CN102955552A - 控制器、电池管理系统及控制电池管理系统的方法 - Google Patents

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CN102955552A CN2012102818699A CN201210281869A CN102955552A CN 102955552 A CN102955552 A CN 102955552A CN 2012102818699 A CN2012102818699 A CN 2012102818699A CN 201210281869 A CN201210281869 A CN 201210281869A CN 102955552 A CN102955552 A CN 102955552A
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Abstract

本发明公开了一种控制器、电池管理系统及控制电池管理系统的方法。所述控制器包括：第一端口、第二端口及通信电路。第一端口接收所述电池管理系统内电池的电能。第二端口接收时钟信号。通信电路与第一端口及第二端口耦合，用于在休眠模式下检测时钟信号，并在休眠模式下根据时钟信号的检测结果产生第一转换信号，从而根据第一转换信号控制电池管理系统从休眠模式转换到非休眠模式。电池管理系统在休眠模式下禁用对电池进行充放电的控制，并在非休眠模式下使能对电池进行充放电的控制。本发明通过使用功耗较低的通信电路，使BMS可在休眠模式下与主机通信并响应主机由休眠模式转换至非休眠模式。

Description

控制器、电池管理系统及控制电池管理系统的方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种控制器、电池管理系统及控制电池管理系统的方法。
背景技术
图1所示为现有技术提供的一种主机系统100的结构示意图。主机系统100包括主机120（如笔记本电脑的主板）及电池管理系统（Battery Management System，BMS）140及160。主机120通过向电池管理系统140发送请求信号，指示电池管理系统140为主机120或电池管理系统160供电，或指示电池管理系统140自充电器接收电能。电池管理系统140响应请求信号并控制电池管理系统140内电池的充放电。主机120也可以相似方式控制电池管理系统160的充放电。
图2所示为电池管理系统140的电路框图。图2结合图1进行描述。电池管理系统140包括电池220、控制器280、开关CFET和DFET、以及端口PACK+及PACK-。控制器280及电池管理系统140可工作于休眠模式或正常模式。控制器280包括放大器292、比较器294、低压差电压调整器（Low Drop-Out regulator，LDO）286以及总线控制器288。LDO 286产生基准电压，总线控制器288与主机120通信。在休眠模式下，LDO 286及总线控制器288禁用，控制器280通过断开开关CFET及开关DFET禁用电池220的充放电。在正常模式下，LDO 286及总线控制器288启用，总线控制器288与主机120通信，控制器280通过控制开关CFET及开关DFET来控制电池220的充放电。
在休眠模式下，当电池管理系统140接收到对电池220进行充放电的请求信号时，主机120控制电池管理系统160内的电池为端口PACK+供电。控制器280比较端口PACK+的电压VPACK+与电池220的电池单元总电压VBAT。若电压VPACK+高于电压VBAT，且电压VPACK+与电压VBAT间的电压差高于阈值VTHR，则控制器280转换至正常模式，并控制电池220的充电或放电。
更详细地，主机120响应请求信号，为端口PACK+供电后，放大器292产生指示电压VPACK+与电压VBAT间的电压差的信号ERR，比较器294比较信号ERR与阈值VTHR。若信号ERR大于阈值VTHR，则控制器280转换至正常模式。
不利地，当主机120通过控制电池管理系统160向端口PACK+提供电能，以指示电池管理系统140进入正常模式时，端口PACK+的电压VPACK+可能小于电压VBAT。相应地，控制器280可能不会响应请求信号从而不能转换至正常模式。
此外，当主机120指示电池管理系统140进入休眠模式时，在主机120的控制下，电池管理系统160内的电池停止向端口PACK+供电。然而，由于端口PACK+处存在寄生电容，电压VPACK+可能仍保持大于电压VBAT，从而使得信号ERR仍大于阈值VTHR。因此，电池管理系统140可能错误地从休眠模式转换到正常模式。
