一种电池通讯隔离电路及装置的制作方法

本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种电池通讯隔离电路及装置。

背景技术：

随着锂离子电池应用领域越来越广泛，产品功能要求越来越多，如电动工具、吸尘器等，对锂离子电池保护方案设计复杂度也有了更高的要求，目前已经有越来越多的产品采用通讯的方式解决产品之间复杂功能的需求，常用的隔离通讯方式采用光电耦合隔离芯片通讯，但光电耦合隔离通讯芯片体积大，PCB布局成本和元件成本高的特点使得许多产品的应用存在局限性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种制作成本低、结构简单、能适用于复杂功能产品之间的电池通讯隔离电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下方案实现：

第一方面，本实用新型提供一种电池通讯隔离电路，包括，

多个MCU控制模块，所述MCU控制模块用于对通讯信息进行接收解码以及编码发送；

多个电容隔离通讯模块，所述电容隔离通讯模块的数量小于或等于所述MCU控制模块的数量，且不同的电容隔离通讯模块对应地与不同的MCU控制模块电性相连，不同的电容隔离通讯模块之间通过一电路接口进行电容隔离通讯，以实现通讯信息的交换。

进一步地，所述电池通讯隔离电路包括两个MCU控制模块以及两个电容隔离通讯模块。

进一步地，其中一个MCU控制模块包括MCU芯片U1，所述MCU芯片U1与其中一个电容隔离通讯模块对应地电性相连；另一个MCU控制模块包括MCU芯片U2，所述MCU芯片U2与另一个电容隔离通讯模块对应地电性相连，其中一个电容隔离通讯模块包括第一数据输入模块以及第一数据输出模块；

所述第一数据输入模块包括电阻R1、电容C1、三极管Q1、电阻R3、电阻R5以及电阻R11，电阻R1的一端连接一电源电压端，电阻R1的另一端与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的集电极还与所述MCU芯片U1的信号输入端相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极通过电阻R3与电容C1的一端相连，电容CI的另一端与所述电路接口的一端相连，三极管Q1的基极通过电阻R5接地，电容C1的一端还通过电阻R11与电源电压端相连；

所述第一数据输出模块包括电阻R7、三极管Q4以及电阻R9，电阻R7的一端与所述MCU芯片U1的信号输出端相连，电阻R7的另一端与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的基极还通过电阻R9接地，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电容C1与所述电路接口的一端相连。

进一步地，另一个电容隔离通讯模块包括第二数据输入模块以及第二数据输出模块；

所述第二数据输入模块包括电阻R2、电容C2、三极管Q2、电阻R4、电阻R6以及电阻R12，电阻R2的一端连接一电源电压端，电阻R2的另一端与三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的集电极还与所述MCU芯片U2的信号输入端相连，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R4与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与所述电路接口的另一端相连，三极管Q4的基极通过电阻R6接地，电容C2的一端还通过电阻R12与电源电压端相连；

所述第二数据输出模块包括电阻R8、三极管Q3以及电阻R10，电阻R8的一端与所述MCU芯片U2的信号输出端相连，电阻R8的另一端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的基极还通过电阻R10接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电容C2与所述电路接口的另一端相连。

进一步地，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3以及三极管Q4均为PNP三极管、PMOS管以及NMOS管中的任一种。

进一步地，其中一个MCU控制模块包括MCU芯片U3，所述MCU芯片U3与其中一个电容隔离通讯模块对应地电性相连；另一个MCU控制模块包括MCU芯片U4，所述MCU芯片U4与另一个电容隔离通讯模块对应地电性相连，其中一个电容隔离通讯模块包括第三数据输入模块以及第三数据输出模块；

所述第三数据输入模块包括电阻R13、电容C3、三极管Q5、电阻R17以及电阻R19，电阻R13的一端连接一电源电压端，电阻R13的另一端与三极管Q5的集电极相连，三极管Q5的集电极还与所述MCU芯片U3的信号输入端相连，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电阻R17与电容C3的一端相连，电容C3的另一端与所述电路接口的第一输出端相连，三极管Q5的基极通过电阻R19接地；

