CN106251897B - 一种电动汽车电池管理系统铁电存储电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车电池管理系统铁电存储电路，包括DC/DC降压单元、电平转换单元及铁电储存单元，所述DC/DC降压单元用于将5V电压转换为3V电压，并向电平转换单元及铁电储存单元提供该工作电压，所述电平转换单元用于接收单片机电压和通讯信号，并将该电压和通讯信号经电压转变后送入铁电存储单元储存。本发明采用汽车级的电压和信号转换电路使得单片机端电压、信号和铁电存储电压和信号能够很好的隔离，抗干扰效果好，写入速度快。

Description

一种电动汽车电池管理系统铁电存储电路
技术领域
本发明涉及一种数据存储电路，具体涉及一种电动汽车电池管理系统铁电存储电路。
背景技术
传统的主流半导体存储器可以分为两类：易失性和非易失性，易失性的存储器包括静态存储器SRAM(static random access memory)和动态存储器DRAM(dynamic randomaccess memory),SRAM和DRAM在掉电时候均会失去保存的数据，RAM类型的存储器易于使用而且性能好，可是他们同样会在掉电的情况下会失去保存的数据。非易失性存储器在掉电的情况下并不会丢失所存储的数据，然而所有的主流的非易失性存储器均源自于只读存储器(ROM)技术，然而被称为只读存储器的东西肯定不容易进行写入操作，其实事实上是根本不能写入。所以有ROM技术研发出的存储器则都具有写入信息困难的特点，这些技术包括有EPROM、EEPROM和FLASH，这些存储器不仅写入速度慢，而且只能有限次的的擦写，写入时功耗大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车电池管理系统铁电存储电路，该驱动电路不仅写入速度快、写入功耗小而且可以无限次写入。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种电动汽车电池管理系统铁电存储电路，包括DC/DC降压单元、电平转换单元及铁电储存单元，所述DC/DC降压单元用于将5V电压转换为3V电压，并向电平转换单元及铁电储存单元提供该工作电压，所述电平转换单元用于接收单片机电压和通讯信号，并将该电压和通讯信号经电压转变后送入铁电存储单元储存。
所述DC/DC降压单元包括降压芯片Q1，电容C1、C2、C3和C4，所述降压芯片Q1的1脚和2脚接地，降压芯片Q1的3和4脚接+5V电源，所述降压芯片Q1的4脚通过并联的电容C3和C4后接地，其5脚和6脚为电源，且该5脚和6脚通过并联的电容C1和C2后接地。
所述电平转换单元采用电平转换芯片U1，所述电平转换单元U1的6脚、7脚、8脚和9脚分别经上拉电阻R5、R6、R7、R8与DC/DC降压单元的电压输出端相连，电平转换单元U1的12脚、13脚、14脚和15脚分别经电阻R1、R2、R3、R4与DC/DC降压单元的电压输入端相连；所述电平转换单元U1的10脚经电阻R9接地，其2脚与DC/DC降压单元的电压输出端相连，其19脚与DC/DC降压单元的电压输入端相连。
所述铁电储存单元采用铁电存储芯片U2，所述铁电储存芯片U2的3脚、7脚、8脚均与3.3V电源相连，且其3脚经电容C9接地，其8脚经电容C7接地，其7脚经电容C8接地。
所述降压芯片Q1的型号为汽车级MAX6070AAUT33+T。
所述电平转换芯片U1的型号为汽车级MAX3001EAUP。
所述铁电存储芯片U2的型号为CY15B104Q。
本发明的有益效果是：
(1)芯片工作电压稳定、抗干扰效果好且静态功耗低。铁电存储电路采用汽车级降压电路输出3.3V电压为电压和信号电平转换芯片U1和铁电存储芯片U2提供稳定的工作电压，采用汽车级的电压和信号转换电路使得单片机端电压、信号和铁电存储电压和信号能够很好的隔离，抗干扰效果好，并且此电路具有15KV的ESD(静电)保护功能，并且静态功耗比较低只有0.1uA。
