號傳輸到復位控制電路23，並在一定時間內中斷該復位電信號的傳輸，以避免復位控制電路23一直對主控晶片1進行復位。具體的，該復位終止電路22包括：第五電阻R5以及第二電容C2。第五電阻R5的第一端與檢測電路21的輸出端連接，即與第一MOS管M1的漏極連接。第五電阻R5的第二端與第二電容C2的第一端連接。第二電容C2的第二端與復位控制電路23的輸入端連接。當復位終止電路22接受到復位電信號，第二電容C2耦合，將該復位電信號輸出到復位控制電路23。當復位電信號通過第二電容C2的同時，也會對第二電容C2進行充電，當第二電容C2被充滿後會開路，從而終止復位電信號的傳輸。

復位控制電路23用於根據復位電信號控制主控晶片1進行復位操作。具體地，該復位控制電路23包括：第二MOS管M2，第三電容C3以及第七電阻R7。在本實施例中，第二MOS管M2為N型MOS管M2。第二MOS管M2的柵極與復位終止電路22的輸出端(即第二電容C2的第二端)、第三電容C3的第一端、第七電阻R7的第一端連接，第二MOS管M2的源極與第三電容C3的第二端、第七電阻R7的第二端連接並接地，第二MOS管M2的漏極與主控晶片1的RST復位引腳連接。當復位電信號輸出到復位控制電路23，第二MOS管M2的柵極接收到高電平，使得第二MOS管M2導通，從而拉低主控晶片1的RST復位引腳的電平，對主控晶片1進行復位操作。由於正常的SMBUS通訊信號的頻率一般較高，復位控制電路23接收到的復位電信號很少，導致第二MOS管M2導通的時間較短，可能使得主控晶片1不能順利完成復位。為避免第二MOS管M2導通的時間不足，在第二MOS管M2的柵極與源極之間設置第三電容C3和第七電阻R7。當復位電信號被輸出到復位控制電路23時，也會對第三電容C3進行充電，在第二電容C2開路後，第三電容C3開始放電，在第七電阻R7的兩端產生電壓，使得第二MOS管M2保持導通，直至電容C3放完電，從而延長第二MOS管M2導通的時間。

如圖1所示，本實用新型的工作過程如下：

當主控晶片1的SCL通訊腳的電壓被異常拉低，而SDA通訊腳的電壓保持正時，第一MOS管M1將會導通。第一MOS管M1導通後，將SDA通訊腳輸出的高電平作為復位電信號，再將其傳送到第二MOS管M2的柵極，使得第二MOS管M2導通。復位電信號在傳送過程中同時對第二電容C2、第三電容C3進行充電。第二電容C2被充滿後開路，中斷復位電信號傳輸。此後，第三電容C3開始放電，使得第二MOS管M2導通三秒左右，從而對主控晶片1進行復位。

本實用新型技術方案採用兩MOS管模擬開關，通過第一MOS管M1檢測SCL通訊腳的異常拉低、第二MOS管M2對主控晶片11的進行低平復位、第二電容C2終止復位信號傳送、第三電容C3確保第二MOS管M2有足夠的導通時間對主控晶片1進行復位。本實用新型的有益效果在於解決BMS主控晶片1的SCL通訊腳一直拉低的異常狀態以恢復正常通訊。本實用新型可實現主控晶片1的自動復位，且復位的準確性、穩定性高，能耗低。

為避免正常的SMBUS通訊信號影響檢測電路21的檢測，優選地，檢測電路21還包括第一電容C1以及第三電阻R3。第一電容C1的第一端與第一MOS管M1的源極、第一電阻R1的第一端、第三電阻R3的第一端連接，第一電容C1的第二端與第一MOS管M1的柵極、第二電阻R2的第一端、第三電阻R3的第二端連接。受正常的SMBUS通訊信號的影響，正常工作下，SDA通訊腳與SCL通訊腳的電壓總是在變化，因此也會出現短暫的SDA通訊腳處於高電平而SCL通訊腳處於低電平的情況，這樣易引起錯誤檢測。增加第二電容C2後，正常工作下，若SDA通訊腳處於高電平而SCL通訊腳處於低電平，第二電容C2可吸收SDA通訊腳與SCL通訊腳之間的電勢能。並且，交流電的頻率都較大，因此SDA通訊腳與SCL通訊腳之間的產生的電勢能難以充滿第一電容C1，從而避免交流電引起的誤操作。僅當SCL通訊腳被持續拉低時，第二電容C2被充滿，第一MOS管M1的柵極與源極之間才會產生開啟電壓，使得第一MOS管M1導通，SDA通訊腳輸出的高電平才可作為復位電信號。進一步地，為避免第一電容C1的電能積累而使得第一MOS管M1導通，檢測電路21還包括第四電阻R4與第一二極體D1。第四電阻R4的第一端與第一電容C1的第一端、第一MOS管M1的源極、第一電阻R1的第一端連接，第四電阻R4的第二端與第一二極體D1的陽極連接。第一二極體D1的陰極與第一電阻R1的第二端連接。即，在第一電阻R1上並聯第四電阻R4與第一二極體D1，加快第一電容C1的放電速度。

優選的，復位終止電路22還包括第二二極體D2。第二二極體D2的陽極與第一MOS管M1的漏極連接，其陰極與第五電阻R5的第一端連接。這樣，避免第二電容C2在放電時產生的反向電壓對第一MOS管M1造成損壞。進一步地，復位終止電路22還包括第六電阻R6，第六電阻R6的第一端與第五電阻R5的第一端、第二二極體D2的陰極連接，第六電阻R6的第二端接地。通過設置第六電阻R6，加快第二電容C2的放電。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是在本實用新型的發明構思下，利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本實用新型的專利保護範圍內。