所述第三数据输出模块包括电阻R14、电阻R21、三极管Q8以及电阻R23，电阻R21的一端与所述MCU芯片U3的信号输出端相连，电阻R21的另一端与三极管Q8的基极相连，三极管Q8的基极还通过电阻R23接地，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极与所述电路接口的第一输入端相连，三极管Q8的集电极还通过电阻R14与电源电压端相连。

进一步地，另一个电容隔离通讯模块包括第四数据输入模块以及第四数据输出模块；

所述第四数据输入模块包括电阻R16、电容C4、三极管Q6、电阻R18以及电阻R20，电阻R16的一端连接一电源电压端，电阻R16的另一端与三极管Q6的集电极相连，三极管Q6的集电极还与所述MCU芯片U4的信号输入端相连，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的基极通过电阻R18与电容C4的一端相连，电容C4的另一端与所述电路接口的第二输出端相连，三极管Q6的基极通过电阻R20接地；

所述第三数据输出模块包括电阻R15、电阻R22、三极管Q7以及电阻R24，电阻R22的一端与所述MCU芯片U4的信号输出端相连，电阻R22的另一端与三极管Q7的基极相连，三极管Q7的基极还通过电阻R24接地，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极与所述电路接口的第二输入端相连，三极管Q7的集电极还通过电阻R15与电源电压端相连；

其中，所述电路接口的第一输出端与第二输入端相对应；所述电路接口的第一出入端与第二输出端相对应。

进一步地，三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7以及三极管Q8均为PNP三极管、PMOS管以及NMOS管中的任一种。

进一步地，所述电容隔离通讯为IIC隔离通讯、UART隔离通讯以及HDQ隔离通讯中的任一种。

第二方面，本实用新型还提供一种电池通讯隔离装置，包括控制单元，以及如上述第一方面所述的电池通讯隔离电路，所述控制单元用于控制所述电池通讯隔离电路的工作状态。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

该电池通讯隔离电路的结构简单，而且制作成本低，适用于复杂功能产品之间的通信隔离，不仅能够提高通信效率，还能提高用户的使用体验度，增强产品的适用性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型运行原理和使用的技术方案，下面将对运行原理和使用的技术中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些运行例子，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的一种电池通讯隔离电路的结构原理图；

图2为本实用新型的一种电池通讯隔离电路的电路图；

图3为本实用新型的一种电池通讯隔离电路的另一电路图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1，一种电池通讯隔离电路，包括，多个MCU控制模块，所述MCU控制模块用于对通讯信息进行接收解码以及编码发送。多个电容隔离通讯模块，所述电容隔离通讯模块的数量小于或等于所述MCU控制模块的数量，且不同的电容隔离通讯模块对应地与不同的MCU控制模块电性相连，不同的电容隔离通讯模块之间通过一电路接口进行电容隔离通讯，以实现通讯信息的交换。

具体的，该电池通讯隔离电路能够在单个的电池类的产品或多个电池类的产品之间实现通讯隔离，还能使得通讯信息交换时提高通讯可靠性，抗干扰能力更强。一般情况下，电容隔离通讯可以为IIC隔离通讯、UART隔离通讯以及HDQ隔离通讯中的任一种，当然，本实用新型实施例中并不局限于上述三种电容隔离通讯的方式。同时，电池类的产品一般包括与锂离子电池相关的产品。同时，作为优选的情况，一般每个产品中可以包括一个MCU控制模块以及一个电容隔离通讯模块。另外，图1中的两个DATA是指通讯协议内容，以用于发送编码数据和接收解码数据。

作为进一步的实施例，所述电池通讯隔离电路可以包括两个MCU控制模块以及两个电容隔离通讯模块。如图1中所示，可以包括通过电路接口连接的产品A以及产品B，其中产品A可以包括其中一个MCU控制模块以及其中一个电容隔离通讯模块1；产品B可以包括另一个MCU控制模块以及另一个电容隔离通讯模块2。当然，电池通讯隔离电路可以多个产品，然后可以通过电路接口根据需要进行相应的连接，从而实现产品之间的电容隔离通讯。

