电池管理智能化，鹏申科技PB7/PB5系列AFE芯片的高效能解决方案

时间： 2024-06-12 来源：鹏申科技微信公众号

技术问答

新能源技术在快速发展，而电池作为能量存储和转换的关键组件，在电动汽车(EV)、移动设备、储能系统等多个领域发挥着至关重要的作用。目前最广泛使用的电池就是锂电池，因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，成为目前最主流的电池。

针对电池带来的安全隐患，通常采用电池管理系统(BMS)对电池以及电池组进行监测和保护。它通过精确控制电池的充放电过程，实时监测电池的电压、电流、温度等关键参数，以及估算电池的荷电状态和健康状态，同时采取相应的保护措施，如切断电池供电或发出警报。这些保护措施可以有效降低电池组的故障风险，并确保电池组的安全运行。

目前锂电池管理系统BMS开始普遍使用AFE(模拟前端)+MCU来实现更先进管理系统，AFE负责将电池的电压、电流和温度等模拟信号转换为数字信号，供微控制器或处理器进行进一步处理。AFE还可通过集成多种功能，提供对电池组的监测、优化和保护，适配更多场景的应用，并确保电池组的安全运行和最大化使用寿命。

充电头网注意到，国内一家新兴的专注于电池管理和电源转换芯片领域的公司——鹏申科技，最近推出了多款适用于BMS的AFE芯片。接下来，充电头网将会对这些芯片进行详细介绍，包括其技术特点、性能优势以及在实际应用中的表现。

鹏申科技AFE产品优势介绍

鹏申科技推出的多款适用于BMS的AFE芯片内置了业界领先的智能调度系统，可精准地定时触发测量任务，实时、准确地监控电芯的电压、温度及电流等关键参数，确保电池性能始终保持在最佳状态。

接下来详细讲解鹏申科技AFE芯片的性能优势，展示它在电池管理领域的表现与各种特性。

智能调度系统与电池性能管理

鹏申科技的智能调度系统能够按照预设的调度配置，自动唤醒并执行电流、单元电压、电池包电压、AUXIN电压、芯片温度和电池包电流的测量任务。在完成一个基本调度颗粒后，系统会根据中断颗粒度配置判断是否需要发出中断信号。如果检测到过压、欠压、过流、短路或过温等异常情况，系统会立即发出中断，通知微控制器(MCU)读取数据，以确保电池的安全和性能。如果没有异常情况发生，AFE产品将等待MCU完成数据读取后，进入下一个调度周期，继续执行测量和监控任务。这一过程不仅提高了电池管理系统的效率，也大大增强了电池的安全性和可靠性。

通过这种智能调度，鹏申科技的AFE产品能够实时、准确地监控电池的关键参数，确保电池性能始终保持在最佳状态，极大的节省系统资源和功耗。系统的设计使得电池管理更加高效，通过自动化的测量和监控，减少了MCU的干预，降低了操作复杂性。同时，系统对异常情况的快速响应能力，为电池提供了额外的安全保障。这种电池管理技术也为电池性能的优化和提升提供了强有力的技术支持。

实时高精度监测与调控

一个BMS系统的基本功能包括电压、电流、温度和状态监测。鹏申AFE可提供高精准的全温范围电压测量【0.1%偏差@-20~85度】，无零漂低温漂仅需出厂校准的高精度电流测量，并已广泛应用于南北方各地客户，很好支持了各地差异化需求。鹏申AFE产品能够实时高精度准确地监测每个电池模块的电压和电流，以及整体电池组的温度，这些数据可以帮助用户准确了解电池组的健康状况，并预测潜在的故障。

此外，鹏申科技AFE产品还能够最大范围的完成监测和保护功能，使得MCU可以更多的来完成更智能BMS系统所具备的优化能力。它可以根据电池组的实时状态和使用需求，动态管理电池的充放电过程。通过智能算法的应用，支持MCU系统更多实现对电池充电和放电过程的优化调控，以最大程度地延长电池的寿命和提高能源利用率。

