新能源汽车被认为是未来解决汽车行业能源、环保、安全等问题最有利的措施之一,因而受到了政府和企业的极大关注。新能源汽车中最关键的汽车电子芯片之一就是动力电池管理芯片。动力电池管理芯片可以实现对多节串联电池单体的检测,并通过芯片的级联使用实现对成百上千个电池单体的检测。目前市场上的新能源汽车电池管理芯片均由国外厂商制造生产,国内在这方面的研究亟待提高。本论文研究了动力电池管理芯片的整体架构,对组内已完成的片内电源管理电路和电池电压采集前端(MUX+ADC)这两个关键模块进行了流片测试及分析。在上海先进半导体公司的0.5μm 60V BCD工艺下,完成了高精度带隙基准电压源,级联通信电路以及10MHz时钟电路的设计。首先,基于温度自适应算法设计了高精度带隙基准电压源。在基准源核心电路的基础上,通过温度感应模块对温度区间进行区分,对应的向基准核心电路注入不同大小的PTAT电流和Constant电流,实现对基准源输出电压温度系数的补偿。整个带隙基准源的工作电源电压为5V,基准输出为3V,最大电流负载为20mA,且具备良好的温度特性,温度系数在-40℃到125℃的温度范围内能够达到2.42ppm/℃。其次,设计了级联通信电路。输出Tx电路采用LVDS差分传递模式,可以减小汽车内环境噪声的干扰。Tx电路可以工作在数据传输、空闲两种状态。输出高电平为3.2V,低电平为1.8V,中间电平为2.5V。输出差分信号通过双绞线进行传输,两块芯片的势垒隔离通过隔离变压器来实现。接收电路Rx模块的主要结构为比较器,其延迟为52.27nS,实现对差分信号的接收。整个系统的传递延迟为72.45nS,能传递的最小脉冲宽度低至100nS。最后,设计了10MHz时钟电路。这部分包括五个模块,其中温度与工艺补偿模块提供温度和工艺的双重补偿,三级差分延时模块完成频率的振荡,偏置电路模块为延时单元提供稳定的电压偏置,以及比较器模块转化成数字输出。输出时钟中心频率为10MHz,占空比49.89%。经过温度和工艺补偿后,输出时钟频率在中心频率附近的漂移为±20%以内。以上模块均完成了设计、版图和后仿真。其中高精度带隙基准电压源部分已经提交流片,目前正在工艺线上。级联通信电路和10MHz时钟电路部分也完成后仿真,正在准备流片提交。