更进一步地，若处于休眠模式的电池管理系统140插入已开机的主机120内，则主机120可能不能向端口PACK+提供电能从而激活电池管理系统140。例如，主机120需与总线控制器288通信以确认电池管理系统140是主机120需要激活的电池管理系统。然而，给总线控制器288供能的LDO 286在休眠模式禁用。因此，总线控制器288在休眠模式也禁用且不能与主机120通信，主机120也不能确认电池管理系统140是主机120需要激活的电池管理系统。从而，主机120可能不能向端口PACK+供电，电压VPACK+可能不大于电压VBAT，电池管理系统140也可能不能从休眠模式转换至正常模式。
发明内容
本发明提供一种控制器、电池管理系统及控制电池管理系统的方法，通过使用功耗较低的通信电路，使BMS可在休眠模式下与主机通信并响应主机由休眠模式转换至正常模式。
本发明提供了一种控制器，所述控制器包括第一端口、第二端口及通信电路。所述第一端口接收所述电池管理系统内电池的电能。所述第二端口接收时钟信号。所述通信电路与所述第一端口及所述第二端口耦合，用于在休眠模式下检测所述时钟信号，并在所述休眠模式下根据检测所述时钟信号的结果产生第一转换信号，从而根据所述第一转换信号控制所述电池管理系统从所述休眠模式转换到非休眠模式。所述电池管理系统在所述休眠模式下禁用对所述电池进行充放电的控制，并在所述非休眠模式下使能对所述电池进行充放电的控制。
本发明也提供了一种电池管理系统，包括电池、充电开关及放电开关及控制器。所述电池包括数个电池单元。所述充电开关控制所述电池的充电，所述放电开关控制所述电池的放电。所述控制器与所述电池耦合，用于在所述休眠模式下检测时钟信号，并在所述休眠模式下根据检测所述时钟信号的结果产生第一转换信号，所述电池管理系统根据所述第一转换信号从所述休眠模式转换到所述非休眠模式。在休眠模式下，所述控制器禁用所述充电开关及所述放电开关以禁用所述电池的充电及放电，在非休眠模式下，所述控制器选择性地使能所述充电开关及所述放电开关以控制所述电池的充电及放电。
本发明还提供了一种控制电池管理系统的方法，包括在休眠模式下，通过通信电路检测时钟信号；及根据检测所述时钟信号的结果产生第一转换信号，从而控制所述电池管理系统从所述休眠模式转换到非休眠模式，所述电池管理系统在所述休眠模式下禁用对所述电池管理系统内的电池进行充放电的控制，并在所述非休眠模式下使能对所述电池进行充放电的控制。
本发明提供的控制器、电池管理系统及控制电池管理系统的方法，通过使用功耗较低的通信电路，使BMS可在休眠模式下与主机通信并响应主机由休眠模式转换至非休眠模式。
附图说明
以下通过对本发明的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。
图1所示为现有技术提供的一种主机系统的结构示意图；
图2为现有技术提供的电池管理系统的电路框图；
图3为本发明一个实施例提供的主机系统的结构示意图；
图4为本发明一个实施例提供的电池管理系统的结构示意图；
图5为本发明另一个实施例提供的电池管理系统的结构示意图；
图6为本发明又一个实施例提供的电池管理系统的结构示意图；
图7为本发明一个实施例提供的电池管理系统的信号波形图；
图8为本发明一个实施例提供的控制电池管理系统的方法的流程示意图；
图9为本发明另一个实施例提供的控制电池管理系统的方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手续、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
本发明实施例提供了控制电池管理系统的电路及方法。电池管理系统（BMS）包括电池及控制电池充放电的控制器。在一个实施例中，控制器根据基准电压控制BMS从休眠模式转换至非休眠模式，其中基准电压小于电池内电池单元电压的总和。休眠模式也可被称作停机模式或深睡模式。非休眠模式可包括正常模式。有利地，若控制器接收到指示BMS从休眠模式转换至非休眠模式的请求信号，则控制器可正常完成BMS从休眠模式转换至非休眠模式的转换。此外，控制器可根据BMS的端电压的变化控制BMS从休眠模式转换至非休眠模式。有利地，若控制器接收到指示BMS进入休眠模式的请求信号，则BMS可正确进入休眠模式，并避免错误地从休眠模式转换至正常模式。
进一步地，在另一个实施例中，控制器可根据控制器与主机间的通信将BMS从休眠模式转换至非休眠模式。有利地，当主机指示BMS进入正常模式时，BMS内可与主机通信的通信电路得以启用。