(2)写入速度快且可以无限次写入，铁电存储电路的铁电存储芯片U2使用高级铁电工艺4Mbit非易失性存储器，以总线的速度执行写操作并且使用高速的SPI总线与单片机传输，写入速度快，该芯片能够支持10的14平方读写周期，提供了更多的读写次数，可以无限次写入。
附图说明
图1是本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，一种电动汽车电池管理系统铁电存储电路，包括DC/DC降压单元、电压和信号电平转换单元、铁电存储单元，DC/DC降压电路是5V转3.3V电压，为电压和信号电平转换芯片U1和铁电存储芯片U2提供稳定的工作电压，连接单片机的5V电源和SPI通讯信号经过电压和信号电平转换芯片U1后转为3.3V电源和SPI通讯信号，此3.3V电源和SPI通讯信号连接铁电存储芯片，使得铁电存储芯片和单片机通过高速的SPI传输，实现数据的存储。
如图1所示，DC/DC降压单元包括降压芯片Q1，电容C3、C1、C4和C2构成的，降压芯片Q1的1脚和2脚接地,降压芯片Q1的3脚接+5V电源，该降压芯片的4脚接输入电压+5V，且接在滤波电容C3和C4的一端，滤波电容C3和C4的另一端接地,降压芯片Q1的5脚和6脚输出3.3V电压，接在滤波电容C1和C2的一端，滤波电容C1和C2的另一端接地。本实施例中，降压芯片Q1的型号为汽车级MAX6070AAUT33+T，滤波电容C1和C3为钽电容,C2和C4为瓷片电容，电容C1和电容C2对输入+5V电压进行高频和低频滤波，电容C3和电容C4对输出+3.3V电压进行高频和低频滤波，输出电压精度可以达到0.04％同时经过电容滤波处理后给铁电存储芯片U2提供稳定的3.3V工作电压。
电平转换单元由电平转换芯片U1，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9，电容C5和C6构成,电平转换芯片U1的2脚接转换后3.3V电压，接在滤波电容C5的一端，滤波电容C5的另一端接地,电平转换芯片U1的6脚接转换后的3.3V CS片选信号,接在限流电阻R8的一端，限流电阻R8的另一端接3.3V电压，电平转换芯片U1的7脚接转换后的3.3V DI数据输入信号，接在限流电阻R7的一端，限流电阻R7的另一端接3.3V电压，电平转换芯片U1的8脚接转换后的3.3V DO数据输出信号，接在限流电阻R6的一端，限流电阻R6的另一端接3.3V电压，电平转换芯片U1的9脚接转换后的3.3V SCK时钟信号，接在限流电阻R5的一端，限流电阻R5的另一端接3.3V电压，电平转换芯片U1的10脚接使能信号，接在下拉电阻R9的一端，下拉电阻R9的另一端接地,电平转换芯片U1的11脚接地、电平转换芯片U1的12脚接单片机的5VSPI1_SCLK时钟信号,接在限流电阻R4的一端，限流电阻R4的另一端接5V电压,电平转换芯片U1的13脚接单片机的5V SPI1_MRST数据输出信号,接在限流电阻R3的一端，限流电阻R3的另一端接5V电压,电平转换芯片U1的14脚接单片机的5V SPI1_MTSR数据输入信号,接在限流电阻R2的一端，限流电阻R2的另一端接5V电压,电平转换芯片U1的15脚接单片机的5VSPI1_CS数据片选信号,接在限流电阻R1的一端，限流电阻R1的另一端接5V电压.电平转换芯片U1的19脚接单片机的5V电压,接在滤波电容C6的一端，滤波电容C6的另一端接地。本实施例中电平转换芯片U1的型号为汽车级MAX3001EAUP，该电平转换单元提供了8路的电平转换通道，电压和信号实现5V到3.3V的转换，此转换单元通讯速度快提供了4MBIT通讯速率，功耗比较低静态电流<10uA,当EN脚为低电平，静态电流<2uA,而且此电压和信号转换单元抗静电效果好，具有±15KV的ESD静电保护功能。
