30-A-Energieverbrauchsmessung mit wenig Verlusten

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Strom und Leistung über die Zeit integriert

Da Ladung und Energie zeitabhängig sind, integriert der LTC2947 Strom und Leistung über die Zeit, um die Ladung und Energie, die zu oder aus der Last fließen, zu berechnen. Er verfolgt auch die insgesamt abgelaufene Zeit, die für die Integration genutzt wurde, wobei die Zeitbasis der Integration entweder von dem internen 1%-Takt oder von einer externen Zeitbasis von 100 kHz bis 25 MHz stammen kann.

Ladungsdaten können besonders in Batterieanwendungen nützlich sein in denen die elektrische Ladung nur eine von vielen Parametern ist, um den Ladungszustand (SOC – state of charge) zu bestimmen. Darüber hinaus werden Energiedaten in vielen Anwendungen häufiger verwendet, da sie ein dynamisches Laden erlauben, anstatt auf statische Leistungsmesswerte für Aktivitäten zu vertrauen.

Digitales Vertrauen

Der LTC2947 enthält eine Reihe komfortabler digitaler Funktionen, die die Entwicklung vereinfachen. Dazu gehören ein integrierter Multiplizierer und ein Akkumulator, der die Anwender mit 24-Bit-Leistungs- und 48-Bit-Energie- und Ladungswerten versorgt, und somit die Anzahl der Abfragen von Strom- und Spannungsdaten und das Durchführen von extra Berechnungen vermindert. Durch eine separate digitale Stromversorgung von 1,8 bis 5,5 V lassen sich Logikpegel auch bei Spannungen einzusetzen, die von der überwachten Spannung abweichen.

Der LTC2947 besitzt ein Min-Max-Register für Strom, Spannung, Leistung und Temperatur, was die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Softwareabfrage eliminiert und damit den Bus und den Host für andere Aufgaben freisetzt. Zusätzlich zum Erkennen und Speichern von Min-Max-Werten hat der LTC2947 Schwellenwertregister, die genutzt werden können, um einen Alarm auszulösen, wenn einer der Schwellenwerte überschritten wird. Dies verhindert die Notwendigkeit, dass der Mikroprozessor den LTC2947 kontinuierlich abfragen und die Daten analysieren muss.

Der Chip kann auch so konfiguriert werden, dass er eine Überlaufwarnung ausgibt, nachdem eine spezifizierte Menge Energie oder Ladung geliefert wurde, oder wenn eine voreingestellte Zeitspanne abgelaufen ist. Für einen Energie-Überwachungsbaustein kann eine Reaktion auf einen Alarm ebenso wertvoll sein, wie die Min-Max-Register. Deshalb ist ein separates Alarmregister vorhanden, mit dem Anwender auszuwählen können, welche Parameter in Übereinstimmung mit dem Alarmantwortprotokoll des SMBusses antworten sollen, auf dem die Alert-Response-Address (AAA) gesendet wird und der /Alert-Pin auf logisch low gezogen wird, um den Host über einen Alarm zu informieren.

Anwender können den LTC2947 über Pins so konfigurieren, dass er ein Standard-SPI- oder –I²C-Interface unterstützt um zu kommunizieren. Sechs I²C-Bausteinadressen sind verfügbar, so dass mehrere LTC2947 einfach in dasselbe System hinein entwickelt werden können. Ein Reset-Timer bei Busblockade stellt die interne I²C-Zustandsmaschine zurück, um es bei einem Ereignis, das das I²C-Signale aus irgendeinem Grund über 50 ms auf low hält (Bus-Blockierbedingung) zu ermöglichen, dass wieder eine normale Kommunikation aufgenommen werden kann.

Diese stark nachgefragte Eigenschaft der Busprotektion verhindert, dass ein Host bei der manuellen Fehlersuche versehendlich blockiert wird, was in einem System-Reset resultieren kann, der störend, teuer und zeitaufwändig ist. Der Chip bietet auch eine geteilte I²C-Datenleitung, die komfortabel die Notwendigkeit für den Einsatz von I²C-Splittern oder -Kombinierern eliminiert, für eine bidirektionale Übertragung oder den Empfang von Daten über eine galvanische Grenze hinweg nötig wären.

* Christopher Gobok ist Product Marketing Engineer Mixed Signal Products bei Linear Technology in Milpitas / USA.

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