上文中提到的电池可为但不限于为锂离子电池、铅酸电池或太阳能电池。
图3所示为本发明一个实施例提供的主机系统300的结构示意图。如图3所示，主机系统300包括主机320。主机320可为但不限于为笔记本电脑系统的主板。主机系统300还包括BMS 340及360。BMS 340及360响应来自主机320的请求信号从而控制BMS 340及360内的电池的充放电。此外，BMS 340及360使得BMS 340及360内的电池避免处于不良状态或异常状态，如过压、过流及欠压状态。尽管图3只揭露了两个BMS，主机系统300可包括任意数目的BMS。
图4所示为本发明一个实施例提供的BMS 400的结构示意图。BMS 400可用作图3中所示的BMS 340。BMS 400可通过端口PACK+及PACK-与图3中的主机320耦合。在一个实施例中，图3中的BMS 360与BMS 400具有相似结构。BMS 400包括电池420、控制器480、电阻RS及RP、用以控制电池420的充电的开关CFET、用以控制电池420的放电的开关DFET、以及电容CREG。控制器480及BMS 400可有选择地工作于数种模式，如休眠模式和正常模式。如图4所示，电池420可包括电池单元422、424、426以及428，但电池420还可包含任意数目的电池单元。
在一个实施例中，信号BATTPRES用于通知主机320BMS400已与主机320耦合。主机320通过主机320的电池出现检测端口（图中未示出）接收信号BATTPRES，并且，若信号BATTPRES显示BMS 400已与主机320耦合，则主机320发送请求信号。当BMS 400与主机320耦合时，电池出现检测端口接收BATTPRES信号。当BMS 400与主机320未耦合时，电池出现检测端口不接收BATTPRES信号。在一个实施例中，若BMS 400与主机320未耦合，则主机320的电池出现检测端口处于悬浮态并具有第一电压水平，如5V。若BMS 400与主机320耦合，则主机320通过电池出现检测端口接收信号BATTPRES。下拉电阻RP使得信号BATTPRES及电池出现检测端口的电压水平下拉至第二电压水平，如0.5V。
来自主机320的请求信号请求控制器480自休眠模式转换至非休眠模式，例如正常模式。请求信号可为发送至端口PACK+的请求信号RQ1，或为发送至控制器480内的通信电路402的请求信号RQ2（信号RQ1及信号RQ2将在下文中进一步阐述）。在一个实施例中，通信电路402可在休眠模式及正常模式下与主机320通信。
在休眠模式下，控制器480禁用开关CFET及开关DFET以禁用电池420的充放电。在一个实施例中，控制器480在收到来自主机320的请求信号RQ1或请求信号RQ2前，可保持工作于休眠模式。
响应于请求信号，控制器480可控制BMS 400在一定条件下转换至正常模式。在正常模式下，控制器480通过控制开关CFET及开关DFET以控制电池420的充放电。
此外，在正常模式下，控制器480避免电池420处于不良状态或异常状态。更详细地，控制器480检测电池单元422、424、426及428的状态，如电池单元电压及流经电池单元的电流，并相应控制开关CFET及开关DFET从而控制电池420的充放电。例如，若控制器480检测到电池单元42i（i=2、4、6、8）的单元电压低于欠压基准，则控制器480通过信号DSG断开开关DFET以停止对电池420进行放电。若控制器480检测到电池单元42i（i=2、4、6、8）的单元电压高于过压基准，则控制器480通过信号CHG断开开关CFET以停止对电池420进行充电。即，在正常模式下，BMS 400选择性地使能开关CFET及开关DFET以控制对电池420的充放电。控制器480检测流经电阻RS的电流以检测流经电池单元的电流。
如图4所示，BMS 400根据第二转换信号S482（未示出）自休眠模式转换至正常模式。控制器480包括转换信号产生器482。转换信号产生器482根据端口PACK+处的端口电压VPACK+与基准电压VREF的比较结果产生第二转换信号S482。在一个实施例中，若端口电压VPACK+初始时小于基准电压VREF但后来增加至大于基准电压VREF，则转换信号产生器482产生第二转换信号S482。基准电压VREF小于电压VBAT，其中电压VBAT为电池420内电池单元电压的总和。例如，基准电压VREF可为电池单元424、426及428的单元电压的总和。基准电压VREF也可为任意数目的电池单元或其结合的单元电压的总和。