如图2所示，作为进一步的实施例，其中一个MCU控制模块可以包括MCU芯片U1，所述MCU芯片U1与其中一个电容隔离通讯模块对应地电性相连。另一个MCU控制模块可以包括MCU芯片U2，所述MCU芯片U2与另一个电容隔离通讯模块对应地电性相连。其中一个电容隔离通讯模块可以包括第一数据输入模块以及第一数据输出模块。

所述第一数据输入模块包括电阻R1、电容C1、三极管Q1、电阻R3、电阻R5以及电阻R11，电阻R1的一端连接一电源电压端，电阻R1的另一端与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的集电极还与所述MCU芯片U1的信号输入端相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极通过电阻R3与电容C1的一端相连，电容CI的另一端与所述电路接口的一端相连，三极管Q1的基极通过电阻R5接地，电容C1的一端还通过电阻R11与电源电压端相连。

所述第一数据输出模块包括电阻R7、三极管Q4以及电阻R9，电阻R7的一端与所述MCU芯片U1的信号输出端相连，电阻R7的另一端与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的基极还通过电阻R9接地，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电容C1与所述电路接口的一端相连。

进一步地，另一个电容隔离通讯模块包括第二数据输入模块以及第二数据输出模块。

所述第二数据输入模块包括电阻R2、电容C2、三极管Q2、电阻R4、电阻R6以及电阻R12，电阻R2的一端连接一电源电压端，电阻R2的另一端与三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的集电极还与所述MCU芯片U2的信号输入端相连，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R4与电容C2的一端相连，电容C2的另一端与所述电路接口的另一端相连，三极管Q4的基极通过电阻R6接地，电容C2的一端还通过电阻R12与电源电压端相连。

所述第二数据输出模块包括电阻R8、三极管Q3以及电阻R10，电阻R8的一端与所述MCU芯片U2的信号输出端相连，电阻R8的另一端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的基极还通过电阻R10接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电容C2与所述电路接口的另一端相连。

具体的，其中电路接口的一端与另一端具有不同的通讯协议格式，即可以实现多种不同的可行的电容隔离通讯的方式。同时，图2中的两个DATA是指通讯协议内容，以用于发送编码数据和接收解码数据。而MCU芯片U1和MCU芯片U2可以对通讯信息进行数据编码和数据解码，从而实现相应的通讯。

例如，产品B产生的通讯信号输入产品A时，该通讯信号经过电容C1、电阻R3、三极管Q1、电阻R1以及电阻R11组成的晶体管开关电路模块后，在三极管Q1处进行电平转换，从而输入到MCU芯片U1，MCU芯片U1可以对输入的外部通讯信号进行解码。同时，MCU芯片U1可以产生通讯信号进行输出，该通讯信号经电阻R7、三极管Q4、电阻R9组成的晶体管开关电路模块后，经电平转换可以通过电容C1以及电路接口输出到产品B中。

又如，产品A产生的通讯信号输入产品B时，该通讯信号经过电容C2、电阻R4、三极管Q2、电阻R2以及电阻R12组成的晶体管开关电路模块后，在三极管Q2处进行电平转换，从而输入到MCU芯片U2，MCU芯片U2可以对输入的外部通讯信号进行解码。同时，MCU芯片U2可以产生通讯信号进行输出，该通讯信号经电阻R8、三极管Q3、电阻R10组成的晶体管开关电路模块后，经电平转换可以通过电容C2以及电路接口输出到产品A中。故，产品A和产品B之间能够实现通讯信息的交换。同理，该电池通讯隔离电路中的多个产品之间的电容隔离通讯都能够进行相应的实现。

进一步地，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3以及三极管Q4均为PNP三极管、PMOS管以及NMOS管中的任一种。当然，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3以及三极管Q4还可以是其他形式的开关晶体管，在本实施例中并不限制。

如图3所示，作为进一步的实施例，其中一个MCU控制模块包括MCU芯片U3，所述MCU芯片U3与其中一个电容隔离通讯模块对应地电性相连；另一个MCU控制模块包括MCU芯片U4，所述MCU芯片U4与另一个电容隔离通讯模块对应地电性相连，其中一个电容隔离通讯模块包括第三数据输入模块以及第三数据输出模块。

