【摘 要】
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随着我国大众生活水平的提高和绿色低碳环保意识的增强,当前对新能源汽车的需求量不断增加,与之对应的锂电池需求量也随之增加。为了提高电池的性能和增加电池的使用寿命,电池管理系统（Battery Management System,BMS）成为现阶段新能源电动汽车发展中的重要研究方向。随着半导体行业的发展,集成电路设计技术的提高,使电池管理系统集成化成为可能,集成化的BMS芯片可有效提高其工作效率,降低
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随着我国大众生活水平的提高和绿色低碳环保意识的增强,当前对新能源汽车的需求量不断增加,与之对应的锂电池需求量也随之增加。为了提高电池的性能和增加电池的使用寿命,电池管理系统（Battery Management System,BMS）成为现阶段新能源电动汽车发展中的重要研究方向。随着半导体行业的发展,集成电路设计技术的提高,使电池管理系统集成化成为可能,集成化的BMS芯片可有效提高其工作效率,降低功耗以及电磁干扰等优势,因此BMS相关专用芯片的研发与设计具有重要的意义。本文基于0.18μm CMOS工艺研究设计一款针对8节锂电池串联电池组单体电池的电压采集模拟高压MUX（Multiplexer,多路选择器）芯片。本文设计的高压MUX芯片主要由高压MUX和高压运算放大器两部分组成,其中MUX主要由数字译码器、数字电平转换电路、高压开关阵列等电路组成,用于传输单节电池两端电压,传输电压范围0V至45V;高压运算放大器直流增益达140d B,由它构成的减法器将MUX输出的电池两端电压差比例放大并输出。基于Cadence Virtuoso模拟IC设计平台,完成电路设计、版图设计以及仿真验证,并交付代工厂流片。仿真结果表明,通过数字控制信号,MUX电路可以实现对8节锂电池串联电池组单体电压的动态传输。高压运算放大器工作电压为10V至45V,直流增益达140d B,相位裕度为66度,共模抑制比为176d B,电源抑制比为130d B。由运算放大器构成减法器可实现单节电池两端电压差运算,单体电池电压检测误差过不超过1.8m V,可在800μs时间内完成8节电池单体电压扫描和输出。
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