LTC2990 詳細(xì)介紹

一、概述

LTC2990 是一款低功耗 I2C 接口的電壓、電流、功率和溫度監(jiān)測(cè)芯片，由 Analog Devices（ADI）公司推出。該芯片集成了高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），能夠測(cè)量多種電參數(shù)，并以數(shù)字形式通過(guò) I2C 傳輸給微控制器，廣泛用于電源管理、工業(yè)自動(dòng)化、服務(wù)器監(jiān)控以及電池管理等應(yīng)用。

二、主要特性

1. 多功能監(jiān)測(cè)能力：

• 可測(cè)量高達(dá) 4 路的電壓信號(hào)

• 可用于電流測(cè)量（外接分流電阻）

• 具備內(nèi)部和外部溫度傳感器

• 可監(jiān)測(cè)功率參數(shù)

2. 高精度測(cè)量：

• 14 位 ADC 采樣

• 內(nèi)部溫度傳感器精度可達(dá) ±1°C

• 支持高精度電壓和電流測(cè)量

3. I2C 兼容接口：

• 具有標(biāo)準(zhǔn) I2C/SPI 兼容接口，支持多種設(shè)備級(jí)聯(lián)

• 可配置多種地址，便于系統(tǒng)集成

4. 低功耗設(shè)計(jì)：

• 典型功耗僅為 500μA

• 具有低功耗模式，適用于電池供電設(shè)備

5. 寬電源電壓范圍：

• 工作電壓范圍為 2.7V 至 5.5V

• 可在多種供電環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行

三、常見(jiàn)型號(hào)

LTC2990 作為一款高集成度的監(jiān)測(cè)芯片，本身并沒(méi)有多個(gè)子型號(hào)，但它可以與以下芯片搭配使用：

• LTC2991：多通道電壓、電流和溫度監(jiān)測(cè)芯片，支持更高通道數(shù)

• LTC2945：專注于電流和功率測(cè)量的監(jiān)控芯片

• LTC2497：高精度 16 通道 ADC，可用于更復(fù)雜的電源監(jiān)測(cè)應(yīng)用

四、工作原理

LTC2990 通過(guò)內(nèi)置的 14 位 ADC 采集模擬信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)據(jù)可通過(guò) I2C 總線讀取。其工作流程如下：

1. 電壓測(cè)量：LTC2990 具有 4 個(gè)輸入通道，可測(cè)量絕對(duì)電壓（0V-6V）或差分電壓（±0.3V）。

2. 電流測(cè)量：通過(guò)外部分流電阻，測(cè)量電壓差，并根據(jù)歐姆定律計(jì)算電流值。

3. 溫度監(jiān)測(cè)：LTC2990 既可以測(cè)量?jī)?nèi)部芯片溫度，也可外接二極管測(cè)量遠(yuǎn)端溫度。

4. 數(shù)據(jù)傳輸：測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)部寄存器，主機(jī) MCU 通過(guò) I2C 接口讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。

五、引腳功能

LTC2990 采用 10 引腳 MSOP 封裝，其主要引腳如下：

六、應(yīng)用領(lǐng)域

LTC2990 由于其高精度、低功耗和多功能特性，被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1. 電源管理系統(tǒng)：可用于服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心等設(shè)備的電壓、電流和功率監(jiān)測(cè)。

2. 工業(yè)自動(dòng)化：監(jiān)測(cè)設(shè)備的供電狀態(tài)，確保設(shè)備在穩(wěn)定電壓下運(yùn)行。

3. 便攜式設(shè)備：在電池供電系統(tǒng)中，用于測(cè)量電池電壓、電流和溫度，提高電池管理效率。

4. 汽車電子：可用于電池管理系統(tǒng)（BMS），實(shí)現(xiàn)車輛動(dòng)力電池的精確監(jiān)測(cè)。

5. 嵌入式系統(tǒng)：在嵌入式設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，用于監(jiān)測(cè)關(guān)鍵電源參數(shù)。

七、I2C 通信協(xié)議

LTC2990 采用 I2C 總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，主要的通信步驟如下：

1. 起始信號(hào)：主機(jī)（MCU）發(fā)送起始信號(hào)（START）。

2. 地址傳輸：發(fā)送 LTC2990 的 7 位 I2C 地址（由 A0、A1 引腳決定）。

3. 命令傳輸：主機(jī)發(fā)送寄存器地址，指定要讀取的測(cè)量數(shù)據(jù)。

4. 數(shù)據(jù)讀取：LTC2990 返回 14 位測(cè)量數(shù)據(jù)，高字節(jié)在前，低字節(jié)在后。

5. 停止信號(hào)：主機(jī)發(fā)送停止信號(hào)（STOP），結(jié)束通信。

八、寄存器結(jié)構(gòu)

LTC2990 采用 8 位寄存器結(jié)構(gòu)，部分常用寄存器如下：

九、應(yīng)用電路

LTC2990 典型應(yīng)用電路如下：

 VCC (3.3V)
  │
 [LTC2990]
  │  │  │
VIN1 VIN2 VIN3 VIN4  --> 電壓測(cè)量
  │  │
 SCL SDA --> I2C 通信 (接 MCU)

該電路中，LTC2990 通過(guò) I2C 接口與 MCU 通信，同時(shí)監(jiān)測(cè) 4 路電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電源管理功能。

十、優(yōu)勢(shì)與局限性

優(yōu)勢(shì)：

• 高集成度：一個(gè)芯片即可完成多種電參數(shù)測(cè)量。

• 高精度：14 位 ADC 采樣，保證測(cè)量精度。

• 低功耗：適用于電池供電應(yīng)用。

• I2C 兼容：易于與主流 MCU 進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

局限性：

• 測(cè)量范圍有限：最大電壓測(cè)量范圍為 0-6V，超出范圍需額外電路調(diào)整。

• 需要外部校準(zhǔn)：某些應(yīng)用場(chǎng)景下，需進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)以保證高精度。

十一、總結(jié)

LTC2990 是一款多功能電壓、電流和溫度監(jiān)測(cè)芯片，適用于各種嵌入式系統(tǒng)、電池管理和工業(yè)控制應(yīng)用。憑借其高精度、低功耗和 I2C 兼容性，它成為眾多電源管理和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的理想選擇。在使用過(guò)程中，工程師需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的外部電路，并充分利用其寄存器和 I2C 通信特性，以實(shí)現(xiàn)最佳測(cè)量效果。