前言

當前時代，得益于AI大模型的興起，機器人的發展正逐漸加速，機器人電池包作為供能系統的核心部件，其性能和安全性直接影響著整個機器人的工作效率和可靠性。機械臂、AMR等多類型機器人都具有復雜的動態任務場景，這對電池管理系統有著一定的要求。而在電池包的管理和監控過程中，AFE芯片（模擬前端芯片）具備精準的信號處理能力，是機器人電池包設計的核心器件之一。

AFE芯片

AFE 芯片的核心使命在于實現模擬信號與數字世界的無縫銜接。在機器人電池包中，它通過多路模數轉換器（ADC）實時采集每節電芯的電壓、溫度及充放電電流等關鍵參數，并將其轉化為可被微控制器（MCU）處理的數字信號。這一過程不僅需要極高的精度（通常達到 12-16 位 ADC 分辨率），還需應對復雜電磁環境下的抗干擾需求。

機器人應用場景的特殊性，決定了 AFE 芯片不可或缺的角色。其一，多串電芯的均衡管理是電池包設計的關鍵。AFE 芯片大多通過被動均衡技術，動態調整電芯間的電荷分布，避免因單體差異導致的容量衰減，延長電池組整體壽命。其二，安全保護機制至關重要。當檢測到過壓、欠壓、過溫或短路等異常狀態時，AFE 可通過硬件電路快速切斷充放電回路，并觸發警報，為機器人提供毫秒級的安全響應。其三，數據交互的高效性直接影響系統性能。部分 AFE 芯片采用菊花鏈通信架構，支持多模塊級聯，大幅簡化了電池包內部的布線復雜度，同時通過 SPI 或 I2C 協議與主控制器實現高速數據傳輸。

具體型號配置信息如上表所示，接下來通過其中幾款芯片型號來介紹該系列芯片的優勢。

以下排名不分先后，按企業英文首字母順序排序。

CellWise 賽微微電

賽微CW1573

CW1573是一款高精度的模擬前端芯片(AFE)，適用于3~7串鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鋰聚合物以及鈉離子電池包。CW1573為電池包提供高精度的電壓、電流以及溫度采樣，支持I2C通訊，并集成了過充、過放、過電流以及溫度保護主動保護硬件功能，內置均衡功能。芯片同時支持電流庫侖積分，配合MCU使用，可以為客戶提供實時電壓、電流、溫度、電池容量信息以及更加個性化的保護功能，特別適用于吸塵器、電動工具、戶外電源等產品應用。

ICM創芯微

創芯微CM2056

CM2056 系列是一款高集成度的用于 3 - 5 節鋰電池檢測的模擬前端（AFE）芯片，采用高壓工藝，輸入最高 40V 。它能協同外部 MCU 對鋰電池組進行過充電保護、過放電保護、過電流保護、短路保護等一系列動作，支持 3 - 5 節串聯鋰電池組的各類應用。該芯片可將每節電池的電壓狀態和電池組的電流狀態傳輸給外部協同的 MCU ，MCU 據此判斷電池組狀態并反饋信號，芯片通過 CO、DO 控制引腳去開關充放電 MOS 以實現保護動作。

CM2056 具備電壓檢測功能，可檢測鋰電池組中每個電芯的電壓，支持磷酸鐵鋰和碳酸鋰電芯，單個電芯檢測范圍 1.5 - 4.5V ，精度達 ±15 mV ；電流檢測方面，能檢測整個鋰電池組的充放電電流，采樣增益 5/10/20/40 倍可選，采樣精度 ±2.5 mV@5 倍增益 。還內置短路保護，支持3.3V/5V 的 LDO 輸出，輸出電流 3 mA ，通訊方式為 I2C ，正常工作模式功耗 70 μA ，休眠模式 8 μA ，采用 SSOP24 封裝，適用于電動工具、吸塵器、充電寶等使用鋰電池組的設備 。

創芯微CM2076

CM2076 系列是一款專為6至7節鋰電池組檢測設計的高集成模擬前端（AFE）芯片，具備電壓、電流檢測以及過充、過放、過流、短路等多重保護功能。芯片內置高壓LDO、3.3V/5V電壓輸出，可為MCU或ADC模塊供電，并通過I2C接口與MCU通訊，實現電池電壓電流采樣與保護狀態反饋。其CO、DO引腳可用于控制外部放電MOS管，有效執行保護操作。此外，芯片支持通過外部ADC讀取CM2056輸出，實現靈活的系統架構設計。

