用 100V DC 能量监视器测量能量

图 1：LTC2946 的简化方框图

LTC2946 可用于很多复杂和空间受限的应用中，包括 RAID 系统、电信、交通运输、太阳能监视系统以及工业计算机 / 控制系统。幸运的是，这个器件仅需要进行几个简单的连接。图 2 显示，LTC2946 在监视一个 3.3V 微处理器的输入电压和电流，同时由 12V 电压供电。所需外部组件仅为一个检测电阻器和 3 个上拉电阻器。

图 2：LTC2946 高压侧能量计

由于 LTC2946 提供很宽的轨至轨工作范围，所以该器件在很多不同的低压和高压系统中都很有用。不仅绝对最大额定值为 100V 的电源和检测引脚提供大量空间，例如在 48V 或 -48V 应用中，而且零伏检测监视能力在短路或停电情况下也很适合用来监视电流值。无需额外电路，零伏时的故障电流值就能够立刻指明，电源或负载是否已经出问题了。内部 12 位ΔΣ ADC 本身可以在测量窗口中平均输入噪声，因此在有噪声的环境中工作不是问题。在扫描模式，ADC 分别以 25µV、25mV 和 0.5mV 的分辨率，顺序连续监视差分检测电压、电源或正的检测电压以及备用 ADC 输入电压。在连续扫描模式，转换的有效刷新率高达 20Hz (取决于执行内部校准的频度)，尽管用户还可以进入瞬像模式，取得单个可选输入的测量值。高压监视 IC 通常有较大的静态电流，因此在以节能为目标的应用中，不适合使用这种 IC。不过，LTC2946 监视 48V 轨时仅消耗 0.9mA 电流，并可停机，以使功耗降至仅为 15µA。

增添能量监视器的活力

LTC2946 可以用多种电源获得功率，这极大地简化了任何应用的设计过程。图 3a 显示，LTC2946 用来监视一个范围从 4V 至 80V 的电源。无需辅助偏置电源，因为 VDD 电源引脚可以直接连接到被监视的电源上。如果 LTC2946 用来监视一个可以低至 0V 的电源，那么该器件可以用连接到 VDD 的多种辅助电源获得功率，如图 3b 所示。类似地，如果是一个低至 2.7V 的低压电源，那么 LTC2946 可以配置为如图 3c 所示，以最大限度降低功耗。

图 3a：LTC2946 从被监测的电源获得功率

图 3b：LTC2946 从一个宽范围辅助电源获得功率

图 3c：LTC2946 从一个低电压辅助电源获得功率

对于高于 ±100V 的电源而言，INTVCC 引脚上的内置线性稳压器可用于高压侧和低压侧配置，以通过一个外部并联电阻器给 LTC2946 供电。图 4a 显示了一个高压侧功率监视器，其输入监视范围超过 100V，采用高压侧并联稳压器配置。LTC2946 的地通过 RSHUNT 与电路地隔离，并箝位在比输入电源低 6.3V 的电压上。由于不同的地电平，LTC2946 的 I2C 信号需要进行电平转换，以与其他以地为基准的组件通信。另外还需要一个镜像电流，以测量备用 ADC 输入上的外部电压。图 4b 显示，LTC2946 用一个高于 -100V 的电源供电。这里，低压侧并联稳压器配置允许将 INTVCC 处的电压箝位至比输入电源高 6.3V，并在这样的情况下工作，在这种情况下，输入电源是负轨。如图 4c 所示，如果输入电源和瞬态电压限制为低于 -100V，就不需要并联电阻器，其中 VDD 是相对于 LTC2946 地的电路地处之电源电压。

图 4a：LTC2946 通过高压侧并联稳压器获得功率

图 4b：LTC2946 在低压侧电流检测拓扑通过低压侧并联稳压器获得功率

图 4c：LTC2946 在低压侧电流检测拓扑从被监视的电源获得功率

数字功能带来便利性

与灵活的供电选项一样，LTC2946 还包括很多便利的、简化设计的数字功能。最显而易见的数字功能是集成的数字多路复用器与累加器，可为用户提供 24 位功率、32 位能量和电荷值，既减轻了大量轮询电压和电流数据的负担，又可执行额外的计算任务。LTC2946 通过将测得的 12 位电流与测得的 12 位