電阻器階梯所設(shè)立的偏置值。當(dāng)開(kāi)關(guān)408閉合時(shí)，總線的兩條電線402和404通過(guò)開(kāi)關(guān)408基本同時(shí)被短路，并且在總線上的差分電壓值接近于OV (零伏)。LED (發(fā)光二極管)410光親合至光電晶體管408。該LED 410可產(chǎn)生在紅外線范圍內(nèi)的、在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的，或者在紫外線范圍內(nèi)的光子，該光電晶體管408被選定或匹配成響應(yīng)于該LED所產(chǎn)生的光子。在總線從節(jié)點(diǎn)206的Tx端407上出現(xiàn)的邏輯O通過(guò)反相器412進(jìn)行反相，該反相器412為電阻器R5提供了電壓，以及通過(guò)電阻器R5和通過(guò)LED 410的電流。來(lái)自LED410的光子導(dǎo)致光電晶體管408接通，從而使開(kāi)關(guān)閉合?？偩€從節(jié)點(diǎn)206的發(fā)送路徑中的邏輯O因此在雙向總線上表示為大致為OV的差分電壓。例如，一種類型的光電晶體管在接通時(shí)具有標(biāo)稱5mA吸收能力(sink capablity)，并且電阻器階梯可調(diào)節(jié)電阻值使得光電晶體管可使兩線雙向總線的兩條線402和404充分協(xié)同作用?？偩€從節(jié)點(diǎn)206的發(fā)送路徑中的邏輯I表示為開(kāi)關(guān)408打開(kāi)或具有高阻抗，使得來(lái)自電阻器階梯的偏置差分電壓值主導(dǎo)(除非另一個(gè)發(fā)送器正在進(jìn)行發(fā)送)。在變體中，其它差分電壓值可被表示為用于邏輯O或邏輯1，并且可使用其它類型的驅(qū)動(dòng)器或開(kāi)關(guān)，例如那些參考總線主機(jī)進(jìn)行討論的。
[0028]仍參考圖4，總線從節(jié)點(diǎn)206的接收路徑利用第二電流隔離器U2，優(yōu)選地包括如圖所示的光隔離器，其被跨接在雙向總線的線402和404上。光隔離器U2包括LED 414和光電晶體管416。如在前述光隔離器中那樣，LED 414可產(chǎn)生在紅外線范圍內(nèi)的、在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的，或者在紫外線范圍內(nèi)等的光子，并且光電晶體管416應(yīng)該被選定或匹配成響應(yīng)于在相應(yīng)范圍內(nèi)的光子。光隔離器U2起到差分放大器的作用，在此意義上，光隔離器的輸出響應(yīng)于在雙向總線上所見(jiàn)到的各種差分電壓。二極管Dl連接在雙向總線的第一線402和LED 414的陽(yáng)極(正)端之間，將電路的接通閾值有效提高至兩個(gè)二極管壓降。連接在LED414的陰極(負(fù))端和雙向總線的第二線404之間的電阻器R4起到對(duì)串聯(lián)兩個(gè)二極管Dl和414的限流電阻器的作用。在雙向總線上小于兩個(gè)二極管壓降的差分電壓導(dǎo)致LED 414關(guān)閉并且不產(chǎn)生光子，這致使光電晶體管416處于關(guān)斷狀態(tài)。被連接至局部電源電壓并且與光電晶體管416串聯(lián)的電阻器R6具有在電阻器R6與光電晶體管416之間交匯處的接收器端Rx 409。當(dāng)光電晶體管416關(guān)斷時(shí)，總線從節(jié)點(diǎn)206的接收器端Rx 409示為邏輯1，SP，其接近于局部電源電壓。在雙向總線上大于兩個(gè)二極管壓降的差分電壓導(dǎo)致LED 414接通并且產(chǎn)生光子，從而使光電晶體管416變?yōu)榻油顟B(tài)。當(dāng)通過(guò)光電晶體管416有充分電流，并取決于為電阻器R6選定的值，總線從節(jié)點(diǎn)206的接收器端Rx 409示出為邏輯O。在總線從節(jié)點(diǎn)206的變體中可使用其它類型的差分放大器或其它類型的輸入電路，可區(qū)別調(diào)節(jié)不同的差分電壓和邏輯值的也可使用。例如，可使用具有磁滯現(xiàn)象(hysteresis)的差分放大器，M0SFET、雙極性晶體管、繼電器、公共電源和接地連接、其它類型或等級(jí)的偏置或極性等也可使用。