LTC2991 中文手冊

LTC2991 是 Linear Technology（現(xiàn)為 ADI 旗下品牌）推出的一款多通道電壓、電流和溫度監(jiān)測芯片。它是一款高精度的環(huán)境和系統(tǒng)監(jiān)控器，廣泛應(yīng)用于服務(wù)器、通信設(shè)備、工業(yè)控制以及電池管理系統(tǒng)中。LTC2991 具備多個(gè)通道，可同時(shí)監(jiān)測多個(gè)參數(shù)，集成度高，適用于對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控的應(yīng)用場景。本文將詳細(xì)介紹 LTC2991 的常見型號、主要技術(shù)參數(shù)、工作原理、功能特點(diǎn)、作用以及具體應(yīng)用。

常見型號及封裝

LTC2991 主要以單一型號銷售，采用緊湊的 16 引腳 MSOP（Mini Small Outline Package）和 16 引腳 DFN（Dual Flat No-lead）封裝。這兩種封裝方式均具有較小的體積，適用于高密度 PCB 設(shè)計(jì)，特別是在空間受限的應(yīng)用環(huán)境中，如嵌入式系統(tǒng)、便攜式設(shè)備和高性能計(jì)算系統(tǒng)。

MSOP 封裝由于其傳統(tǒng)的引腳設(shè)計(jì)，適合手工焊接和測試，而 DFN 封裝因無引腳結(jié)構(gòu)在高速信號傳輸方面具有更好的電性能，并且有利于散熱。用戶可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的封裝形式。

主要技術(shù)參數(shù)

LTC2991 作為一款高精度監(jiān)測芯片，其技術(shù)參數(shù)決定了其應(yīng)用范圍和性能優(yōu)勢。以下是 LTC2991 的主要技術(shù)參數(shù)：

1. 供電電壓范圍：2.7V 至 5.5V，適用于多種電源環(huán)境

2. 電壓測量范圍：

• 差分輸入模式：±300mV（高精度模式）或 0V 至 6V（寬范圍模式）

• 單端輸入模式：0V 至 6V

3. 電流測量能力：可通過外部分流電阻測量電流，精度取決于分流電阻的選擇

4. 溫度測量：

• 內(nèi)部溫度傳感器：測量芯片自身溫度

• 外部溫度傳感器支持二極管（如 BJT PN 結(jié)）測量遠(yuǎn)程溫度

• 測量范圍：-40°C 至 125°C

5. I2C 接口：支持 400kHz 的 I2C 通信速率，適用于標(biāo)準(zhǔn)和高速數(shù)據(jù)傳輸

6. 分辨率：16 位 ADC，保證高精度數(shù)據(jù)采集

7. 低功耗模式：支持掉電模式，降低系統(tǒng)功耗

工作原理

LTC2991 通過其內(nèi)部 16 位 ADC 采樣外部電壓、電流和溫度信號，并通過 I2C 接口傳輸數(shù)據(jù)到微控制器進(jìn)行處理。其核心工作原理基于高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換，結(jié)合內(nèi)部參考電壓和補(bǔ)償機(jī)制，確保測量的準(zhǔn)確性。

1. 電壓測量：LTC2991 具備 8 個(gè)模擬輸入通道，可配置為單端或差分模式。通過內(nèi)部 ADC 依次對輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提供高精度測量結(jié)果。

2. 電流測量：LTC2991 通過測量外部分流電阻兩端的電壓降計(jì)算電流值。用戶可根據(jù)應(yīng)用需求選擇不同阻值的分流電阻，以優(yōu)化測量精度和功耗。

3. 溫度測量：LTC2991 內(nèi)置一個(gè)溫度傳感器用于測量芯片自身溫度，同時(shí)支持外部溫度傳感器，如 BJT 二極管。外部溫度測量通過采集二極管的正向電壓變化來計(jì)算溫度，并進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以提高測量精度。

4. 數(shù)據(jù)傳輸：LTC2991 通過 I2C 接口與主控 MCU 進(jìn)行通信，支持多種地址配置，適用于多個(gè) LTC2991 級聯(lián)使用。

功能特點(diǎn)

1. 多通道監(jiān)測：支持 8 個(gè)通道的電壓、電流和溫度監(jiān)測，適用于復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)檢測。

2. 高精度 ADC：16 位模數(shù)轉(zhuǎn)換，提高測量數(shù)據(jù)的分辨率和準(zhǔn)確度。

3. 靈活的供電范圍：2.7V 至 5.5V 工作電壓，適用于多種電源環(huán)境，包括電池供電設(shè)備。

4. 支持外部溫度傳感器：可使用遠(yuǎn)程二極管測量溫度，提升測溫范圍和精度。

5. 低功耗模式：可進(jìn)入掉電模式，在不需要測量時(shí)降低功耗，適合低功耗應(yīng)用。

6. I2C 接口：兼容 7 位地址尋址，支持多個(gè) LTC2991 設(shè)備級聯(lián)，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。

7. 過壓和過流檢測：提供過壓、過流檢測功能，可用于系統(tǒng)保護(hù)，確保安全運(yùn)行。

作用與應(yīng)用

LTC2991 主要用于需要高精度監(jiān)測多個(gè)物理參數(shù)的系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1. 服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心：監(jiān)測供電電壓、板載溫度、關(guān)鍵電流消耗，確保服務(wù)器可靠運(yùn)行。

2. 工業(yè)自動化：監(jiān)測工業(yè)控制系統(tǒng)的電源狀態(tài)、溫度和電流，防止設(shè)備過熱或損壞。

3. 通信設(shè)備：用于無線基站、交換機(jī)等設(shè)備的溫度、電源、電流監(jiān)測，提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4. 電池管理系統(tǒng)（BMS）：監(jiān)測鋰電池電壓、電流和溫度，提高電池管理精度，延長電池壽命。

5. 嵌入式系統(tǒng)：在物聯(lián)網(wǎng)、便攜式設(shè)備等場景中，實(shí)現(xiàn)低功耗、高精度的環(huán)境監(jiān)測。

典型應(yīng)用電路

在實(shí)際應(yīng)用中，LTC2991 可用于多種測量場景，例如服務(wù)器電源監(jiān)測、電池電流監(jiān)測等。以下是一個(gè)典型應(yīng)用電路：

1. 電流監(jiān)測電路：

• 將分流電阻串聯(lián)在電源線上，并將 LTC2991 的差分輸入端連接到分流電阻兩端。

• 通過測量電壓降，LTC2991 計(jì)算電流值，并通過 I2C 接口傳輸?shù)街骺?MCU。

2. 溫度監(jiān)測電路：

• 連接外部二極管到 LTC2991 的溫度測量輸入端。

• 通過檢測二極管正向壓降變化，計(jì)算遠(yuǎn)程溫度并進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

結(jié)論

LTC2991 是一款高精度、多功能的環(huán)境監(jiān)測芯片，適用于多種復(fù)雜系統(tǒng)。其 8 通道輸入支持電壓、電流和溫度監(jiān)測，搭配高精度 16 位 ADC 和 I2C 接口，使其成為服務(wù)器、電池管理、工業(yè)控制等領(lǐng)域的理想選擇。

憑借低功耗設(shè)計(jì)、靈活的供電范圍以及強(qiáng)大的監(jiān)測能力，LTC2991 在需要精確測量的應(yīng)用場景中發(fā)揮了重要作用。無論是在高端服務(wù)器、智能電網(wǎng)設(shè)備，還是在便攜式電子產(chǎn)品中，LTC2991 都能提供可靠的數(shù)據(jù)支持，幫助工程師優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高設(shè)備性能和可靠性。