CN111459865A - 带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块 - Google Patents

带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块 Download PDF

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CN111459865A CN202010469628.1A CN202010469628A CN111459865A CN 111459865 A CN111459865 A CN 111459865A CN 202010469628 A CN202010469628 A CN 202010469628A CN 111459865 A CN111459865 A CN 111459865A
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魏民会
周春苗
张伟
左光华
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Huizhou Sunway Electronics Co ltd
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Abstract

本发明揭示一种带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，包括主控模块、通讯扩展模块、通讯隔离模块、高压侧数据采集模块、高压侧电池均流模块、高压侧程序烧录模块、低压侧数据采集模块、低压侧电池均流模块和低压侧程序烧录模块；本发明能够节约主控模块中的通讯接口的资源，此外，其通过通讯隔离模块的设置，通讯隔离模块能够实现对高压侧数据采集模块和通讯扩展模块之间的隔离，再者，其能够给高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块的程序的烧录带来方便。

Description

带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块
技术领域
本发明涉及锂电池管理系统技术领域，具体涉及一种带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块。
背景技术
目前的锂电池管理系统中的低压侧数据采集模块和高压侧数据采集模块与主控模块均是通过IIC总线进行独立通讯的，这样一来，低压侧数据采集模块和高压侧数据采集模块会占用主控模块中较多的通讯接口，从而会浪费主控模块中的通讯接口的资源；此外，目前的锂电池管理系统中的低压侧数据采集模块和高压侧数据采集模块在烧录程序时，需要独立烧录，从而存在程序烧录麻烦的缺点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其通过通讯扩展模块的设置，高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块均与通讯扩展模块电连接，通讯扩展模块则与主控模块电连接，这样一来，高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块能够通过通讯扩展模块与主控模块之间实现分时通讯的目的，从而能够节约主控模块中的通讯接口的资源，此外，其通过通讯隔离模块的设置，通讯隔离模块能够实现对高压侧数据采集模块和通讯扩展模块之间的隔离，即能够提对内通讯模块的安全性，再者，当程序员将程序烧录到主控模块中后，主控模块能够自动通过高压侧程序烧录模块和低压侧程序烧录模块分别将对应的程序烧录到高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块中，这样一来，能够给高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块的程序的烧录带来方便。
本发明的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，包括主控模块、通讯扩展模块、通讯隔离模块、高压侧数据采集模块、高压侧电池均流模块、高压侧程序烧录模块、低压侧数据采集模块、低压侧电池均流模块和低压侧程序烧录模块，通讯扩展模块、高压侧程序烧录模块和低压侧程序烧录模块均与主控模块电连接，高压侧数据采集模块通过通讯隔离模块与通讯扩展模块电连接，低压侧数据采集模块与通讯扩展模块电连接，高压侧电池均流模块和高压侧程序烧录模块均与高压侧数据采集模块电连接，低压侧电池均流模块和低压侧程序烧录模块均与低压侧数据采集模块电连接。
