LTC2990 詳細介紹

一、概述

LTC2990 是一款低功耗 I2C 接口的電壓、電流、功率和溫度監測芯片，由 Analog Devices（ADI）公司推出。該芯片集成了高精度模數轉換器（ADC），能夠測量多種電參數，并以數字形式通過 I2C 傳輸給微控制器，廣泛用于電源管理、工業自動化、服務器監控以及電池管理等應用。

二、主要特性

1. 多功能監測能力：

• 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）

• 具備內部和外部溫度傳感器

• 可監測功率參數

2. 高精度測量：

• 14 位 ADC 采樣

• 內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：

• 具有標準 I2C/SPI 兼容接口，支持多種設備級聯

• 可配置多種地址，便于系統集成

4. 低功耗設計：

• 典型功耗僅為 500μA

• 具有低功耗模式，適用于電池供電設備

5. 寬電源電壓范圍：

• 工作電壓范圍為 2.7V 至 5.5V

• 可在多種供電環境下穩定運行

三、常見型號

LTC2990 作為一款高集成度的監測芯片，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、電流和溫度監測芯片，支持更高通道數

• LTC2945：專注于電流和功率測量的監控芯片

• LTC2497：高精度 16 通道 ADC，可用于更復雜的電源監測應用

四、工作原理

LTC2990 通過內置的 14 位 ADC 采集模擬信號，并轉換為數字信號，數據可通過 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，并根據歐姆定律計算電流值。

3. 溫度監測：LTC2990 既可以測量內部芯片溫度，也可外接二極管測量遠端溫度。

4. 數據傳輸：測量數據存儲在內部寄存器，主機 MCU 通過 I2C 接口讀取數據并進行處理。

五、引腳功能

LTC2990 采用 10 引腳 MSOP 封裝，其主要引腳如下：

六、應用領域

LTC2990 由于其高精度、低功耗和多功能特性，被廣泛應用于以下領域：

1. 電源管理系統：可用于服務器、數據中心等設備的電壓、電流和功率監測。

2. 工業自動化：監測設備的供電狀態，確保設備在穩定電壓下運行。

3. 便攜式設備：在電池供電系統中，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（BMS），實現車輛動力電池的精確監測。

5. 嵌入式系統：在嵌入式設備和物聯網設備中，用于監測關鍵電源參數。

七、I2C 通信協議

LTC2990 采用 I2C 總線進行數據傳輸，主要的通信步驟如下：

1. 起始信號：主機（MCU）發送起始信號（START）。

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

3. 命令傳輸：主機發送寄存器地址，指定要讀取的測量數據。

4. 數據讀取：LTC2990 返回 14 位測量數據，高字節在前，低字節在后。

5. 停止信號：主機發送停止信號（STOP），結束通信。

八、寄存器結構

LTC2990 采用 8 位寄存器結構，部分常用寄存器如下：

九、應用電路

LTC2990 典型應用電路如下：

 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，同時監測 4 路電壓信號，實現電源管理功能。

十、優勢與局限性

優勢：

• 高集成度：一個芯片即可完成多種電參數測量。

• 高精度：14 位 ADC 采樣，保證測量精度。

• 低功耗：適用于電池供電應用。

• I2C 兼容：易于與主流 MCU 進行數據交互。

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整。

• 需要外部校準：某些應用場景下，需進行系統校準以保證高精度。

十一、總結

LTC2990 是一款多功能電壓、電流和溫度監測芯片，適用于各種嵌入式系統、電池管理和工業控制應用。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測系統的理想選擇。在使用過程中，工程師需要根據實際應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，以實現最佳測量效果。