铁电存储单元采用铁电存储芯片U2，该铁电存储芯片U2的1脚与单片机的CS片选信号相连，铁电存储芯片U2的2脚与单片机的DO数据输出信号相连，铁电存储芯片U2的3脚接3.3V电压，同时3脚经电容C9接地,铁电存储芯片U2的4脚接地,铁电存储芯片U2的5脚接单片机的DI数据输入信号，铁电存储芯片U2的6脚接单片机的SCLK时钟信号、铁电存储芯片U2的7脚接3.3V电压，接在滤波电容C8的一端，滤波电容C8的另一端接GND,铁电存储芯片U2的8脚接3.3V电压，接在滤波电容C7的一端，滤波电容C7的另一端接GND；设置铁电存储芯片U2取汽车级CY15B104Q，滤波电容C7、C8和C9取0.1uF,此铁电存储单元使用高级铁电工艺4Mbit非易失性存储器，具有更好的写功能、高耐久性和低功耗，并且使用高速的SPI总线与单片机传输，可以改进F-RAM技术的高速写入功能，此铁电存储芯片U2是一个SPI从设备，它运行速度可达到40MHZ,该高速串行总线为SPI主设备提供了性能优良的串行通信，SPI是带有芯片选择CS信号、串行输入SI信号、串行输出SO信号、串行时钟SCK信号，当CS为高电平，则该芯片进入低功耗待机模式，并忽略其它输入，当CS为低电平，该芯片将激活SCK信号，SCK的第一个上升沿表示SI信号引脚上SPI指令已接受到第一个最高有效位(MSB),所有的数据输入和输出均与串行时钟SCK同步，SPI数据总线由SI和SO两条线组成，可用于串行数据通信，SI也称为主出从入(MOSI),SO则称为主入从出(MISO)，主设备通过SI引脚将指令发送到从设备，从设备通过SO引脚进行响应。
本实施例采用DC/DC降压单元，此降压单元是5V转3.3V电压，为电压和信号电平转换芯片U1和铁电存储芯片U2提供稳定的工作电压；采用电压和信号转换单元，此转换单元连接单片机的5V电源和SPI通讯信号，经过电压和信号电平转换芯片U1后转为3.3V电源和SPI通讯信号，此3.3V电源和SPI通讯信号连接铁电存储单元，使得铁电存储单元和单片机通过高速的SPI传输，实现数据的存储。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电动汽车电池管理系统铁电存储电路，其特征在于：包括DC/DC降压单元、电平转换单元及铁电储存单元，所述DC/DC降压单元用于将5V电压转换为3V电压，并向电平转换单元及铁电储存单元提供该工作电压，所述电平转换单元用于接收单片机电压和通讯信号，并将该电压和通讯信号经电压转变后送入铁电存储单元储存；
所述DC/DC降压单元包括降压芯片Q1，电容C1、C2、C3和C4，所述降压芯片Q1的1脚和2脚接地,降压芯片Q1的3脚和4脚接+5V电源，所述降压芯片Q1的4脚通过并联的电容C3和C4后接地,其5脚和6脚接电源，且该5脚和6脚通过并联的电容C1和C2后接地；
所述电平转换单元采用电平转换芯片U1，所述电平转换单元U1的6脚、7脚、8脚和9脚分别经上拉电阻R5、R6、R7、R8与DC/DC降压单元的电压输出端相连，电平转换单元U1的12脚、13脚、14脚和15脚分别经电阻R1、R2、R3、R4与DC/DC降压单元的电压输入端相连；所述电平转换单元U1的10脚经电阻R9接地，其2脚与DC/DC降压单元的电压输出端相连，其19脚与DC/DC降压单元的电压输入端相连；
所述铁电储存单元采用铁电存储芯片U2，所述铁电储存芯片U2的3脚、7脚、8脚均与3.3V电源相连，且其3脚经电容C9接地，其8脚经电容C7接地，其7脚经电容C8接地。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理系统铁电存储电路，其特征在于：所述降压芯片Q1的型号为汽车级MAX6070AAUT33+T。
3.根据权利要求2所述的电动汽车电池管理系统铁电存储电路，其特征在于：所述电平转换芯片U1的型号为汽车级MAX3001EAUP。
4.根据权利要求3所述的电动汽车电池管理系统铁电存储电路，其特征在于：所述铁电存储芯片U2的型号为CY15B104Q。
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