更详细地，若端口电压VPACK+小于基准电压VREF，则控制器480保持处于休眠模式。若端口电压VPACK+从小于基准电压VREF的第一电压水平升至高于基准电压VREF的第二电压水平，则转换信号产生器482产生第二转换信号S482以将BMS 340自休眠模式转换至正常模式。若当主机320的请求信号RQ1指示控制器480进入休眠模式时，端口电压VPACK+保持大于基准电压VREF（例如，由于端口PACK+处的寄生效应，端口电压VPACK+仍保持大于基准电压VREF），则控制器480将响应指示的要求，仍然保持处于休眠模式，而非错误地转换至正常模式。
如图4所示，转换信号产生器482包括比较器492。比较器492比较端口电压VPACK+与基准电压VREF。转换信号产生器482还包括边沿检测器496。若边沿检测器496在比较器492的输出端检测到边沿（如上升沿），则边沿检测器496产生第二转换信号S482。
在休眠模式下，在一个实施例中，BMS 340在主机320关机时插入主机320内。当主机320与BMS 340一起通过端口VCC（图中未示出）上电时（如由充电器或图3所示BMS 360内的电池向端口VCC供电），主机320的电池出现检测端口接收到的信号BATTPRES为第二电压水平（例如0.5V）而不是第一电压水平（例如5V）。因此，主机320判定BMS 340已插入主机320。主机320可通过为端口PACK+供电以请求启用BMS 340。例如，可由充电器或图3所示BMS 360对BMS 340的端口PACK+供电。端口电压VPACK+因此上升。若端口电压VPACK+上升至第一电压水平，使得比较器492输出边沿（如上升沿），则边沿检测器496输出第二转换信号S482以使BMS 340自休眠模式转换至正常模式，从而，电池420可在控制器480的控制下充放电。
有利地，当主机320指示BMS 340进入正常模式时，如主机320通过控制另一BMS如BMS 360向端口PACK+供电以指示BMS 340进入正常模式，即使端口PACK+处的端口电压VPACK+低于电压VBAT，只要端口PACK+处的端口电压VPACK+升至高于基准电压VREF（VREF<VBAT），则BMS 340仍可转换至正常模式。此外，通过根据端口电压VPACK+的变化将控制器480自休眠模式转换至正常模式，BMS 340可避免错误地转换至正常模式。例如，控制器480自正常模式转换至休眠模式后，若由于端口PACK+处的寄生电容效应，端口电压VPACK+仍保持高于基准电压VREF，控制器480仍可保持处于休眠模式。
除了应用于图3所示主机系统300中，BMS 400还可应用于其他各种应用中。在一个实施例中，BMS 400未与任何主机耦合。在此实施例中，BMS 400在端口PACK+处直接自电源接收电能，而非响应于来自主机的请求信号RQ1接收电能。端口电压VPACK+可升至高于基准电压VREF，从而使BMS 400自休眠模式转换至正常模式。电源可为但不限于为充电器。例如，当BMS400处于休眠模式且测试人员需测试BMS 400，充电器可向端口PACK+提供电能以使BMS 400转换至正常模式，从而测试人员可测试BMS 400。
进一步地，在另一实施例中，处于休眠模式的BMS 400插入已上电的主机320。在此实施例中，当BMS 400处于休眠模式时，主机320可与通信电路402通信，如主机320可通过总线与通信电路402通信。此处，“总线”包含用以根据传输协议传输数据及命令的电线。例如，BMS 400可通过总线传输时钟信号S CL及数据信号SDA。因此，响应于请求信号RQ2，BMS 400可根据主机320与通信电路402间的通信自休眠模式转换至正常模式。相关细节将在与图5及图6相关的描述中展开。
图5所示为本发明一个实施例提供的BMS 500的结构示意图。BMS 500可用作图3中所示的BMS 340。图5结合图3及图4一并进行描述。与图4中标号相同的元件具有相似功能。图5中的控制器580是图4中控制器480的一个实施例。如图5所示，控制器580中的通信电路402A（对应于图4中的通信电路402）包括低压差电压调制器（LDO）586及总线控制器588。