使用光隔離器Ul和U2允許總線從節(jié)點(diǎn)206具有局部接地和局部電源，其獨(dú)立于總線主機(jī)204中的接地和電源。這在將從節(jié)點(diǎn)206應(yīng)用于監(jiān)控串聯(lián)連接的電池的電池單元的電路時(shí)是有用的，其中DC(直流)電壓可增加，其可能輕微地或者顯著地超過(guò)主機(jī)204或其它從節(jié)點(diǎn)的電源電壓。第二從節(jié)點(diǎn)207以及其它從節(jié)點(diǎn)可使用同樣的電路，或可使用電路的變型。其它類型的隔離裝置，例如變壓器或電平位移電路，可被用在從節(jié)點(diǎn)206的變型中。
[0029]依據(jù)本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，將附加電路添加至光隔離器U2的輸出，從而使得從節(jié)點(diǎn)進(jìn)入完全的睡眠模式，以便使耗電最小化。注意在圖5中僅示出了具有附加電路的單個(gè)從節(jié)點(diǎn)206。應(yīng)該理解的是該同樣的電路可被用于設(shè)計(jì)成實(shí)現(xiàn)該功能的任意從節(jié)點(diǎn)，并且總線主機(jī)204以及雙向總線的線402和404與前面所說(shuō)明的相同。由于總線的這些方面在附圖之間有所重復(fù)，所以在圖5中被消除以簡(jiǎn)化附圖。
[0030]在所示出的實(shí)施例中，從節(jié)點(diǎn)206通過(guò)被連接至Vbat+端的電池在本機(jī)供電。晶體管Q3，優(yōu)選地為P型MOSFET晶體管，起到控制使電池何時(shí)耦接至穩(wěn)壓器501的開(kāi)關(guān)的作用。穩(wěn)壓器501提供了用于從節(jié)點(diǎn)206上的微控制器的穩(wěn)定電源V+。當(dāng)從節(jié)點(diǎn)206處于睡眠模式時(shí)，Q3偏置成關(guān)斷，從而使電池與穩(wěn)壓器501斷開(kāi)耦接。在該模式下，將電容器Cl充電至高達(dá)Vbat+的全電壓。當(dāng)進(jìn)行充電時(shí)，電容器Cl使晶體管Q3保持偏置成關(guān)斷。在這種狀態(tài)下，從節(jié)點(diǎn)并不在系統(tǒng)上產(chǎn)生耗電，而耗電僅由于Q3的關(guān)斷電流以及從節(jié)點(diǎn)的一些組件漏電電流，特別是與晶體管Ql和Q2、電容器Cl、二極管D2以及U2的輸出晶體管相關(guān)聯(lián)的漏電電流。應(yīng)該理解到的是該漏電處于毫微安(nano-amp)范圍。
[0031]繼續(xù)參考圖5，當(dāng)總線主機(jī)204在兩線方向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)比特時(shí)，光隔離器U2的LED 414接通，產(chǎn)生光子，其被光電晶體管416接收，導(dǎo)致在光電晶體管416內(nèi)產(chǎn)生基礎(chǔ)電流。當(dāng)光電晶體管內(nèi)集電極電流流動(dòng)時(shí)，電容器Cl放電，從而使Q3的柵極電壓降低。通過(guò)降低柵極電壓，晶體管Q3接通并且將電池耦接至穩(wěn)壓器501。一旦Q3被接通，從節(jié)點(diǎn)206的微控制器接收供電，從而允許其開(kāi)始執(zhí)行其軟件(例如，檢測(cè)和報(bào)告電池溫度、充電狀態(tài)，等)。注意由于電容器Cl的迅速放電速率，該放電速率比充電速率快得多，僅有一些數(shù)據(jù)比特必須由總線主機(jī)204發(fā)送以便向穩(wěn)壓器501供電，并初始化微控制器操作。
[0032]—旦被上電，微控制器確定是否需要從節(jié)點(diǎn)繼續(xù)操作。如果需要繼續(xù)操作，則微控制器將啟動(dòng)電源保持命令，在此也稱為PS_保持命令。
