多家芯片厂商推出多款AFE芯片，确保机器人电池组安全稳定运行

前言

当前时代，得益于AI大模型的兴起，机器人的发展正逐渐加速，机器人电池包作为供能系统的核心部件，其性能和安全性直接影响着整个机器人的工作效率和可靠性。机械臂、AMR等多类型机器人都具有复杂的动态任务场景，这对电池管理系统有着一定的要求。而在电池包的管理和监控过程中，AFE芯片（模拟前端芯片）具备精准的信号处理能力，是机器人电池包设计的核心器件之一。

AFE芯片

AFE 芯片的核心使命在于实现模拟信号与数字世界的无缝衔接。在机器人电池包中，它通过多路模数转换器（ADC）实时采集每节电芯的电压、温度及充放电电流等关键参数，并将其转化为可被微控制器（MCU）处理的数字信号。这一过程不仅需要极高的精度（通常达到 12-16 位 ADC 分辨率），还需应对复杂电磁环境下的抗干扰需求。

机器人应用场景的特殊性，决定了 AFE 芯片不可或缺的角色。其一，多串电芯的均衡管理是电池包设计的关键。AFE 芯片大多通过被动均衡技术，动态调整电芯间的电荷分布，避免因单体差异导致的容量衰减，延长电池组整体寿命。其二，安全保护机制至关重要。当检测到过压、欠压、过温或短路等异常状态时，AFE 可通过硬件电路快速切断充放电回路，并触发警报，为机器人提供毫秒级的安全响应。其三，数据交互的高效性直接影响系统性能。部分 AFE 芯片采用菊花链通信架构，支持多模块级联，大幅简化了电池包内部的布线复杂度，同时通过 SPI 或 I2C 协议与主控制器实现高速数据传输。

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。

以下排名不分先后，按企业英文首字母顺序排序。

CellWise 赛微微电赛微CW1573

CW1573是一款高精度的模拟前端芯片(AFE)，适用于3~7串锂电池、磷酸铁锂电池、锂聚合物以及钠离子电池包。CW1573为电池包提供高精度的电压、电流以及温度采样，支持I2C通讯，并集成了过充、过放、过电流以及温度保护主动保护硬件功能，内置均衡功能。芯片同时支持电流库仑积分，配合MCU使用，可以为客户提供实时电压、电流、温度、电池容量信息以及更加个性化的保护功能，特别适用于吸尘器、电动工具、户外电源等产品应用。

ICM创芯微创芯微CM2056

CM2056 系列是一款高集成度的用于 3 - 5 节锂电池检测的模拟前端（AFE）芯片，采用高压工艺，输入最高 40V 。它能协同外部 MCU 对锂电池组进行过充电保护、过放电保护、过电流保护、短路保护等一系列动作，支持 3 - 5 节串联锂电池组的各类应用。该芯片可将每节电池的电压状态和电池组的电流状态传输给外部协同的 MCU ，MCU 据此判断电池组状态并反馈信号，芯片通过 CO、DO 控制引脚去开关充放电 MOS 以实现保护动作。

CM2056 具备电压检测功能，可检测锂电池组中每个电芯的电压，支持磷酸铁锂和碳酸锂电芯，单个电芯检测范围 1.5 - 4.5V ，精度达 ±15 mV ；电流检测方面，能检测整个锂电池组的充放电电流，采样增益 5/10/20/40 倍可选，采样精度 ±2.5 mV@5 倍增益。还内置短路保护，支持3.3V/5V 的 LDO 输出，输出电流 3 mA ，通讯方式为 I2C ，正常工作模式功耗 70 μA ，休眠模式 8 μA ，采用 SSOP24 封装，适用于电动工具、吸尘器、充电宝等使用锂电池组的设备。

创芯微CM2076

CM2076 系列是一款专为6至7节锂电池组检测设计的高集成模拟前端（AFE）芯片，具备电压、电流检测以及过充、过放、过流、短路等多重保护功能。芯片内置高压LDO、3.3V/5V电压输出，可为MCU或ADC模块供电，并通过I2C接口与MCU通讯，实现电池电压电流采样与保护状态反馈。其CO、DO引脚可用于控制外部放电MOS管，有效执行保护操作。此外，芯片支持通过外部ADC读取CM2056输出，实现灵活的系统架构设计。