如图5所示，LDO 586在休眠模式下禁用，并在正常模式下启用以响应于第一转换信号S588（第一转换信号S 588将在下文中详述）产生基准电压VREG。总线控制器588在休眠模式及工作模式下为BMS 340传输信号SCL及信号SDA。在一个实施例中，信号SCL为时钟信号，信号SDA为数据信号。此外，在休眠模式下，总线控制器588通过检测信号SCL及信号SDA以判定通信电路402A是否接收到请求电池420启用的请求信号RQ2，并相应地产生第一转换信号S588。在一个实施例中，请求电池420启用的请求信号RQ2指示电池420充电或是指示电池420放电。更详细地，信号SCL与信号SDA共同包含了请求地址信息，该请求地址信息为主机320请求启动的电池的地址信息。总线控制器588存储了电池420的地址信息。总线控制器588检查电池420的地址信息是否与请求地址信息匹配。若电池420的地址信息与请求地址信息匹配，则总线控制器588判定总线控制器588接收到请求电池420启用的请求信号RQ2，并启用电池420。。若总线控制器588接收到请求信号RQ2，则总线控制器588产生第一转换信号S588。
如图5所示，BMS 500包括开关K 1及开关K2。在休眠模式下，LDO 586禁用且不能产生基准电压VREG，开关K 1导通，开关K2断开，总线控制器588由电池单元426及428供电。在正常模式下，LDO 586启用并产生基准电压VREG，开关K 1断开，开关K2导通，总线控制器588由基准电压VREG供电。需要指出的是，在休眠模式下，总线控制器588也可由任意数目的电池单元供电。给总线控制器588供电的电池单元的数目取决于总线控制器588内器件的工作电压。在休眠模式下给总线控制器588供电的电池单元的总电压可大于总线控制器588内每个器件的工作电压。
在休眠模式下，在一个实施例中，BMS 500在主机320已上电时插入主机320。在此情形下，当处于休眠模式下的BMS 500插入主机320时，主机320的电池出现检测端口接收到的信号BATTPRES为第二电压水平，例如0.5V，因此主机320判定BMS500已插入主机320。总线控制器588检查时钟信号SCL及数据信号SDA，并根据检查时钟信号SCL及数据信号SDA的结果，判定总线控制器588是否接收到请求信号RQ2。若总线控制器588已接收到请求信号RQ2，则总线控制器588产生第一转换信号S588以将BMS 500转换至正常模式，并且，总线控制器588转换至由基准电压VREG供电。在正常模式下，总线控制器588还检查请求信号RQ2内的指示信息。例如，总线控制器588检查请求信号RQ2是指示电池420充电或是指示电池420放电。控制器580响应检查结果。例如，若请求信号RQ2是指示电池420充电，则控制器580导通开关CFET并关断开关DFET，并控制电池420的充电。
在一个实施例中，控制器580集成于芯片内。控制器580包括接收来自电池单元426及428的电能的第一端口，也包括接收时钟信号SCL的端口及接收数据信号SDA的第二端口及第三端口。
有利地，通过控制开关K1及开关K2以在休眠模式为总线控制器588供电，控制器580可在休眠模式下通过总线控制器588与主机320进行通信从而响应主机320。此外，总线控制器588可为逻辑电路，因而总线控制器588在休眠模式下的功耗可忽略。
图6所示为本发明一个实施例提供的BMS 600的结构示意图。BMS 600可用作图3中所示的BMS 340。图6结合图3、图4及图5一并进行描述，与图5中标号相同的元件具有相似功能。图6中的控制器680是图4中控制器480的一个实施例。如图6所示，除通信电路402B（与图4中的通信电路402对应）外，控制器680的结构与图5中控制器580的结构相似。通信电路402B包括LDO 586、总线控制器588及信号检测器682。信号检测器682可检测时钟信号SCL及/或数据信号SDA。
如图6所示，信号检测器682由电池单元426及428供电。此外，信号检测器682也可由其他数目的电池单元供电。为信号检测器682供电的电池单元的数目取决于信号检测器682内的器件所需的工作电压。在休眠模式下，信号检测器682可检测时钟信号SCL及/或数据信号SDA，并相应地产生第一转换信号S682（未示出）。BMS 340根据第一转换信号S682从休眠模式转换至正常模式。例如，若时钟信号SCL及数据信号SDA满足内部集成电路（internal-integrated circuit，I2C）总线的开始/停顿条件，则信号检测器682相应地产生第一转换信号S682。在另一个实施例中，信号检测器682仅检测时钟信号SCL，并根据时钟信号SCL脉冲的出现产生第一转换信号S682。例如，若时钟信号SCL的电压水平从第一水平变化到第二水平，则信号检测器682相应地产生第一转换信号S682。