該芯片采用高壓工藝，支持輸入電壓最高達40V，適配6至7串鋰電池連接，電壓檢測精度達±15 mV，電流采樣倍率多檔可選，具備優異的電氣性能和系統兼容性。其低功耗設計在正常工作時電流僅70 μA，休眠模式下為8 μA，CM2076采用SSOP24封裝，適用于電動工具、吸塵器、掃地機等多種便攜或高功率電池設備。

創芯微CM2086

CM2086 系列是一款集成度高、適用于8節鋰電池檢測的模擬前端芯片（AFE），具備電壓、電流檢測功能，并支持對電池組進行過充、過放、過流、短路等多重保護。芯片可實時監測各電芯電壓及電流狀態，并通過CTLC、CTLD引腳輸出狀態信號至MCU，結合CO、DO控制信號實現對外部MOS的保護控制。內部集成高精度LDO，提供3.3V或5V電源輸出，可為MCU或ADC模塊供電，系統通過外部ADC讀取CM2056輸出電壓信號，判斷電池狀態并控制保護動作，從而構建出靈活且高可靠性的電池管理系統。

該芯片支持最多8串鋰電芯接入，單芯電壓檢測范圍為1.5V至4.5V，檢測精度達±15mV，具備5/10/20/40倍可調電流采樣倍率和±2.5mV@5倍增益的采樣精度，電壓參考范圍涵蓋50至400mV多個檔位，適應多樣化應用需求。芯片具備低功耗特性，在正常工作模式下電流僅為70μA，休眠模式更低至8μA。CM2086采用SSOP24封裝非常適合應用于電動工具、吸塵器、掃地機、充電寶及其他便攜式或大功率鋰電設備。

INJOINIC英集芯

英集芯IP3281

IP3281 是一款低功耗電池組保護器，用于10~16 節串聯鋰離子/聚合物可充電電池的初級保護的解決方案。該產品集成了聚合物可充電電池安全運行所需的一整套的電壓、電流和溫度所有檢測和保護。保護閾值和延時均為出廠編程設定，有多種配置可供選用，采用TSSOP30封裝。

JoulWatt杰華特

杰華特JW33708

JW33708是一款多電池堆的監測和保護芯片，芯片耐壓60V，支持4-8串電池應用，可為每個電池提供被動均衡功能，支持最多3個連續電池同時放電。JW33708可用于電池電壓和溫度感知的14位ADC，電壓精度達10mV，以及用于充放電電流感知的16位ADC，電流精度達75μV。

多個JW33708可以串聯使用，可通過SPI接口與外部控制單元通信，集成了預充電和預放電驅動器，支持睡眠模式，電流較小時可實現高效率低功耗，采用NMOS驅動，并具有多種保護機制，采用TSSOP38封裝。

杰華特JW3370

JW3370是一款多電池堆的監測和保護芯片，芯片耐壓60V，支持4-10串電池應用，可為每個電池提供被動均衡功能，支持最多3個連續電池同時放電。JW3370可用于電池電壓和溫度感知的14位ADC，電壓精度達10mV，以及用于充放電電流感知的16位ADC，電流精度達75μV。

多個JW3370可以串聯使用，可通過SPI接口與外部控制單元通信，集成了預充電和預放電驅動器，支持睡眠模式，電流較小時可實現高效率低功耗，采用NMOS驅動，并具有多種保護機制，采用TSSOP38封裝。

杰華特JW3323A

JW3323A是一款高度集成、低成本的保護和監控芯片，適用于6-13串聯電池應用，集成了12位ADC，用于高精度電壓檢測，電壓精度達15mV。并集成了保護和延遲電路，用于故障事件包括過充、過放、短路、斷路、過溫等。

外部控制單元通過I2C接口與JW3323A通信，方便用戶監測每個串聯電池組的狀態，特別是鋰離子可充電電池組。JW3323A還提供包括斷線檢測、奇偶動態平衡、引腳故障檢測、內部過溫保護和充電許可等保護機制，以增強系統安全性。

為了提升易用性，JW3323A支持電子鎖功能以獨立控制放電，提供GPS引腳以啟用GPS應用，還提供警報引腳用于電池故障警報以及DOCT引腳用于釋放部分電池故障，采用30-Pin TSSOP封裝。

PENG SHEN TECH鵬申科技

鵬申PB7200

PB7200是鵬申科技AFE芯片產品PB7系中的一員，支持5-20串電芯應用，工作電壓范圍在12至95V，單節電芯單元電壓測量范圍為0-5V，可用于執行電池組的測量、保護和均衡功能，適用于大多數鋰、鈉電池。