自主决策与兼容性

鹏申科技AFE产品配备了四个MOS驱动，能够根据调度系统获取的数据，自主做出明智的决策，兼容更多设计和应用场景。无论是触发保护机制，判断故障状态，还是恢复保护，AFE都能迅速、准确地执行，为电池管理提供了坚实的后盾。这不仅减轻了外部控制器的负担，还提升了整个系统的响应速度和可靠性。

静置调度与均衡模式智能切换

更值得一提的是，AFE内置了先进的充电阈值和放电阈值功能，能够智能判断电池包的充电或放电状态。当电池包进入静置状态时，调度系统会自动切换到更为节能的静置调度模式，以更长的间隔测量电芯电压，从而进一步降低整体功耗，延长电池使用寿命。

在电池管理中，均衡功能的重要性不言而喻。AFE内置的均衡系统能够根据电芯之间的能量差异，智能地开启充电均衡或静置均衡，确保电芯之间的能量平衡，提高电池组的整体性能和安全性。

高度自主性设计

鹏申科技AFE产品的自主性更是其一大亮点。在无需外部控制器介入的情况下，AFE能够独立完成测量、决策和控制等任务，极大地降低了系统复杂性和开发成本。这种高度自主性的设计，不仅提升了系统的整体性能，还为客户提供了更为便捷、高效、更低成本电池管理方案。

持久数据保护

此外，AFE还内置了MTP(Multiple-Time Programmable)功能，能够确保数据在掉电后依然保持相关的基本保护功能。上电时，大部分型号AFE会可以设置成自动从MTP加载所有的保护故障相关配置数据，并自动启动调度系统，确保系统能够迅速恢复到之前的工作状态，保证了系统的连续性和稳定性，并提供看门狗功能，和MCU进行相互校验。

鹏申科技AFE芯片讲解

具体型号配置信息如上表所示，接下来通过其中几款芯片型号来介绍该系列芯片的优势。

鹏申PB7200

PB7200是鹏申科技AFE芯片产品PB7系中的一员，支持5-20串电芯应用，工作电压范围在12至95V，单节电芯单元电压测量范围为0-5V，可用于执行电池组的测量、保护和均衡功能，适用于大多数锂、钠电池。

该芯片还内置VADC模块用于电压、温度和电流测量;内置CADC模块用于采集电流，用于库仑计方式的高精度SOC计量，同时提供4个充放电MOS控制引脚。

BMU单板内部的AFE模块通过电容隔离的菊花链级联方式实现，而单板之间则通过变压器隔离的菊花链级联，有效保证了信号传输的稳定性和系统的抗干扰能力。系统设计允许最大配置为1个基础单元加上31个扩展单元。Stack1通过线束连接到控制板上的AFE0(Base)，AFE0与MCU之间通过串口通信进行数据交换，有效简化了布线并提高了系统可靠性。此外，系统还配备了用于驱动光耦的ACT_CTR，用于控制各Stack AFE的ACT引脚，以实现shutdown模式的进入或AFE的硬复位，为系统维护和故障恢复提供了重要保障。

PB7200的功耗极低，同时鹏申科技AFE产品具备高效的自动调度功能，能够实现定时测量和实时保护，通过中断通知MCU，有效节省资源和降低功耗，同时在低功耗模式下保持关键保护功能，并能自动检测并响应电流变化和充电器插入，实现深度节能状态。

充电头网也拿到了这款芯片的方案demo，以上为实物展示。

PB7200采用LQFP80封装，可广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动工具、通信、家庭和风光储能等5~20串锂电芯BMS系统中。

鹏申PB7170

PB7170同样是鹏申科技AFE芯片产品PB7系中的一员，支持5至17串电芯应用，工作电压范围在12至88V，单节电芯单元电压测量范围为0-5V，可用于执行电池组的测量、保护和均衡功能，适用于大多数锂电池。

该芯片配备VADC模块，专门用于精确测量电压、温度和电流;同时，CADC模块能够进行高精度的电流采集，适用于库仑计方式的SOC计量。此外，该芯片还提供3个充放电MOS控制引脚，支持高达100mA的单通道均衡电流，并能实现多单元均衡的同时启动，满足多种智能均衡策略的需求。