在休眠模式下，LDO 586禁用，BMS 600响应于第一转换信号S682转换至正常模式后，LDO 586启用并产生基准电压VREG以给总线控制器588供电。在正常模式下，总线控制器588为BMS 340传输时钟信号SCL及数据信号SDA，并通过检查时钟信号SCL及数据信号SDA判定通信电路402B是否接收到请求电池420启用的请求信号RQ2。例如，总线控制器588检查电池420的地址信息是否与请求地址信息匹配。若电池420的地址信息与请求地址信息匹配，则总线控制器588判定总线控制器588接收到请求信号RQ2。相应地，BMS 600控制电池420的充放电。若电池420的地址信息与请求地址信息不匹配，则总线控制器588判定总线控制器588未接收到请求信号RQ2。相应地，BMS600由正常模式转换回休眠模式。
图7所示为本发明一个实施例提供的与图6中的信号检测器682相关的I2C总线的开始/停顿条件。如图7所示，数据信号SDA的下降沿与时钟信号的逻辑高电平的组合满足开始条件，数据信号SDA的上升沿与时钟信号的逻辑高电平的组合满足停顿条件。在一个实施例中，若信号检测器682检测到开始条件，则信号检测器682产生第一转换信号S682。在另一个实施例中，若信号检测器682检测到开始条件及停顿条件，则信号检测器682产生第一转换信号S682。
有利地，通过在休眠模式下应用信号检测器682，BMS 600可在休眠模式下与主机320通信进而响应主机320的请求。此外，信号检测器682可由逻辑电路构成，因此，信号检测器682在休眠模式下的功耗可忽略不计。
图8所示为根据本发明一个实施例的控制BMS的方法的流程示意图800。图8将结合图4、图5及图6进行描述。图8所涵盖的具体操作步骤仅仅为示例性说明，也就是说，本发明实施例对于其他合理的操作流程或对图8进行改进的操作步骤同样适用。
在步骤812中，一电压为BMS（如BMS 400、BMS 500或BMS600）的PACK+端口供电。例如，为PACK+端口供电的电压由充电器提供或另一BMS内的电池根据请求信号（如来自主机的请求信号RQ1）提供。
在步骤814中，端口PACK+的端口电压VPACK+与基准电压VREF比较。在一个实施例中，基准电压VREF小于电压VBAT。电压VBAT为BMS内的电池420内电池单元电压的总和。
在步骤816中，第二转换信号S482基于端口电压VPACK+与基准电压VREF间的差值的变化产生。响应于第二转换信号S482，控制器（如控制器480、控制器580或控制器680）控制BMS工作于休眠模式或非休眠模式（比如正常模式）。例如，若端口电压VPACK+从低于基准电压VREF的第一电压水平上升至高于基准电压VREF的第二电压水平，则第二转换信号S482得以产生。
图9所示为根据本发明一个实施例的控制BMS的方法的流程示意图900。图9将结合图5及图6进行描述。图9所涵盖的具体操作步骤仅仅为示例性说明，也就是说，本发明实施例对于其他合理的操作流程或对图9进行改进的操作步骤同样适用。
在步骤912中，当BMS（如BMS 500或BMS 600）工作于休眠模式，BMS内的电路（如图5中的总线控制器588及图6中的信号检测器682）接收来自BMS内的电池单元的电能。在休眠模式下，BMS 500或BMS 600禁用BMS 500或BMS 600内电池的充放电。
在步骤914，BMS接收来自主机的时钟信号SCL及/或数据信号SDA，如BMS通过总线接收来自主机的时钟信号SCL及/或数据信号SDA。
在步骤916中，通信电路在休眠模式检测时钟信号SCL及/或数据信号SDA，例如通信电路在休眠模式通过总线控制器588或信号检测器682检测时钟信号SCL及/或数据信号SDA。
在步骤918中，BMS根据检测时钟信号SCL及/或数据信号SDA的检测结果产生转换信号，如用以控制BMS 500或BMS600自休眠模式转换至非休眠模式的第一转换信号S588或第一转换信号S 682。非休眠模式可为正常模式。在正常模式下，BMS500或BMS 600使能BMS 500或BMS 600内的电池的充放电。在一个实施例中，第一转换信号S682的产生取决于时钟信号SCL上脉冲的出现。时钟信号SCL上是否出现脉冲由信号检测器682检测。信号检测器682由BMS 600内的电池供电。在一个实施例中，请求BMS 600启动的请求信号是否收到由总线控制器588通过在正常模式检测时钟信号SCL及数据信号SDA判定。图6所示的总线控制器588在正常模式下由响应于第一转换信号S682而产生的基准电压供电。在另一个实施例中，请求BMS 500启动电池的请求信号RQ2是否收到由图5所示的总线控制器588在休眠模式通过检测时钟信号SCL及数据信号SDA判定。总线控制器588由BMS 500内的电池单元供电。若请求BMS 500启动的请求信号已收到，则第一转换信号S588得以产生。响应于第一转换信号S588，总线控制器588不再由BMS 500内的电池单元供电，而由基准电压（如VREG）供电。