[0033]該P(yáng)S_保持命令執(zhí)行若干功能。首先，其接通晶體管Ql。晶體管Ql優(yōu)選地為η型M0SFET，其確定是否連接從節(jié)點(diǎn)的微控制器以接收數(shù)據(jù)。當(dāng)確定保持PS_保持命令，即PS_保持命令為真時(shí)，則微控制器在總線上從總線主機(jī)204接收任意數(shù)據(jù)。當(dāng)不再保持PS_保持命令，即PS_保持命令為假時(shí)，Ql在微控制器斷電時(shí)阻止光隔離器U2的集電極節(jié)點(diǎn)漏電或電負(fù)載。PS_保持命令的第二功能是確保從節(jié)點(diǎn)微控制器持續(xù)操作。據(jù)此，當(dāng)保持PS_保持功能時(shí)，則晶體管Q2接通并且二極管D2反向偏置。結(jié)果，電容器Cl與到達(dá)光隔離器U2的集電極的高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送隔開(kāi)，從而允許晶體管Q3保持接通并且電池保持被耦接至穩(wěn)壓器。結(jié)果，繼續(xù)微控制器操作。優(yōu)選地晶體管Q2為η型M0SFET。
[0034]一旦從節(jié)點(diǎn)微控制器確定總線主機(jī)204不再在總線上傳送數(shù)據(jù)，其初始化從節(jié)點(diǎn)斷電時(shí)序。在該時(shí)序中，PS_保持解除，S卩，PS_保持命令為假，導(dǎo)致晶體管Ql和Q2關(guān)斷。Ql關(guān)斷阻斷數(shù)據(jù)在總線上從總線主機(jī)204繼續(xù)傳送至從節(jié)點(diǎn)微控制器。關(guān)斷Q2允許電容器Cl充電，從而使Q3柵極上的電壓上升并且允許Q3最終關(guān)斷。一旦Q3偏置為關(guān)斷，電池與穩(wěn)壓器501斷開(kāi)耦接并且微控制器斷電。
[0035]圖6示出如在圖1至圖5中在正常操作過(guò)程中兩線雙向總線上所見(jiàn)的差分電壓示意圖。如通常所理解的，當(dāng)?shù)谝痪€402 (也可被稱為D+或V+)上的電壓大致等于第二線404 (也可被稱為D-或V-)上的電壓時(shí)差分電壓被視為零。當(dāng)?shù)谝痪€402上的電壓大于第二線404上的電壓時(shí)，差分電壓被視為大于零。第一線402上或第二線404上的絕對(duì)電壓可與參考電壓(例如接地電壓，其可以是局部的也可以是全局的)進(jìn)行對(duì)比。所示出的差分電壓值是針對(duì)特定的實(shí)施例選定的，并且其可進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者用作相對(duì)的或絕對(duì)的電壓值，以用于進(jìn)一步的實(shí)施例。
[0036]第一電壓范圍612中的電壓從總線主機(jī)被發(fā)送至一個(gè)或多個(gè)總線從節(jié)點(diǎn)。第一電壓范圍612包括第一電壓子范圍602和第二電壓子范圍606。第二電壓范圍614中的電壓從總線從節(jié)點(diǎn)被發(fā)送至總線主機(jī)。該第二電壓范圍614包括第二電壓子范圍606和第三電壓子范圍610。也就是說(shuō)，第一電壓范圍612和第二電壓范圍614重疊。該第一電壓范圍612和第二電壓范圍614的重疊包括第二電壓子范圍606。第一電壓子范圍602和第三電壓子范圍610兩者都被布置在該重疊之外。
[0037]第一電壓子范圍602為在3.3V和2.0V (包括3.3V和2.0V)之間的差分電壓值。當(dāng)總線主機(jī)發(fā)送邏輯O時(shí)第一電壓子范圍602表示為在雙向總線上的差分電壓。該第一電壓子范圍602被總線主機(jī)接收器接收為邏輯1，并被總線從節(jié)點(diǎn)接收器接收為邏輯O。第二電壓子范圍606用于在1.狀和0.7￥(包括1.4V和0.7V)之間的差分電壓值。當(dāng)主機(jī)發(fā)送邏輯1、從節(jié)點(diǎn)發(fā)送邏輯1，或者主機(jī)或從節(jié)點(diǎn)都不發(fā)送，即總線空閑時(shí)，第二電壓子范圍606表示為在總線上的差分電壓。第二電壓子范圍606被總線主機(jī)接收器接收為邏輯I并且被總線從節(jié)點(diǎn)接收器接收為邏輯I。第三電壓子范圍610為0.5V和OV(包括0.5V和0V)之間的差分電壓值。當(dāng)從節(jié)點(diǎn)發(fā)送邏輯O時(shí)，該第三電壓子范圍610表示為在總線上的差分電壓。