本发明的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其中，通讯扩展模块包括IIC扩展芯片U14，电阻R218、R280、R281、R283、R291、R292、R279、R217、R282，电容C128；IIC扩展芯片U14的2脚、1脚和7脚均与接地端GND_M电连接，IIC扩展芯片U14的13脚、12脚、11脚和3脚分别串联电阻R283、电阻R280、电阻R218和电阻R281后与电源端V3.3电连接，IIC扩展芯片U14的13脚、12脚和3脚均与主控模块电连接，IIC扩展芯片U14的14脚与电源端V3.3电连接，IIC扩展芯片U14的14脚串联电容C128后与接地端GND_M电连接，IIC扩展芯片U14的13脚和12脚分别串联电阻R291和电阻R292后与IIC扩展芯片U14的9脚和10脚电连接，IIC扩展芯片U14的9脚、10脚和8脚分别串联电阻R279、电阻R217和电阻R282后与电源端V3.3电连接，低压侧数据采集模块与IIC扩展芯片U14的9脚和10脚电连接。
本发明的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其中，通讯隔离模块包括IIC隔离芯片U4，电阻R86、R84、R87、R85、R286，电容C25、C7，IIC隔离芯片U4的7脚和6脚均与高压侧数据采集模块电连接，IIC隔离芯片U4的7脚和6脚分别串联电阻R84和电阻R86后与电源端C3V3电连接，IIC隔离芯片U4的8脚与电源端C3V3电连接，IIC隔离芯片U4的8脚串联电容C25后与接地端GND_S电连接，IIC隔离芯片U4的的5脚与接地端GND_S电连接，IIC隔离芯片U4的4脚与接地端GND_M电连接，IIC隔离芯片U4的1脚与电源端V3.3电连接，IIC隔离芯片U4的1脚串联电容C7后与接地端GND_M电连接，IIC隔离芯片U4的2脚和3脚分别串联电阻R87和电阻R85后与电源端V3.3电连接，IIC隔离芯片U4的的2脚和3脚分别与IIC扩展芯片U14的5脚和6脚电连接，电阻R286的一端与电源端V3.3电连接，电阻R286的另一端与IIC扩展芯片U14的4脚电连接。
本发明的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其中，高压侧程序烧录模块包括场效应管Q4、Q41，三极管Q30，光耦U21，二极管D27，稳压二极管ZD3，电阻R336、R330、R215、R1、R272、R271、R173、R273，电容C207、C206、C118；二极管D27的正极与主控模块电连接，二极管D27的负极串联电阻R336后与光耦U21的1脚电连接，光耦U21的2脚与接地端GND_M电连接，电容C207的两端分别与光耦U21的1脚和2脚电连接，光耦U21的4脚与电源端C3V3电连接，光耦U21的3脚与接地端GND_S电连接，电容C206的两端分别与光耦U21的4脚和3脚电连接，光耦U21的3脚串联电阻R215后与场效应管Q4的门极电连接，场效应管Q4的门极串联电阻R1后与接地端GND_S电连接，场效应管Q4的漏极与接地端GND_S电连接，场效应管Q4的源极与场效应管Q41的门极电连接，场效应管Q4的源极串联电阻R271后与高压侧数据采集模块、场效应管Q41的源极和三极管Q30的集电极电连接，三极管Q30的基极串联电阻R173后与场效应管Q41的漏极电连接，三极管Q30的基极串联电阻R272后与接地端GND_S电连接，三极管Q30的发射极串联电容C118后与接地端GND_S电连接，电阻R273的两端分别与三极管Q30的发射极和高压侧数据采集模块电连接，稳压二极管ZD3的负极与高压侧数据采集模块电连接，稳压二极管ZD3的正极与接地端GND_S电连接。
本发明的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其中，低压侧程序烧录模块包括场效应管Q43、Q44，三极管Q46，稳压二极管ZD4，电阻R216、R123、R182、R179、R176、R274，电容C119；场效应管Q43的门极串联电阻R216后与主控模块电连接，场效应管Q43的门极串联电阻R123后与接地端GND_M电连接，场效应管Q43的漏极与接地端GND_M电连接，场效应管Q43的源极串联电阻R179后与低压侧数据采集模块、场效应管Q44的源极和三极管Q46的集电极电连接，三极管Q46的基极串联电阻R176后与场效应管Q44的漏极电连接，三极管Q46的基极串联电阻R182后与接地端GND_M电连接，三极管Q46的发射极串联电容C119后与接地端GND_M电连接，三极管Q46的发射极串联电阻R274后与低压侧数据采集模块电连接，稳压二极管ZD4的负极与低压侧数据采集模块电连接，稳压二极管ZD4的正极与接地端GND_M电连接。