因此，本发明的实施例提供的控制器、电池管理系统及控制电池管理系统的方法，通过使用功耗较低的通信电路，使BMS可在休眠模式下与主机通信并响应主机由休眠模式转换至非休眠模式，例如正常模式。
上文具体实施方式和附图仅为本发明的常用实施例。显然，在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。

Claims (22)

1.一种控制器，用于控制电池管理系统，其特征在于，所述控制器包括：
第一端口，用于接收所述电池管理系统内电池的电能；
第二端口，用于接收时钟信号；以及
通信电路，与所述第一端口及所述第二端口耦合，用于在休眠模式下检测所述时钟信号，并在所述休眠模式下根据检测所述时钟信号的结果产生第一转换信号，从而根据所述第一转换信号控制所述电池管理系统从所述休眠模式转换到非休眠模式；
其中，所述电池管理系统在所述休眠模式下禁用对所述电池进行充放电的控制，并在所述非休眠模式下使能对所述电池进行充放电的控制。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述通信电路根据所述时钟信号的脉冲产生所述第一转换信号。
3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括第三端口，用于接收数据信号，且在所述非休眠模式下，所述通信电路通过检测所述时钟信号及所述数据信号来判定所述通信电路是否接收到请求所述电池启用的请求信号。
4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述通信电路包括：
信号检测器，由所述电池内的电池单元供电，用以在所述休眠模式下根据所述时钟信号的脉冲产生所述第一转换信号；
调制器，在所述休眠模式下，所述调制器禁用，在所述非休眠模式下，所述调制器响应于所述第一转换信号，启用并产生基准电压；以及
总线控制器，由所述基准电压供电，在所述非休眠模式下，所述总线控制器通过检测所述时钟信号与所述数据信号以判定是否接收到所述请求信号。
5.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述通信电路在所述休眠模式下还根据检测数据信号的结果来产生所述第一转换信号。
6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括第三端口，用于接收所述数据信号，且在所述休眠模式下，所述通信电路通过检测所述时钟信号及所述数据信号来判定所述通信电路是否接收到请求所述电池启用的请求信号，并根据检测所述请求信号是否接收到的结果来产生所述第一转换信号。
7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述通信电路包括：
调制器，所述调制器在所述休眠模式下禁用，在所述非休眠模式下响应于所述第一转换信号而开启并产生基准电压；以及
总线控制器，在所述休眠模式下，所述总线控制器由所述电池内的电池单元供电，并在接收到所述请求信号后产生所述第一转换信号，在所述非休眠模式下，所述总线控制器由所述基准电压供电，且在所述休眠模式及所述非休眠模式下，所述总线控制器为所述电池管理系统传输所述时钟信号及所述数据信号。
8.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：
转换信号产生器，与所述电池耦合，用于比较所述电池管理系统的端电压及基准电压，并根据所述端电压与所述基准电压间的差值的变化产生第二转换信号，所述基准电压小于所述电池内电池单元电压的总和，所述电池管理系统根据所述第二转换信号从所述休眠模式转换到所述非休眠模式。
9.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，若所述端电压从小于所述基准电压的第一电压水平升至高于所述基准电压的第二电压水平，则所述转换信号产生器产生所述第二转换信号。
10.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述转换信号产生器包括：
比较器，与所述电池耦合，比较所述端电压与所述基准电压；以及
边沿检测器，与所述比较器耦合，若所述边沿检测器在所述比较器的输出端检测到边沿，则所述边沿检测器产生所述第二转换信号。
