【導讀】庫侖計數器可以測量流入或流出電池的電荷。LTC2941 或 LTC2943 等小型專用器件可直接與高達 20V 的低至中等電池電壓接口。您可以通過使用高壓放大器作為電平轉換來擴展測量電路的輸入工作範圍。LT6375 具有一些方便的特性，使其能夠在令人驚訝的寬電壓範圍內精確工作。

庫侖計數器可以測量流入或流出電池的電荷。LTC2941 或 LTC2943 等小型專用器件可直接與高達 20V 的低至中等電池電壓接口。您可以通過使用高壓放大器作為電平轉換來擴展測量電路的輸入工作範圍。LT6375 具有一些方便的特性，使其能夠在令人驚訝的寬電壓範圍內精確工作。

電路說明

圖 1 示出了低電壓庫侖計數器 LTC2941 的(de)典(dian)型(xing)連(lian)接(jie)。庫(ku)侖(lun)計(ji)數(shu)器(qi)通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)檢(jian)測(ce)電(dian)阻(zu)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)來(lai)工(gong)作(zuo)，以(yi)指(zhi)示(shi)需(xu)要(yao)積(ji)分(fen)的(de)電(dian)流(liu)。關(guan)鍵(jian)的(de)一(yi)點(dian)是(shi)，庫(ku)侖(lun)計(ji)數(shu)器(qi)真(zhen)正(zheng)測(ce)量(liang)電(dian)壓(ya)，並(bing)且(qie)僅(jin)將(jiang)其(qi)解(jie)釋(shi)為(wei)電(dian)流(liu)
，然(ran)後(hou)將(jiang)其(qi)報(bao)告(gao)為(wei)電(dian)荷(he)。如(ru)果(guo)移(yi)除(chu)檢(jian)測(ce)電(dian)阻(zu)，並(bing)以(yi)某(mou)種(zhong)方(fang)式(shi)在(zai)庫(ku)侖(lun)計(ji)數(shu)器(qi)的(de)檢(jian)測(ce)引(yin)腳(jiao)上(shang)驅(qu)動(dong)另(ling)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)，它(ta)仍(reng)將(jiang)該(gai)電(dian)壓(ya)解(jie)釋(shi)為(wei)電(dian)流(liu)並(bing)報(bao)告(gao)累(lei)積(ji)電(dian)荷(he)。

圖1.高壓放大器將庫侖計數器範圍擴展至±270V。

在圖 2 中，LT6375 輸出連接到庫侖計數器的檢測引腳。LT®6375 shiyikuanchadongfangdaqi
，zheyiweizheyigeyunfangjiashangjingzhundianzuqiyiyizhongdianpingzhuanhuanchafenshurudianyadefangshilianjieqilai。chadongfangdaqidegongzuoshiqishuchuqudongdaoyixiazhi：

輸出 = 參考 + 增益* （輸入 – 輸入+–)

圖2.高壓放大器將庫侖計數器範圍擴展至±270V。

LT6375 驅動其輸出引腳，但 REF 引腳必須連接至一個低阻抗電源。同樣
，LTC2941 期望在其 SENSE 引腳上有一個低阻抗源
，該引腳也是該器件的電源引腳。您可以將 REF 和 SENSE 連接到用於 I 的同一邏輯軌++2C 接口，例如 3.3V。通過將 LT6375 的 OUT 引腳連接到 SENSE–引腳上，LT6375 將在 LTC2941 的輸入端上施加其輸入之間的差值。實際上，LT6375 充當一個假檢測電阻器。

準確性

差(cha)動(dong)放(fang)大(da)器(qi)的(de)精(jing)度(du)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決(jue)於(yu)電(dian)阻(zu)匹(pi)配(pei)。很(hen)明(ming)顯(xian)，電(dian)阻(zu)失(shi)配(pei)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)增(zeng)益(yi)精(jing)度(du)。但(dan)也(ye)許(xu)不(bu)太(tai)明(ming)顯(xian)，實(shi)際(ji)上(shang)更(geng)嚴(yan)重(zhong)的(de)是(shi)，電(dian)阻(zu)不(bu)匹(pi)配(pei)會(hui)導(dao)致(zhi)失(shi)調(tiao)誤(wu)差(cha)。1% 的電阻失配會導致輸出失調等於電平轉換電壓的 1%。例如，將48V輸入電平轉換為3V會導致450mV失調誤差
，這對於這種測量來說太大了。LT6375A 規定了一個 97dB 的最小 CMRR，這意味著一個 45V 電平轉換會導致一個小於 640μV 的失調。

輸入電壓範圍

設計高壓電平轉換電路時
，需要采取預防措施
，以確保運算放大器輸入保持在有效工作範圍內。LT6375 提供了實現此目的的靈活性。首先，電源引腳本身的額定電壓高達 60V
，因此在某些情況下，您可以從被測電壓為 LT6375 供電。這是圖 2 中的配置，其中 LT6375 測量來自一個 48V 電源的電流。此外，LT6375 內部的運放還具有獨特的特性
，即輸入可在高於電源引腳本身的電壓下工作 （過頂）。最後，LT6375 包括額外的精準電阻器，這些電阻器可通過引腳配置為分頻輸入共模範圍
，同時保持差分增益等於單位。在圖3中，輔助基準引腳全部連接到5V電源，5V電源將–42V輸入電壓分壓
，使其在運算放大器的電源範圍內。總而言之，LT6375 能夠監視一個 ±270V 輸入範圍內的電源。

圖3.高壓放大器將庫侖計數器範圍擴展至±270V。

結論

非常準確的電阻器與用於處理高電壓的靈活功能相結合，使得 LT6375 能夠將檢測電阻器的電壓精確地電平轉換到可由低壓庫侖計數器處理的水平。結果是一個緊湊的電路
，用於測量±270V之間任何電壓下的累積電荷。

（來源：中電網
，作者：Kris Lokere）

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