在“油電同速”的兆瓦閃充科技突破背後，活躍著一群鮮為人知的“隱形守護者”——電池管理晶片與電力控制單元。 這些精密晶片在高溫、高壓、強電磁干擾的極端環境中，時刻監測每節電池的電壓、溫度與電量平衡，通過毫伏級精度的採樣科技保障充電安全。
此前的內容中，我們以LTC6811、LTC6813與ADBMS6830三款晶片為覈心，聚焦“外在形態與內在構造”，通過封裝設計解析、X-ray透視圖呈現及內部結構折開，帶大家直觀感受了這三款晶片在硬體設計上的細節與巧思。
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而今天，我們將在此基礎上進一步深入——從功能特性實測到應用場景落地，從性能參數對比到核心技術亮點解讀，全面解鎖三款晶片在實際應用中的表現與價值，為大家呈現更完整的科技全貌。
首先從科技細節來看，以均衡開關設計為例，LTC6811單節電池檢測範圍覆蓋0~5V，晶片內部集成均衡NMOS管，在被動均衡模式下可實現最高200mA的均衡電流，有效平衡各電池電量。 LTC6813通過新增檢測單元數量，單顆晶片的最高檢測電壓較LTC6811提升約50%。 對應設計了電荷泵來提供更高的驅動電壓（如下圖所示），相應的也提高了均衡NMOS管的尺寸，但是均衡模塊的整體面積也擴大了近一倍。
ADBMS6830完全採用了全新的工藝和設計方法，LTC6811和LTC6813是通過電池埠CN和均衡埠SN來進行量測和均衡，而ADBMS6830新增了額外的SP均衡埠，用來外接電阻，輕鬆將均衡熱量“轉移”至晶片外，提高了散熱效能； 內部均衡管陞級為PMOS管，改用低電平驅動，不僅省去電平轉換模塊，電路複雜度和版圖面積雙雙下降，非均衡狀態下寄生二極體還能自然阻斷漏電流，减少靜態功耗。
以下為均衡模塊區域照片：
順著數據路徑往下看，LTC6811/LTC6813均通過六/七選一的MUX通道切換數據，將待測數據選擇傳輸給對應的ADC。 其中LTC6811的12個單元匹配2個ADC，LTC6813的18個單元則對應3個ADC； ADBMS6830則直接讓數據“直達”專屬ADC，所有ADC同步並行工作，效率拉滿。
LTC6811和LTC6813兩款晶片，採用結構完全相同的16比特Sigma-Delta ADC。 其中類比端採用帶二階積分的一比特調製器，該結構通過迴響路徑對前級輸出與當階輸入做加權求和後積分，最終量化輸出。 這種結構能提供穩定的頻率回應，為資料獲取奠定扎實基礎。 更靈活的是，基於不同過取樣速率，ADC被設計為8種工作模式——每種模式對應差异化的準確度與時效性，讓使用者按需選擇，適配更多場景。
LTC6811-ADC模塊照片
LTC6813-ADC模塊照片
LTC6811<C6813-ADC結構框圖（圖源晶片手册）
基於前面提到的新增了SP埠，ADBMS6830對ADC進行了重新設計，採用雙ADC的結構對每個單元進行精確的量測（如下圖所示），其中C-ADC用於同步量測差分單元的輸入，輸入範圍變為-2V~5.5V，每1毫秒輸出16比特結果且每8毫秒提供最近8組數據的平均值； S-ADC則用於量測均衡差分單元的輸入，輸入範圍0~5.5V，每8毫秒出一次結果，同時S-ADC還可以使用C-ADC對電池電壓進行冗餘量測。 值得一提的是ADBMS6830的兩種ADC在連續工作模式下可以達到4MHz，可以减少外部類比濾波以及產生無混疊的量測結果，後續通過無限脈衝回應（IIR）濾波器進一步降噪。
ADBMS6830-ADC模塊照片
ADBMS6830-ADC結構框圖（圖源晶片手册）
Sigma-Delta ADC的完整設計離不開數位濾波器，LTC6811和LTC6813的類比採用了結構相對簡單的一比特調製器，該結構在工作過程中會產生大量高頻雜訊，囙此需要依靠更複雜的數位濾波器來濾除。 經分析發現，這兩款晶片均選用3階SINC濾波器作為覈心濾波單元，SINC濾波器作為一種特殊類型的FIR濾波器，其工作原理基於離散時間進行卷積運算，比傳統的線性相乘相加的FIR濾波器佔用更少的計算資源，並且具有快速相應和穩定的特點，可以有效濾除高頻雜訊。 單個SINC濾波器結構簡單，濾波效果一般，囙此通常採用3-5級聯的形式組成以達到較好的濾波效果。
SINC3濾波器原理圖（圖源晶片手册）
對於ADBMS6830而言，由於其包含多個需同步運算的ADC通道，且硬體資源相對有限，選擇乘加運算量較少的IIR濾波器成為更合理的方案。 IIR濾波器通過遞迴結構實現低階高效濾波，但遞迴特性可能導致極點落在組織圓外，進而引發系統不穩定。 推測設計者正是出於這一考量，取消了原ADC的多種工作模式，以此提升系統在單一頻率下的穩定性。
IIR濾波器原理圖（圖源晶片手册）
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