所述第三数据输入模块包括电阻R13、电容C3、三极管Q5、电阻R17以及电阻R19，电阻R13的一端连接一电源电压端，电阻R13的另一端与三极管Q5的集电极相连，三极管Q5的集电极还与所述MCU芯片U3的信号输入端相连，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电阻R17与电容C3的一端相连，电容C3的另一端与所述电路接口的第一输出端相连，三极管Q5的基极通过电阻R19接地。

所述第三数据输出模块包括电阻R14、电阻R21、三极管Q8以及电阻R23，电阻R21的一端与所述MCU芯片U3的信号输出端相连，电阻R21的另一端与三极管Q8的基极相连，三极管Q8的基极还通过电阻R23接地，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极与所述电路接口的第一输入端相连，三极管Q8的集电极还通过电阻R14与电源电压端相连。

进一步地，另一个电容隔离通讯模块包括第四数据输入模块以及第四数据输出模块。

所述第四数据输入模块包括电阻R16、电容C4、三极管Q6、电阻R18以及电阻R20，电阻R16的一端连接一电源电压端，电阻R16的另一端与三极管Q6的集电极相连，三极管Q6的集电极还与所述MCU芯片U4的信号输入端相连，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的基极通过电阻R18与电容C4的一端相连，电容C4的另一端与所述电路接口的第二输出端相连，三极管Q6的基极通过电阻R20接地。

所述第三数据输出模块包括电阻R15、电阻R22、三极管Q7以及电阻R24，电阻R22的一端与所述MCU芯片U4的信号输出端相连，电阻R22的另一端与三极管Q7的基极相连，三极管Q7的基极还通过电阻R24接地，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极与所述电路接口的第二输入端相连，三极管Q7的集电极还通过电阻R15与电源电压端相连；

其中，所述电路接口的第一输出端与第二输入端相对应；所述电路接口的第一出入端与第二输出端相对应。同时，图3中的两个DATA是指通讯协议内容，以用于发送编码数据和接收解码数据。而MCU芯片U3和MCU芯片U4可以对通讯信息进行数据编码和数据解码，从而实现相应的通讯。

例如，当产品B产生的通讯信号输入产品A时，该通讯信号经过电容C4、电阻R17、三极管Q5以及电阻R19组成的晶体管开关电路模块后，在三极管Q5处进行电平转换，从而输入到MCU芯片U3，MCU芯片U3可以对输入的外部通讯信号进行解码。同时，MCU芯片U3可以产生通讯信号进行输出，该通讯信号经电阻R21、三极管Q8、电阻R23组成的晶体管开关电路模块后，经电平转换可以通过电容C3以及电路接口输出到产品B中。

又如，产品A产生的通讯信号输入产品B时，该通讯信号经过电容C4、电阻R16、三极管Q6以及电阻R18组成的晶体管开关电路模块后，在三极管Q6处进行电平转换，从而输入到MCU芯片U4，MCU芯片U4可以对输入的外部通讯信号进行解码。同时，MCU芯片U4可以产生通讯信号进行输出，该通讯信号经电阻R22、三极管Q7、电阻R24组成的晶体管开关电路模块后，经电平转换可以通过电容C4以及电路接口输出到产品A中。故，产品A和产品B之间能够实现通讯信息的交换。同理，该电池通讯隔离电路中的多个产品之间的电容隔离通讯都能够进行相应的实现。

进一步地，三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7以及三极管Q8均为PNP三极管、PMOS管以及NMOS管中的任一种。当然，三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7以及三极管Q8还可以是其他形式的开关晶体管，在本实施例中并不限制。

综上，该电池通讯隔离电路的结构简单，而且制作成本低，适用于复杂功能产品之间通信隔离，不仅能够提高通信效率，还能提高用户的使用体验度，增强产品的适用性能。

另外，本发明实施例还提供了一种电池通讯隔离装置，包括控制单元，以及如上述实施例中所述的电池通讯隔离电路，所述控制单元用于控制所述电池通讯隔离电路的工作状态。具体的，控制单元可以控制电池通讯隔离电路中的不同产品之间的通讯。同时，关于电池通讯隔离电路的具体结构及工作原理在上述实施例中已经进行了详细描述，在此不再赘述。

上述实施例仅为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。