PB7170的功耗极低，提供多种低功耗睡眠模式，可根据不同使用场景采用不同的模式，并能自动检测并响应电流变化和充电器插入，在睡眠模式下也能保持极快的唤醒速度并保持极低的功耗，实现深度节能状态。

同时鹏申科技AFE产品具备高效的自动调度功能，能够实现定时测量和实时保护，通过中断通知MCU，有效节省资源和降低功耗。

充电头网同样也拿到了这款芯片的方案demo，以上为实物展示。

PB7170采用LQFP64封装，可广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动工具、通信、家庭和风光储能等5~17串锂电芯BMS系统中。

鹏申PB5100

PB5100是鹏申科技AFE芯片产品PB5系中的一员，支持4-10串电芯应用，工作电压范围在6至55V，单节电芯单元电压测量范围为0-5V，可用于执行电池组的测量、保护和均衡功能，适用于大多数锂/钠电池。

该芯片配备VADC模块，专门用于精确测量电压、温度和电流;同时，CADC模块能够进行高精度的电流采集，适用于库仑计方式的SOC计量。此外，该芯片还提供4个充放电MOS控制引脚，支持多单元均衡的同时启动，满足多种智能均衡策略的需求。

与PB7系不同，PB5100采用QFN32(QFP32)封装，可广泛应用于电动工具、便携储能、家用电器的供电系统之中。

充电头网总结

通过深入探讨鹏申科技的AFE芯片及其在BMS中的应用，可以看见新能源技术中电池管理领域的多项进展，锂电池作为当前最主流的电池类型，其安全、高效和长寿命的运行离不开精准的电池管理系统。鹏申科技的AFE产品以其智能化、高精度的监测与调控能力，为电池性能管理提供了强有力的技术支持，确保了电池组的最佳性能和安全性。

无论是PB7系还是PB5系，都具有业界领先的性能，可满足从电动自行车到风光储能等不同领域的需求，这些芯片不仅具备高精度的测量能力，还拥有低功耗、高兼容性和强大的自主性，搭配鹏申科技AFE产的智能调度系统，为电池管理系统的优化和升级提供了坚实的硬件基础，助力各行各业实现更安全、更高效的能源利用。

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

选型指南 - NISSHINBO - 2023/4/27 PDF 中文下载

芯海科技（CHIPSEA）信号调理/数据转换器/模拟前端/MCU/电源管理/无线连接芯片选型指南(详版)

描述- 芯海科技成立于2003年9月，是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链集成电路设计企业。专注于高精度ADC、高可靠性MCU、测量算法以及物联网一站式解决方案的研发设计。产品和方案广泛应用于工业测量与工业控制、通信与计算机、锂电管理、消费电子、汽车电子、智慧家居、智能仪表、智慧健康等领域。