本发明通过通讯扩展模块的设置，高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块均与通讯扩展模块电连接，通讯扩展模块则与主控模块电连接，这样一来，高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块能够通过通讯扩展模块与主控模块之间实现分时通讯的目的，从而能够节约主控模块中的通讯接口的资源，此外，其通过通讯隔离模块的设置，通讯隔离模块能够实现对高压侧数据采集模块和通讯扩展模块之间的隔离，即能够提对内通讯模块的安全性，再者，当程序员将程序烧录到主控模块中后，主控模块能够自动通过高压侧程序烧录模块和低压侧程序烧录模块分别将对应的程序烧录到高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块中，这样一来，能够给高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块的程序的烧录带来方便。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明的电路原理框图；
图2为主控模块的电路原理图；
图3为通讯扩展模块的电路原理图；
图4为高压侧数据采集模块的电路原理图；
图5为通讯隔离模块的电路原理图；
图6为低压侧数据采集模块的电路原理图；
图7为高压侧程序烧录模块的电路原理图；
图8为低压侧程序烧录模块的电路原理图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，包括主控模块1、通讯扩展模块2、通讯隔离模块3、高压侧数据采集模块4、高压侧电池均流模块5、高压侧程序烧录模块6、低压侧数据采集模块7、低压侧电池均流模块8和低压侧程序烧录模块9，通讯扩展模块2、高压侧程序烧录模块6和低压侧程序烧录模块9均与主控模块1电连接，高压侧数据采集模块4通过通讯隔离模块3与通讯扩展模块2电连接，低压侧数据采集模块7与通讯扩展模块2电连接，高压侧电池均流模块5和高压侧程序烧录模块6均与高压侧数据采集模块4电连接，低压侧电池均流模块8和低压侧程序烧录模块9均与低压侧数据采集模块7电连接；本发明通过通讯扩展模块的设置，高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块均与通讯扩展模块电连接，通讯扩展模块则与主控模块电连接，这样一来，高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块能够通过通讯扩展模块与主控模块之间实现分时通讯的目的，从而能够节约主控模块中的通讯接口的资源，此外，其通过通讯隔离模块的设置，通讯隔离模块能够实现对高压侧数据采集模块和通讯扩展模块之间的隔离，即能够提对内通讯模块的安全性，再者，当程序员将程序烧录到主控模块中后，主控模块能够自动通过高压侧程序烧录模块和低压侧程序烧录模块分别将对应的程序烧录到高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块中，这样一来，能够给高压侧数据采集模块和低压侧数据采集模块的程序的烧录带来方便。
通讯扩展模块2包括IIC扩展芯片U14，电阻R218、R280、R281、R283、R291、R292、R279、R217、R282，电容C128；IIC扩展芯片U14的2脚、1脚和7脚均与接地端GND_M电连接，IIC扩展芯片U14的13脚、12脚、11脚和3脚分别串联电阻R283、电阻R280、电阻R218和电阻R281后与电源端V3.3电连接，IIC扩展芯片U14的13脚、12脚和3脚均与主控模块1电连接，IIC扩展芯片U14的14脚与电源端V3.3电连接，IIC扩展芯片U14的14脚串联电容C128后与接地端GND_M电连接，IIC扩展芯片U14的13脚和12脚分别串联电阻R291和电阻R292后与IIC扩展芯片U14的9脚和10脚电连接，IIC扩展芯片U14的9脚、10脚和8脚分别串联电阻R279、电阻R217和电阻R282后与电源端V3.3电连接，低压侧数据采集模块7与IIC扩展芯片U14的9脚和10脚电连接。
