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模拟技术相关技术文章通用型电源监视器LTC4151的特点和电路应用设计
引言
由于今天电子产品设计的复杂性不断提高,所以管理功耗和优化总体效率变得更加重要。从工业和电信应用到汽车和消费电子产品的所有产品中,准确的电源电压和电流监视对节省功率和保证可靠性都是至关重要的。
监视至一个系统的电源输入需要多种组件。为了测量电流,需要一个检测电阻和放大器,而且如果放大器共模范围扩展到正的电源轨并将其输出转换到地是最方便的。需要精确电阻分压器来测量电压,而且如果有多于 1 个电压要监视,那么还必须给这个组件表增加一个多路复用器。下一个是具有精确基准和一些与微处理器连接途径的模数转换器 (ADC),同时也许与相邻 IC 共享 I/O 线。由于找到合适组件的总体复杂性和困难,电源监视最好的方法就是集成式解决方案。
LTC4151 为发挥这一作用而开发。它含有形成一个完整电源监视系统所需的功能构件 (参见图 1)。它在 7~80V 的范围内工作,同时监视电源轨的电流、它自己的电源电压和一个附加的电压输入。为实现灵活性,检测电阻是外部的,从而允许 LTC4151 准确地监视范围从 mA 到 A 或更大的电流。该 ADC 具有 12 位分辨率和 1% 的总未调整电压误差以及 1.25% 总未调整电流误差。外部 ADIN 输入的总未调整误差 (TUE) 仅为 0.75%。数字通信通过 I2C 进行,有 9 个设备地址选择。
图1 简化的 LTC4151 方框图
由于宽工作范围,LTC4151 在从电信到汽车的系统中很有用。通过在一个单芯片解决方案中集成所有必需的功能构件,电源监视在分立解决方案由于空间或成本而不可能的应用中变得切实可行了。
简单与复杂
LTC4151 应用于很多复杂、空间受限和低压的应用,包括 RAID 系统、电信和工业计算机/控制系统。幸运的是,这个器件仅需要少数简单连接,并采用了小型 MS10 或纤巧 3mm x 3mm DFN 封装。视系统而定,该监视 IC 可位于背板或可插拔板卡上;图 2 是后者的一个例子,显示 LTC4151 监视至 12V DC/DC 转换器的输入电流和电压。这里,低压输入 ADIN 用来测量该转换器的 5V 输出,而 I2C 直接连接到微处理器。所需要的外部组件仅为一个检测电阻和两个总线上拉电阻。