該芯片還內置VADC模塊用于電壓、溫度和電流測量；內置CADC模塊用于采集電流，用于庫侖計方式的高精度SOC計量，同時提供4個充放電MOS控制引腳。

BMU單板內部的AFE模塊通過電容隔離的菊花鏈級聯方式實現，而單板之間則通過變壓器隔離的菊花鏈級聯，有效保證了信號傳輸的穩定性和系統的抗干擾能力。系統設計允許最大配置為1個基礎單元加上31個擴展單元。Stack1通過線束連接到控制板上的AFE0(Base)，AFE0與MCU之間通過串口通信進行數據交換，有效簡化了布線并提高了系統可靠性。此外，系統還配備了用于驅動光耦的ACT_CTR，用于控制各Stack AFE的ACT引腳，以實現shutdown模式的進入或AFE的硬復位，為系統維護和故障恢復提供了重要保障。

PB7200的功耗極低，同時鵬申科技AFE產品具備高效的自動調度功能，能夠實現定時測量和實時保護，通過中斷通知MCU，有效節省資源和降低功耗，同時在低功耗模式下保持關鍵保護功能，并能自動檢測并響應電流變化和充電器插入，實現深度節能狀態。

充電頭網也拿到了這款芯片的方案demo，以上為實物展示。

PB7200采用LQFP80封裝，可廣泛應用于電動自行車、電動摩托車、電動工具、通信、家庭和風光儲能等 5~20 串鋰電芯 BMS 系統中。

鵬申PB7170

PB7170同樣是鵬申科技AFE芯片產品PB7系中的一員，支持5至17串電芯應用，工作電壓范圍在12至88V，單節電芯單元電壓測量范圍為0-5V，可用于執行電池組的測量、保護和均衡功能，適用于大多數鋰電池。

該芯片配備VADC模塊，專門用于精確測量電壓、溫度和電流；同時，CADC模塊能夠進行高精度的電流采集，適用于庫侖計方式的SOC計量。此外，該芯片還提供3個充放電MOS控制引腳，支持高達100mA的單通道均衡電流，并能實現多單元均衡的同時啟動，滿足多種智能均衡策略的需求。

PB7170的功耗極低，提供多種低功耗睡眠模式，可根據不同使用場景采用不同的模式，并能自動檢測并響應電流變化和充電器插入，在睡眠模式下也能保持極快的喚醒速度并保持極低的功耗，實現深度節能狀態。

同時鵬申科技AFE產品具備高效的自動調度功能，能夠實現定時測量和實時保護，通過中斷通知MCU，有效節省資源和降低功耗。

充電頭網同樣也拿到了這款芯片的方案demo，以上為實物展示。

PB7170采用LQFP64封裝，可廣泛應用于電動自行車、電動摩托車、電動工具、通信、家庭和風光儲能等 5~17 串鋰電芯 BMS 系統中。

鵬申PB5100

PB5100是鵬申科技AFE芯片產品PB5系中的一員，支持4-10串電芯應用，工作電壓范圍在6至55V，單節電芯單元電壓測量范圍為0-5V，可用于執行電池組的測量、保護和均衡功能，適用于大多數鋰/鈉電池。

該芯片配備VADC模塊，專門用于精確測量電壓、溫度和電流；同時，CADC模塊能夠進行高精度的電流采集，適用于庫侖計方式的SOC計量。此外，該芯片還提供4個充放電MOS控制引腳，支持多單元均衡的同時啟動，滿足多種智能均衡策略的需求。

與PB7系不同，PB5100采用QFN32(QFP32)封裝，可廣泛應用于電動工具、便攜儲能、家用電器的供電系統之中。

1、電池管理智能化，鵬申科技AFE芯片的高效能解決方案

充電頭網總結

在新能源技術迅猛發展的今天，電池作為能量轉換和存儲的核心部件，其重要性不言而喻。鋰電池因具有優越的性能，已經成為電動汽車、移動設備、儲能系統等領域的首選。而隨著鋰電池應用的廣泛，其安全性問題也日益凸顯。電池管理系統（BMS）作為確保電池安全運行的關鍵技術，其發展對于提升電池性能和保障用戶安全至關重要。

本文詳細介紹了包括賽微微電、鵬申科技、英集芯、杰華特等公司的AFE芯片產品，這些產品以高精度的監測、優化和保護功能，為電池組的安全運行和最大化使用壽命提供了有力保障。通過這些AFE芯片，可以看到電池管理系統正朝著更智能、更高效、更安全的方向發展。