通讯隔离模块3包括IIC隔离芯片U4，电阻R86、R84、R87、R85、R286，电容C25、C7，IIC隔离芯片U4的7脚和6脚均与高压侧数据采集模块4电连接，IIC隔离芯片U4的7脚和6脚分别串联电阻R84和电阻R86后与电源端C3V3电连接，IIC隔离芯片U4的8脚与电源端C3V3电连接，IIC隔离芯片U4的8脚串联电容C25后与接地端GND_S电连接，IIC隔离芯片U4的的5脚与接地端GND_S电连接，IIC隔离芯片U4的4脚与接地端GND_M电连接，IIC隔离芯片U4的1脚与电源端V3.3电连接，IIC隔离芯片U4的1脚串联电容C7后与接地端GND_M电连接，IIC隔离芯片U4的2脚和3脚分别串联电阻R87和电阻R85后与电源端V3.3电连接，IIC隔离芯片U4的的2脚和3脚分别与IIC扩展芯片U14的5脚和6脚电连接，电阻R286的一端与电源端V3.3电连接，电阻R286的另一端与IIC扩展芯片U14的4脚电连接。
高压侧程序烧录模块6包括场效应管Q4、Q41，三极管Q30，光耦U21，二极管D27，稳压二极管ZD3，电阻R336、R330、R215、R1、R272、R271、R173、R273，电容C207、C206、C118；二极管D27的正极与主控模块1电连接，二极管D27的负极串联电阻R336后与光耦U21的1脚电连接，光耦U21的2脚与接地端GND_M电连接，电容C207的两端分别与光耦U21的1脚和2脚电连接，光耦U21的4脚与电源端C3V3电连接，光耦U21的3脚与接地端GND_S电连接，电容C206的两端分别与光耦U21的4脚和3脚电连接，光耦U21的3脚串联电阻R215后与场效应管Q4的门极电连接，场效应管Q4的门极串联电阻R1后与接地端GND_S电连接，场效应管Q4的漏极与接地端GND_S电连接，场效应管Q4的源极与场效应管Q41的门极电连接，场效应管Q4的源极串联电阻R271后与高压侧数据采集模块4、场效应管Q41的源极和三极管Q30的集电极电连接，三极管Q30的基极串联电阻R173后与场效应管Q41的漏极电连接，三极管Q30的基极串联电阻R272后与接地端GND_S电连接，三极管Q30的发射极串联电容C118后与接地端GND_S电连接，电阻R273的两端分别与三极管Q30的发射极和高压侧数据采集模块4电连接，稳压二极管ZD3的负极与高压侧数据采集模块4电连接，稳压二极管ZD3的正极与接地端GND_S电连接。
低压侧程序烧录模块9包括场效应管Q43、Q44，三极管Q46，稳压二极管ZD4，电阻R216、R123、R182、R179、R176、R274，电容C119；场效应管Q43的门极串联电阻R216后与主控模块1电连接，场效应管Q43的门极串联电阻R123后与接地端GND_M电连接，场效应管Q43的漏极与接地端GND_M电连接，场效应管Q43的源极串联电阻R179后与低压侧数据采集模块7、场效应管Q44的源极和三极管Q46的集电极电连接，三极管Q46的基极串联电阻R176后与场效应管Q44的漏极电连接，三极管Q46的基极串联电阻R182后与接地端GND_M电连接，三极管Q46的发射极串联电容C119后与接地端GND_M电连接，三极管Q46的发射极串联电阻R274后与低压侧数据采集模块7电连接，稳压二极管ZD4的负极与低压侧数据采集模块7电连接，稳压二极管ZD4的正极与接地端GND_M电连接。
以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其特征在于：包括主控模块(1)、通讯扩展模块(2)、通讯隔离模块(3)、高压侧数据采集模块(4)、高压侧电池均流模块(5)、高压侧程序烧录模块(6)、低压侧数据采集模块(7)、低压侧电池均流模块(8)和低压侧程序烧录模块(9)，所述通讯扩展模块(2)、高压侧程序烧录模块(6)和低压侧程序烧录模块(9)均与主控模块(1)电连接，所述高压侧数据采集模块(4)通过通讯隔离模块(3)与通讯扩展模块(2)电连接，所述低压侧数据采集模块(7)与通讯扩展模块(2)电连接，所述高压侧电池均流模块(5)和高压侧程序烧录模块(6)均与高压侧数据采集模块(4)电连接，所述低压侧电池均流模块(8)和低压侧程序烧录模块(9)均与低压侧数据采集模块(7)电连接。
2.根据权利要求1所述的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其特征在于，所述通讯扩展模块(2)包括IIC扩展芯片U14，电阻R218、R280、R281、R283、R291、R292、R279、R217、R282，电容C128；所述IIC扩展芯片U14的2脚、1脚和7脚均与接地端GND_M电连接，所述IIC扩展芯片U14的13脚、12脚、11脚和3脚分别串联电阻R283、电阻R280、电阻R218和电阻R281后与电源端V3.3电连接，所述IIC扩展芯片U14的13脚、12脚和3脚均与主控模块(1)电连接，所述IIC扩展芯片U14的14脚与电源端V3.3电连接，所述IIC扩展芯片U14的14脚串联电容C128后与接地端GND_M电连接，所述IIC扩展芯片U14的13脚和12脚分别串联电阻R291和电阻R292后与IIC扩展芯片U14的9脚和10脚电连接，所述IIC扩展芯片U14的9脚、10脚和8脚分别串联电阻R279、电阻R217和电阻R282后与电源端V3.3电连接，所述低压侧数据采集模块(7)与IIC扩展芯片U14的9脚和10脚电连接。
