軌至軌電源監(jiān)視高達(dá) 80V 或甚至更高的電壓

對于超過 ±80V 的電源，在高端和低端配置中皆可采用位于 INTVCC引腳上的內(nèi)置線性穩(wěn)壓器通過一個外部分流電阻器向 LTC2945 供電。圖 4a 示出了一個具高于 80V 輸入監(jiān)視范圍的高端電源監(jiān)視器，其采用一種高端并聯(lián)穩(wěn)壓器配置。LTC2945 的地通過 RSHUNT與電路的地相隔離，并被箝位在低于輸入電源的 6.3V。由于具有不同的接地電平，因此 LTC2945 的 I2C 信號將需要進(jìn)行電平移位，以與參考于其他地的組件進(jìn)行通信;另外，還需要一個電流鏡來測量備用 ADC 輸入端上的外部電壓。圖 4b 示出了 LTC2945 從一個高于 -80V 的電源獲得電源的情形。這里，低端并聯(lián)穩(wěn)壓器配置通過把 INTVCC引腳電壓箝位于比輸入電源高 6.3V 來運作，此時是一個負(fù)電源軌。如圖 4c 所示，如果輸入電源低于 -80V 且瞬態(tài)電壓被限制在 -100V 以下，那么就不需要使用一個并聯(lián)電阻器，這里，VDD測量電路地上的電源電壓 (相對于 LTC2945 的地)。

圖 4a：LTC2945 通過高端并聯(lián)穩(wěn)壓器獲得電源

圖 4b：在低端電流檢測拓?fù)渲校琇TC2945 通過低端并聯(lián)穩(wěn)壓器獲得電源

圖 4c：在低端電流檢測拓?fù)渲?，LTC2945 從受監(jiān)視的電源獲得電源

數(shù)字便利性 (Digital Convenience)

LTC2945 包括很多用于簡化設(shè)計的便利數(shù)字特性，可與靈活的供電選項協(xié)調(diào)一致。最明顯的數(shù)字特性是集成了一個數(shù)字乘法器，該乘法器可為用戶提供一個 24 位功率值，從而減輕了負(fù)責(zé)執(zhí)行電壓和電流數(shù)據(jù)輪詢及對額外計算之主機的工作負(fù)荷。LTC2945 通過將 12 位測量電流與 12 位測量電壓相乘來計算功率。在連續(xù)模式中，通過測量差分檢測電壓以獲得負(fù)載電流數(shù)據(jù)。然而，電壓數(shù)據(jù)可在電源電壓、正檢測電壓或備用 ADC 輸入電壓之間選擇。接著，在連續(xù)模式中以 7.5Hz 的速率計算該 24 位功率值，而在瞬像模式中則不對其進(jìn)行刷新。

LTC2945 具有用于電流和電壓以及功率的最小值和最大值寄存器，從而免除了連續(xù)軟件輪詢之需，并把 I2C 總線和主機解放出來以執(zhí)行其他的任務(wù)。除了檢測和存儲最小值 / 最大值之外，LTC2945 還具有最小 / 最大限值寄存器，可用于在任何限值被超過的情況下發(fā)出一個警報信號，這再次免除了增設(shè)微處理器 (以持續(xù)輪詢 LTC2945 和分析數(shù)據(jù)) 的需要。對于電源監(jiān)視器而言，警報響應(yīng)與最小值和最大值寄存器同等重要。圖 5 示出了 LTC2945 是怎樣利用軟件和硬件來產(chǎn)生警報信號。將測得的數(shù)據(jù)與用戶定義的門限進(jìn)行比較;過壓、欠壓、過流、欠流、過功率和欠功率門限均可定義并同時監(jiān)視。接著，一個狀態(tài)寄存器負(fù)責(zé)通知用戶哪個參數(shù)門限已被超過，而實際的故障值則被記錄于另一個寄存器中，并可在以后進(jìn)行查詢。一個單獨的警報寄存器允許用戶根據(jù)SMBus警報響應(yīng)協(xié)議來選擇將由哪個參數(shù)做出響應(yīng)，此時將播送警報響應(yīng)地址并拉低 /ALERT 引腳電平，以將警報事件通知主機。

圖 5：LTC2945 故障警報信號的發(fā)生

LTC2945 采用了一個標(biāo)準(zhǔn)的 I2C 接口，該接口與外界的通信能力有了非常獨特的提升。可提供 9 個 I2C 器件地址，因此可以容易地把多個 LTC2945 設(shè)計在同一個系統(tǒng)設(shè)計中。所有的 LTC2945 器件都響應(yīng)一個公共地址，這使得總線主控器能夠同時對多個 LTC2945 進(jìn)行寫操作，這與其各自的地址無關(guān)。一個阻塞總線復(fù)位定時器負(fù)責(zé)內(nèi)部 I2C 狀態(tài)機的復(fù)位，以使正常的通信能在 I2C 信號保持于低電平超過 33ms 時 (阻塞總線情況) 得以恢復(fù)。一個分路 I2C 數(shù)據(jù)線可輕便地免除使用 I2C 分路器或組合器 (以實現(xiàn)橫跨一個隔離邊界的雙向數(shù)據(jù)發(fā)送和接收) 的需要。此外，LTC2945-1 還具有一個反相數(shù)據(jù)輸出，以與負(fù)輸出光隔離器配置一起使用。

結(jié)論

LTC2945 是一款可適應(yīng)眾多應(yīng)用的通用型電路板級電源監(jiān)視器，為用戶提供了一種簡單但非常有效的電壓、電流和功率監(jiān)視方法。高性能單元式部件使 LTC2945 能輕而易舉地監(jiān)視 0V 至 80V 的正和負(fù)電源軌，并擁有同類最高的準(zhǔn)確度。由于提供了獨立的高電壓監(jiān)視和電源引腳、以及一個用于支持超過 80V 電源的內(nèi)置穩(wěn)壓器，因此用戶獲得了多種供電選項。與 LTC2945 的卓越模擬性能相匹配的是其可減少主機資源占用的數(shù)字特性，包括一個乘法器、最小值 / 最大值寄存器、可配置警報和一個非常有能力的 I2C 接口。