目前,逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)被广泛应用于电源管理芯片中以实现模数转换功能。锂离子电池组在充电或者放电过程中,由于单体电池电压十分接近且随时间变化缓慢,将使传统工作模式下的SAR ADC存在大量冗余的转换步骤。本文在锂离子电池组电压特性的基础上,提出了一种基于SAR ADC的高位预测控制策略,该策略可以有效减少ADC的转换步骤,以节省ADC的转换时间并降低ADC的功耗。本文在高位预测SAR ADC控制策略的基础上进行了数学分析,获得了ADC节省的转换时间与电池组相关参数包括电池数量、用于高位预测的电池数量、采样频率、标准差以及数字码变化率之间的关系,并采用行为级仿真对数学分析进行了验证。在该数学分析的指导下,本文选择出了最优的控制策略,并设计了一款基于多路复用开关配合电平移位电路结构的电压采集读出电路,其主要模块包括:多路复用开关、电平移位电路、基于高位预测控制策略的SAR ADC以及低压差线性稳压器。本文采用0.25μm 1-poly 5-metal的BCD高压工艺设计了一款基于高位预测SAR ADC控制策略的电源管理芯片,其中SAR ADC的功耗由1.76m W降低到1.09m W。针对电动汽车的实际应用背景,本设计实时采集10节串联锂离子电池组的电压信息,并采用基于电池组中8节电池转换结果的预测控制策略。单节电池电压范围为0～4V,电池组总输入电压范围为10～40V,芯片可在2ms完成系统中所有电池电压信息的测量。当单体容量为1.1Ah的锂离子电池在25℃和1.1m A电流状态下充放电,且?=10、f=5k Hz、N=10、CN=8时,相比于传统SAR ADC的控制策略,本文提出的控制策略在充电过程中可节省27.83%的ADC转换时间,放电过程可节省27.89%的ADC转换时间。