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），能夠測量多種電參數(shù)，并以數(shù)字形式通過 I2C 傳輸給微控制器，廣泛用于電源管理、工業(yè)自動化、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)測能力：

• 可測量高達 4 路的電壓信號

• 可用于電流測量（外接分流電阻）

• 具備內(nèi)部和外部溫度傳感器

• 可監(jiān)測功率參數(shù)

2. 高精度測量：

• 14 位 ADC 采樣

• 內(nèi)部溫度傳感器精度可達 ±1°C

• 支持高精度電壓和電流測量

3. I2C 兼容接口：

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

• 可配置多種地址，便于系統(tǒng)集成

4. 低功耗設(shè)計：

• 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)定運行

三、常見型號

LTC2990 作為一款高集成度的監(jiān)測芯片，本身并沒有多個子型號，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)測芯片，支持更高通道數(shù)

• LTC2945：專注于電流和功率測量的監(jiān)控芯片

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

四、工作原理

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

1. 電壓測量：LTC2990 具有 4 個輸入通道，可測量絕對電壓（0V-6V）或差分電壓（±0.3V）。

2. 電流測量：通過外部分流電阻，測量電壓差，并根據(jù)歐姆定律計算電流值。

3. 溫度監(jiān)測：LTC2990 既可以測量內(nèi)部芯片溫度，也可外接二極管測量遠端溫度。

4. 數(shù)據(jù)傳輸：測量數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)部寄存器，主機 MCU 通過 I2C 接口讀取數(shù)據(jù)并進行處理。

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。

2. 工業(yè)自動化：監(jiān)測設(shè)備的供電狀態(tài)，確保設(shè)備在穩(wěn)定電壓下運行。

3. 便攜式設(shè)備：在電池供電系統(tǒng)中，用于測量電池電壓、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），實現(xiàn)車輛動力電池的精確監(jiān)測。

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)測關(guān)鍵電源參數(shù)。

七、I2C 通信協(xié)議

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

1. 起始信號：主機（MCU）發(fā)送起始信號（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：主機發(fā)送寄存器地址，指定要讀取的測量數(shù)據(jù)。

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

5. 停止信號：主機發(fā)送停止信號（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  --> 電壓測量
  │  │
 SCL SDA --> I2C 通信 (接 MCU)

該電路中，LTC2990 通過 I2C 接口與 MCU 通信，同時監(jiān)測 4 路電壓信號，實現(xiàn)電源管理功能。

十、優(yōu)勢與局限性

優(yōu)勢：

• 高集成度：一個芯片即可完成多種電參數(shù)測量。

• 高精度：14 位 ADC 采樣，保證測量精度。

• 低功耗：適用于電池供電應(yīng)用。

• I2C 兼容：易于與主流 MCU 進行數(shù)據(jù)交互。

局限性：

• 測量范圍有限：最大電壓測量范圍為 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)用場景下，需進行系統(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)測系統(tǒng)的理想選擇。在使用過程中，工程師需要根據(jù)實際應(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，以實現(xiàn)最佳測量效果。