11.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统包括：
电池，所述电池包括数个电池单元；
充电开关及放电开关，所述充电开关控制所述电池的充电，所述放电开关控制所述电池的放电；以及
控制器，与所述电池耦合，用于在休眠模式下检测时钟信号，并在所述休眠模式下根据检测所述时钟信号的结果产生第一转换信号，所述电池管理系统根据所述第一转换信号从所述休眠模式转换到非休眠模式；
其中，在所述休眠模式下，所述控制器禁用所述充电开关及所述放电开关以禁用所述电池的充电及放电，在所述非休眠模式下，所述控制器选择性地使能所述充电开关及所述放电开关以控制所述电池的充电及放电。
12.根据权利要求11所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器根据所述时钟信号的脉冲产生所述第一转换信号。
13.根据权利要求11所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器包括：
信号检测器，由所述电池内的电池单元供电，用以在所述休眠模式下根据所述时钟信号的脉冲产生所述第一转换信号；
调制器，所述调制器在所述休眠模式下禁用，在所述非休眠模式下响应于所述第一转换信号而启用并产生基准电压；以及
总线控制器，所述总线控制器由所述基准电压供电，在所述非休眠模式下，所述总线控制器通过检测所述时钟信号与数据信号来判定是否收到请求所述电池启用的请求信号。
14.根据权利要求11所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器在所述休眠模式下，还通过检测所述时钟信号及数据信号来判定所述控制器是否接收到请求所述电池启用的请求信号，并且，所述控制器根据检测是否接收到所述请求信号的结果产生所述第一转换信号。
15.根据权利要求11所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器还根据所述电池管理系统的端电压与基准电压间的差值的变化产生第二转换信号，所述基准电压小于所述电池内电池单元电压的总和，所述电池管理系统根据所述第二转换信号从所述休眠模式转换到所述非休眠模式。
16.根据权利要求15所述的电池管理系统，其特征在于，若所述端电压从小于所述基准电压的第一电压水平升至高于所述基准电压的第二电压水平，则所述控制器产生所述第二转换信号。
17.一种控制电池管理系统的方法，其特征在于，所述方法包括：
在休眠模式下，通过通信电路检测时钟信号；以及
根据检测所述时钟信号的结果产生第一转换信号，从而控制所述电池管理系统从所述休眠模式转换到非休眠模式，
其中，所述电池管理系统在所述休眠模式下禁用对所述电池管理系统内的电池进行充放电的控制，并在所述非休眠模式下使能对所述电池进行充放电的控制。
18.根据权利要求17所述的控制电池管理系统的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述非休眠模式下，通过所述通信电路内的总线控制器检测所述时钟信号及数据信号，从而根据所述时钟信号和所述数据信号来判定是否接收到请求所述电池启用的请求信号。
19.根据权利要求18所述的控制电池管理系统的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述电池的电池单元为所述通信电路内的信号检测器供电从而根据所述时钟信号产生所述第一转换信号；
响应于所述第一转换信号，产生基准电压；及
通过所述基准电压为所述总线控制器供电。
20.根据权利要求17所述的控制电池管理系统的方法，其特征在于，所述产生所述第一转换信号的步骤包括根据所述时钟信号的脉冲产生所述第一转换信号。
21.根据权利要求17所述的控制电池管理系统的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述电池管理系统的端电压与基准电压间的差值的变化产生第二转换信号，所述基准电压小于所述电池内电池单元电压的总和；以及
根据所述第二转换信号将所述电池管理系统从所述休眠模式转换到所述非休眠模式。
22.根据权利要求21所述的控制电池管理系统的方法，其特征在于，若所述端电压从小于所述基准电压的第一电压水平升至高于所述基准电压的第二电压水平，则产生所述第二转换信号。
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