型号- CSU-IDE,CS32F103CBW6,CS32A011K8V6T,CS1259,CS32G051,CS32F034-RA,CS1231-SO,CDS1282A1M6,CSU38F20-SSOP24,CS32F116CBT8Q,CS1256,CS1251,CSM37F71,CSM37F70,CS1253FY6,CS32F103C8T7,CS1243,CS1233-SOP14,CS1242,CSWRITERUX,CS32F034F8P6-RA,CS17951NNPP8QT-P,CSHC69T60-C8,CS32A010E8K7ET,CS1237-SO,CST92F30-QFN32,CS32L010F8K6,CSU38F20-SOP16,CS32A039R8T6,CS32F036K6T7,CS32F116RBT8Q,CSU18M91-LQFP48,CS1238-QFN16,CPW6410,CSU8RP1381-BD,CSS34PB16-SOP8,CSU38F20-MSOP10,CS32G020K8U7QH,CS17953NNP8ET-A,CDS8702K6V7ET,CS32G023,CS32F030C8T6,CS1253EU6,CSU32P13,CS32A011K8V7ET,CS17952P8ET,CS32F036K6U7,CS32G020,CS32G021,CSU32P10,CS1231-TS,CS32A010E8V7ET,CSU8RP1186B-BD,CS17951P8QT,CBM8560,CSU3AF10,CS32F035F6P7,CS32F030F8P7-RA,CDS8712,CDS1883,CDS8711,CS1232-TS,CS32F034K8U7-RA,CSU18M91-LQFP64,CSU18MD92,CS32F030-RA,CDS1181A0M6,CS17953P8ET,CSU34F20-SSOP24,CSM92F32,CSU8RP1001B,CSU8RP1382D-BD,CDS8703,CST92F30-QFN48,CDS8702,CSU32P10-SOP14,CSM92F25,CS17951NNP8QT-A,CST92F42KEV6HC,CSU34F20,CBM8580,CS1256-QFN16,CBM8581,CSS34P16B-SSOP16,CSA37F72-WLCSP24,CS32G023K8V6,CSU18M69-WLCSP16,CPW3301UE,CST92F25,CS32F031K8S6-RA,CST92F42KEV7HI,CSU18M92-LQFP48,CPW3102,CPW3101,CST92P23B,CDS1181,CSU18M68-QFN16,CS32F030C8T7-RA,CSU32M11-SOP16,CS1238-SO,CS32F103VBT7,CS32F031-RA,CSU32M13-CSOP16,CSA37F70-WLCSP56,CS32F116VBT8Q,CSU18P88-SSOP24,CS32F036K6S7Q,CS32F036F6P7,CS17952P8QT,CSU8RP1186,CSU32M10-QFN16,CS32F036Q,CS17953P8QT,CST92F42,CSU32P10-TSSOP14,CSU18M63-QFN16,CST92F25-QFN32,CSA37F62,CST92F32-QFN32,CSU32P13-CSOP8,CSU38F21-QFN24,CSE7761-SSOP16,CSU8RP3215-TS,CSU34F20-SOP16,CSE7759,CSU38F20H-QFN24,CS32F035K6U6,CDS8712-QFN24,CS17904,CS17908,CSU8RP3216-QN,CDS1282,CST92F30,CSU32P10-SOP8,CSU32M13,CSU18MB86,CST92F42CEV6HC,CS32F031G8U7-RA,CSU32M10,CST92F32,CSU32M11,CSU38F21,CS32G020E8U6,CSU38F20,CS32A010K8V6T,CSU38F23,CPW3101AY,CSU32P10-MSOP10,CSU8RP3215-SO,CS1256-SOP16,CS32F103,CS32F030F6P6,CSU8RP3215,CSU8RP3216,CS1247B,CSU18MB86-SSOP20,CSU18P88-SOP16,CPW3301,CS32G021K8U6,CS32F031G8U6-RA,CSU8RP3216-SS,CSU18P88-QFN32,CS32L015K8V6,CS32A010K8V7ET,CSU18MB86-SSOP24,CSU3AF10-QFN28,CSU38F20-QFN20,CSU8RP3216-SO,CSA37F60-WLCSP40,CS1180S,CSU8RP2113,CSS34P16P,CSU18P88,CSS34P16D,CDS8711-QFN32,CSS34P16,CSA37F62-LQFP48,CS1259-QFN32,CS32F031K8U6H,CS32F103RBT7,CS1180,CS17950P8ET,CSU8RP1382,CSM92F30D,CSU8RP1381,CSU18M68-WLCSP16,CS32F030C8T6-RA,CS32L015C8T6,CS32F031K8U7-RA,CSU18MB86-SOP16,CS1242-TSSOP16,CSA37F60-QFN40,CS32L010F8U6,CS1262HY6RJ,CS1259B-SOP16,CS32F031K8V6-RA,CSM92F42NIB,CDS1883L3Y6,CSM92F42NIE,CS32F031E6Y6,CS32F036,CS32F103CBT7,CSU8RP1186B,CSU8RP1001,CS32F035,CS32L015,CS32F030,CS32F031,CS32L010,CSU18M88,CBM6560,CSU18M88-LQFP48,CSU34F20-QFN20,CSU18M65-WLCSP16,CS1239-SOP16,CSU18M91,CSU18M92,CDS8703K6V7ET,CS1239-QFN16,CSU8RP3216-TS,CS32G051KCU6,CS32F031G8K6-RA,CSU32M10-MSOP10,CSU1182B,CS32F030F6P6-RA,CSU38F23-QFN20,CS17953NNP8QT-A,CS1270,CS17953NNP8QT-P,CSU8RP1391-BD,CS1262 PPG,CS32F031G6U6,CS32F116Q,CS1253 BIA,CS32F031K8U6-RA,CS32G020Q,CSA37F71-WLCSP36,CS17951P8ET,CS17950P8QT,CS32F030K6T6,CSU1181B,CBM6580,CST92P23B-SOP8,CS32F031K8V7-RA,CSU18PD88,CS32F031C8T6,CS1251-SOP16,CSE7759B,CSU8RP2113-SO,CS32G020K8U6