该芯片采用高压工艺，支持输入电压最高达40V，适配6至7串锂电池连接，电压检测精度达±15 mV，电流采样倍率多档可选，具备优异的电气性能和系统兼容性。其低功耗设计在正常工作时电流仅70 μA，休眠模式下为8 μA，CM2076采用SSOP24封装，适用于电动工具、吸尘器、扫地机等多种便携或高功率电池设备。

创芯微CM2086

CM2086 系列是一款集成度高、适用于8节锂电池检测的模拟前端芯片（AFE），具备电压、电流检测功能，并支持对电池组进行过充、过放、过流、短路等多重保护。芯片可实时监测各电芯电压及电流状态，并通过CTLC、CTLD引脚输出状态信号至MCU，结合CO、DO控制信号实现对外部MOS的保护控制。内部集成高精度LDO，提供3.3V或5V电源输出，可为MCU或ADC模块供电，系统通过外部ADC读取CM2056输出电压信号，判断电池状态并控制保护动作，从而构建出灵活且高可靠性的电池管理系统。

该芯片支持最多8串锂电芯接入，单芯电压检测范围为1.5V至4.5V，检测精度达±15mV，具备5/10/20/40倍可调电流采样倍率和±2.5mV@5倍增益的采样精度，电压参考范围涵盖50至400mV多个档位，适应多样化应用需求。芯片具备低功耗特性，在正常工作模式下电流仅为70μA，休眠模式更低至8μA。CM2086采用SSOP24封装非常适合应用于电动工具、吸尘器、扫地机、充电宝及其他便携式或大功率锂电设备。

INJOINIC英集芯英集芯IP3281

IP3281 是一款低功耗电池组保护器，用于10~16 节串联锂离子/聚合物可充电电池的初级保护的解决方案。该产品集成了聚合物可充电电池安全运行所需的一整套的电压、电流和温度所有检测和保护。保护阈值和延时均为出厂编程设定，有多种配置可供选用，采用TSSOP30封装。

JoulWatt杰华特杰华特JW33708

JW33708是一款多电池堆的监测和保护芯片，芯片耐压60V，支持4-8串电池应用，可为每个电池提供被动均衡功能，支持最多3个连续电池同时放电。JW33708可用于电池电压和温度感知的14位ADC，电压精度达10mV，以及用于充放电电流感知的16位ADC，电流精度达75μV。

多个JW33708可以串联使用，可通过SPI接口与外部控制单元通信，集成了预充电和预放电驱动器，支持睡眠模式，电流较小时可实现高效率低功耗，采用NMOS驱动，并具有多种保护机制，采用TSSOP38封装。

杰华特JW3370

JW3370是一款多电池堆的监测和保护芯片，芯片耐压60V，支持4-10串电池应用，可为每个电池提供被动均衡功能，支持最多3个连续电池同时放电。JW3370可用于电池电压和温度感知的14位ADC，电压精度达10mV，以及用于充放电电流感知的16位ADC，电流精度达75μV。

多个JW3370可以串联使用，可通过SPI接口与外部控制单元通信，集成了预充电和预放电驱动器，支持睡眠模式，电流较小时可实现高效率低功耗，采用NMOS驱动，并具有多种保护机制，采用TSSOP38封装。

杰华特JW3323A

JW3323A是一款高度集成、低成本的保护和监控芯片，适用于6-13串联电池应用，集成了12位ADC，用于高精度电压检测，电压精度达15mV。并集成了保护和延迟电路，用于故障事件包括过充、过放、短路、断路、过温等。

外部控制单元通过I2C接口与JW3323A通信，方便用户监测每个串联电池组的状态，特别是锂离子可充电电池组。JW3323A还提供包括断线检测、奇偶动态平衡、引脚故障检测、内部过温保护和充电许可等保护机制，以增强系统安全性。

为了提升易用性，JW3323A支持电子锁功能以独立控制放电，提供GPS引脚以启用GPS应用，还提供警报引脚用于电池故障警报以及DOCT引脚用于释放部分电池故障，采用30-Pin TSSOP封装。

PENG SHEN TECH鹏申科技鹏申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。