LTC2990 详细介绍

一、概述

LTC2990 是一款低功耗 I²C 接口的电压、电流、功率和温度监测芯片，由 Analog Devices（ADI）公司推出。该芯片集成了高精度模数转换器（ADC），能够测量多种电参数，并以数字形式通过 I²C 传输给微控制器，广泛用于电源管理、工业自动化、服务器监控以及电池管理等应用。

二、主要特性

1. 多功能监测能力：

• 可测量高达 4 路的电压信号

• 可用于电流测量（外接分流电阻）

• 具备内部和外部温度传感器

• 可监测功率参数

2. 高精度测量：

• 14 位 ADC 采样

• 内部温度传感器精度可达 ±1°C

• 支持高精度电压和电流测量

3. I²C 兼容接口：

• 具有标准 I²C/SPI 兼容接口，支持多种设备级联

• 可配置多种地址，便于系统集成

4. 低功耗设计：

• 典型功耗仅为 500µA

• 具有低功耗模式，适用于电池供电设备

5. 宽电源电压范围：

• 工作电压范围为 2.7V 至 5.5V

• 可在多种供电环境下稳定运行

三、常见型号

LTC2990 作为一款高集成度的监测芯片，本身并没有多个子型号，但它可以与以下芯片搭配使用：

• LTC2991：多通道电压、电流和温度监测芯片，支持更高通道数

• LTC2945：专注于电流和功率测量的监控芯片

• LTC2497：高精度 16 通道 ADC，可用于更复杂的电源监测应用

四、工作原理

LTC2990 通过内置的 14 位 ADC 采集模拟信号，并转换为数字信号，数据可通过 I²C 总线读取。其工作流程如下：

1. 电压测量：LTC2990 具有 4 个输入通道，可测量绝对电压（0V-6V）或差分电压（±0.3V）。

2. 电流测量：通过外部分流电阻，测量电压差，并根据欧姆定律计算电流值。

3. 温度监测：LTC2990 既可以测量内部芯片温度，也可外接二极管测量远端温度。

4. 数据传输：测量数据存储在内部寄存器，主机 MCU 通过 I²C 接口读取数据并进行处理。

五、引脚功能

LTC2990 采用 10 引脚 MSOP 封装，其主要引脚如下：

六、应用领域

LTC2990 由于其高精度、低功耗和多功能特性，被广泛应用于以下领域：

1. 电源管理系统：可用于服务器、数据中心等设备的电压、电流和功率监测。

2. 工业自动化：监测设备的供电状态，确保设备在稳定电压下运行。

3. 便携式设备：在电池供电系统中，用于测量电池电压、电流和温度，提高电池管理效率。

4. 汽车电子：可用于电池管理系统（BMS），实现车辆动力电池的精确监测。

5. 嵌入式系统：在嵌入式设备和物联网设备中，用于监测关键电源参数。

七、I²C 通信协议

LTC2990 采用 I²C 总线进行数据传输，主要的通信步骤如下：

1. 起始信号：主机（MCU）发送起始信号（START）。

2. 地址传输：发送 LTC2990 的 7 位 I²C 地址（由 A0、A1 引脚决定）。

3. 命令传输：主机发送寄存器地址，指定要读取的测量数据。

4. 数据读取：LTC2990 返回 14 位测量数据，高字节在前，低字节在后。

5. 停止信号：主机发送停止信号（STOP），结束通信。

八、寄存器结构

LTC2990 采用 8 位寄存器结构，部分常用寄存器如下：

九、应用电路

LTC2990 典型应用电路如下：

 VCC (3.3V)
  │
 [LTC2990]
  │  │  │
VIN1 VIN2 VIN3 VIN4  --> 电压测量
  │  │
 SCL SDA --> I²C 通信 (接 MCU)

该电路中，LTC2990 通过 I²C 接口与 MCU 通信，同时监测 4 路电压信号，实现电源管理功能。

十、优势与局限性

优势：

• 高集成度：一个芯片即可完成多种电参数测量。

• 高精度：14 位 ADC 采样，保证测量精度。

• 低功耗：适用于电池供电应用。

• I²C 兼容：易于与主流 MCU 进行数据交互。

局限性：

• 测量范围有限：最大电压测量范围为 0-6V，超出范围需额外电路调整。

• 需要外部校准：某些应用场景下，需进行系统校准以保证高精度。

十一、总结

LTC2990 是一款多功能电压、电流和温度监测芯片，适用于各种嵌入式系统、电池管理和工业控制应用。凭借其高精度、低功耗和 I²C 兼容性，它成为众多电源管理和监测系统的理想选择。在使用过程中，工程师需要根据实际应用选择合适的外部电路，并充分利用其寄存器和 I²C 通信特性，以实现最佳测量效果。