选型指南 - 芯海 - 2023/11/16 PDF 中文下载

领慧立芯（legendsemi）模拟及混合信号芯片选型指南

描述- 苏州领慧立芯科技有限公司（简称：领慧立芯）专注于高性能模拟及混合信号芯片开发设计。创始团队成员均来自知名芯片设计公司，平均设计开发经验大于十年，熟稔产品定义、设计研发、测试量产、运营销售等各个环节。公司致力于中高端数模混合产品的研发，产品主要涉及高精密信号链和集成信号链 MCU/SOC两大方向，关键性能指标处于业内领先水平，广泛应用于工业控制、新能源、汽车电子、光通信、医疗仪器等领域。

型号- LHR40XX,LHA8951FEMB,LHR3030AFMA,LHR3020BFAA,LHA8959-18DEWP,LHA8959-16CEQP,LH001-55,LHA7924GFMBI,LHA7874SGLB,LHA7914EFDBI,LHA7919EFTEI,LHE5312,LHA7928GFDBS,LHR3040AFMA,LHR3010BFAA,LHE7909-8FSELBB,LHA7929GFQEI,LHE7914EEENBA,LHC2031,LHR3045BFAA,LHA9937HEQG,LHR4050CFAA,LHE7909,LHA8951FEDB,LHR3045AFMA,LHA7876SGLB,LHA8949-16BEQP,LHA8951CEMB,LHR3040BFAA,LH32M3C46CWZG,LHE7908,LHR4020CFMA,LHA8952-16BGQP,LHE7904ESELBA,LHR3050AFMA,LHE7906GSENBN,LHA8951CEDB,LHA6958DFLB,LHA7668-4SFQJ,LHE7918EEELBA,LHR3020AFMA,LHR4025DFGR,LHR4033CFMA,LHA9934HEQG,LHE7916EEENBA,LHA7668,LHA8941DEDB,LHA6954DFLB,LHA8949-18BFWP,LHA8961CEDB,LHR3010AFAA,LHR4033DFGR,LHA9932HETI,LHA8960DEMB,LHA7919EFQEI,LHE7908ESELBA,LHA7914EFMBI,LHR4050DFGR,LHA7878SGLB,LHA8961CEMB,LHA7724SEQG,LHE7904GSELBN,LHR3025BFMA,LHR3050BFMA,LHA7866EGLB,LHA6956DFLB,LHP2834FQG,LH32M0S328LME,LHA8941DEMB,LHR4030CFAA,LHA8841FFBA,LHA6916-PDFLS,LHA7908CFMBS,LHE7908GSENBN,LHR3025AFAA,LHA9954,LH32M3E46CQBG,LHE7909-4FSELBB,LHR4040CFMA,LHA8949-16BEWP,LHA7864EGLB,LHR4025CFMA,LHE5504,LHE7906ESENBA,LHA7732HEQG,LH001-91Q40AR2,LHR3030BFAA,LHA8949-14BGQP,LHA7904CFMBI,LHA79XX系列,LH001-99,LHA6958,LHA8940CEMB,LHA6958HFLB,LHR3045BFMA,LHR3040AFAA,LHR3010BFMA,LHR4020DFGR,LH001-91,LHA8949-18BFQP,LHA6916DFLS,LHA8940CEDB,LHA7908CFDBS,LHA9954HEQG,LHA7918EFMBS,LHE7914EEELBA,LH32M0XX,LH32M0S32BSGG,LHR3030AFAA,LHR3020BFMA,LHA7668-4SFTG,LHA8950FEMB,LHR3050AFAA,LHR30XX,LHR3020AFAA,LHA7878,LHA8960DEDB,LHR4033CFAA,LH32M0S32BQME,LHR4020CFAA,LHA8841,LH001-99Q40AR2,LHA8950CEDB,LHE7909-6FSELBB,LHR4030DFGR,HA89XX,LHR4050CFMA,LHE7904ESENBA,LHA8950FEDB,LHE7906GSELBN,LHA7904CFDBI,LHR3040BFMA,LHE5312CGWN,LHE7918EEENBA,LHR3045AFAA,LHA8950CEMB,LHR3025BFAA,LHR3050BFAA,LHA9924,LHA79XX,LHE7908ESENBA,LHA6954HFLB,LHA8831FFBA,LHA7868EGLB,LHA8951,LHA8959-16CEWP,LHA7924GFDBI,LHE7904GSENBN,LHA8959-18DEQP,LHR4030CFMA,LHP2834,LHA8959,LHA7928GFMBS,LHE7916EEELBA,LH32M0S328SGE,LHR3010AFMA,LHA7929GFTEI,LH001-91W30AR2,LHR4040DFGR,LH001-99W30AR2,LHA9924HEQG,LHC2031EWT,LHA7918EFDBS,LHA7732,LHR3030BFMA,LHA8941CEDB,LHA7878HSGLB,LHR4025CFAA,LH32M0S32BLMG,LHA6956HFLB,LHE7908GSELBN,LH32M3X,LHA8961DEDB,LHA8960CEMB,LHA8952-16BGWP,LHP2834FWA,LHR4040CFAA,HA89XX系列,LHR3025AFMA,LHA8941CEMB,LHA7668-8SFQJ,LHA8960CEDB,LHE7906ESELBA,LHA8961DEMB,LH32M3E46CWZG

选型指南 - 领慧立芯 - V1.7 - 2024/3/15 PDF 中文下载

【IC】灵矽微国产BMS AFE芯片LS76928/LS76958系列，25℃电流测量误差＜±0.5%，零漂＜±2μV

在电池管理系统中，模拟前端芯片扮演着至关重要的角色。本文介绍了灵矽微的BMS模拟前端芯片，型号是LS76928和LS76958，内置16/18bit高精度ADC，分别适用于4~8S、10~16S电池场景，支持真乱序上下电，精度高且更具性价比。

产品发布时间 : 2024-11-08

O2Micro（凹凸科技）锂电池电能控制芯片选型指南

描述- 凹凸科技(O2Micro)成立于1995年4月，致力于设计、开发、销售应用于消费电子、工业、汽车电子等领域的电源和电池管理系统及芯片产品。凹凸科技拥有快速的市场响应能力、牢固的客户关系以及强大的数模混合芯片设计能力，公司客户涵盖了全球领先的品牌厂商。

型号- OZ85561,OZ85100,OZ85361,OZ37220,OZ85560,OZ85360,OZ557,OZ9908AI,OZ7716D,OZ537Q,OZ561K,OZ567R,OZ521SI,OZ537S,OZ9220,OZ85413,OZ580,OZ85412,OZ85211,OZ85212,OZ585,OZ3714,OZ567,OZ586,OZ527,OZ3717,OZ77218,OZ547,OZ7714,OZ528,OZ9960Q,OZ93510,OZ9211Q,OZ556Q,OZ89218

选型指南 - O2MICRO - 2024/6/3 PDF 中文下载