3.根据权利要求2所述的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其特征在于，所述通讯隔离模块(3)包括IIC隔离芯片U4，电阻R86、R84、R87、R85、R286，电容C25、C7，所述IIC隔离芯片U4的7脚和6脚均与高压侧数据采集模块(4)电连接，所述IIC隔离芯片U4的7脚和6脚分别串联电阻R84和电阻R86后与电源端C3V3电连接，所述IIC隔离芯片U4的8脚与电源端C3V3电连接，所述IIC隔离芯片U4的8脚串联电容C25后与接地端GND_S电连接，所述IIC隔离芯片U4的的5脚与接地端GND_S电连接，所述IIC隔离芯片U4的4脚与接地端GND_M电连接，所述IIC隔离芯片U4的1脚与电源端V3.3电连接，所述IIC隔离芯片U4的1脚串联电容C7后与接地端GND_M电连接，所述IIC隔离芯片U4的2脚和3脚分别串联电阻R87和电阻R85后与电源端V3.3电连接，所述IIC隔离芯片U4的的2脚和3脚分别与IIC扩展芯片U14的5脚和6脚电连接，所述电阻R286的一端与电源端V3.3电连接，所述电阻R286的另一端与IIC扩展芯片U14的4脚电连接。
4.根据权利要求3所述的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其特征在于，所述高压侧程序烧录模块(6)包括场效应管Q4、Q41，三极管Q30，光耦U21，二极管D27，稳压二极管ZD3，电阻R336、R330、R215、R1、R272、R271、R173、R273，电容C207、C206、C118；所述二极管D27的正极与主控模块(1)电连接，所述二极管D27的负极串联电阻R336后与光耦U21的1脚电连接，所述光耦U21的2脚与接地端GND_M电连接，所述电容C207的两端分别与光耦U21的1脚和2脚电连接，所述光耦U21的4脚与电源端C3V3电连接，所述光耦U21的3脚与接地端GND_S电连接，所述电容C206的两端分别与光耦U21的4脚和3脚电连接，所述光耦U21的3脚串联电阻R215后与场效应管Q4的门极电连接，所述场效应管Q4的门极串联电阻R1后与接地端GND_S电连接，所述场效应管Q4的漏极与接地端GND_S电连接，所述场效应管Q4的源极与场效应管Q41的门极电连接，所述场效应管Q4的源极串联电阻R271后与高压侧数据采集模块(4)、场效应管Q41的源极和三极管Q30的集电极电连接，所述三极管Q30的基极串联电阻R173后与场效应管Q41的漏极电连接，所述三极管Q30的基极串联电阻R272后与接地端GND_S电连接，所述三极管Q30的发射极串联电容C118后与接地端GND_S电连接，所述电阻R273的两端分别与三极管Q30的发射极和高压侧数据采集模块(4)电连接，所述稳压二极管ZD3的负极与高压侧数据采集模块(4)电连接，所述稳压二极管ZD3的正极与接地端GND_S电连接。
5.根据权利要求3所述的带有对内通讯和烧录功能的数据采集模块，其特征在于，所述低压侧程序烧录模块(9)包括场效应管Q43、Q44，三极管Q46，稳压二极管ZD4，电阻R216、R123、R182、R179、R176、R274，电容C119；所述场效应管Q43的门极串联电阻R216后与主控模块(1)电连接，所述场效应管Q43的门极串联电阻R123后与接地端GND_M电连接，所述场效应管Q43的漏极与接地端GND_M电连接，所述场效应管Q43的源极串联电阻R179后与低压侧数据采集模块(7)、场效应管Q44的源极和三极管Q46的集电极电连接，所述三极管Q46的基极串联电阻R176后与场效应管Q44的漏极电连接，所述三极管Q46的基极串联电阻R182后与接地端GND_M电连接，所述三极管Q46的发射极串联电容C119后与接地端GND_M电连接，所述三极管Q46的发射极串联电阻R274后与低压侧数据采集模块(7)电连接，所述稳压二极管ZD4的负极与低压侧数据采集模块(7)电连接，所述稳压二极管ZD4的正极与接地端GND_M电连接。
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