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在过去的一个世纪，能源专家通过不懈的努力成功地研发出一种高能电池——锂离子电池。与其他镍、镉蓄电池相比具有储存量大、正常工作电压高、电池体自身使用寿命长、功耗较低和没有记忆力等优点。由于锂电池对充电电压、环境温度等因素都非常的敏感。为此，延长锂电池的使用寿命，良好的智能锂电池保护系统起着至关重要的作用。本论文主要采用了智能的保护系统，对电池单元进行充、放电的控制方式。整个锂电池智能保护的过程是：涓流预充电—恒流充电—恒压充电—放电可控。因此，电路设计的关键是要做到：防止过流/短路、充分充电、自动监测、自动控制等功能模块的设计。它主要由微控制器（MCU）、DC/DC、差分放大器、电压环误差放大器、电压采集、电压比较器、温度感测比较器、LED信号驱动、基准电压源等多个IC设计模块同时布局在一个芯片上系统。本文中将多路选择器、电池电压检测器、MOSFET控制电路、高精度基准源和可编程的I/O规划在模拟前端（AFE）芯片中。本文设计的锂电池保护电路的创新在于采用4芯锂电池保护电路的智能化管理，同时可采用精度测量、精度控制的智能方法来控制电压检测电路对每节电池单元进行检查，选择相应的电池单元电压或失调电压输出；在电池储能系统中，对电池单元的充、放电是至关重要的。该保护系统结合了电池单元均衡电路和电池组断路检测电路于一体，能对每节电池单元进行充放电，从而起到均衡各个电池单元的作用，延长电池的寿命；对于电池组断路检测功能，主要用于探测电池单元各个节点处的漏电流，并判定电池组是否存在断路漏电的现象，从而进一步的确定断路节点的位置。文中尤其重要的核心部分即AFE内部集成的线性稳压器。3.3V的稳定电压输出用于驱动LED、同时提供AFE内部的模拟电路模块的电压，其驱动能力设定为20mA（max），要求10%的精度。其中LDO的大驱动管采用PMOS。芯片内部集成了大量TIMMING电路，可以对输出电压进行自校准，所以不需要额外的片外调节电阻。在稳压器的输出端需要连接较大的滤波电容（0.47uF），以防止输入电压或负载变化时产生大的纹波。为了检测为AFE供电的线性稳压器的输出电压VDDA33、VDDD18和VDDD33，其中任意一路LDO输出过低时，复位电路起到了调节电压信号的作用，RESET信号的延迟时间完全由外部RC决定，并对防止电池长时间电量过低是十分重要的。该设计基于TSMC0.5umHV40V工艺，通过Cadence软件的电路、版图的设计和仿真验证。得到如下仿真验证结果：逻辑前端芯片（AFE）最高耐压DC～30V；正常工作电流（Isup）30～115uA，掉电工作模式电流（Ipd）0.5uA；电池检测电路：输入偏移电压Voff31～385mV；电池检测电路：电压阈值0.396～0.404（Vreg＝2.5V）。