介绍

库仑计数器可以测量流入或流出电池的电荷。小型专用器件如LTC2941或LTC2943可以直接与低至中电压的电池连接，最高可达20V左右。通过使用高压放大器作为电平移位，可以延长测量电路的输入工作范围。LT6375有一些方便的功能，使这项工作精确到惊人的宽电压范围。

电路描述

图1显示了低电压库仑计数器LTC2941的典型连接。库仑计数器通过测量一个感测电阻上的电压来指示需要集成的电流。关键的一点是，库仑计数器实际上测量电压，只是把它解释为电流，然后再报告为电荷。如果您移除感测电阻，并以某种方式驱动库仑计数器的感测引脚上的另一个电压，它仍然会将该电压解释为电流并报告累积电荷。

在图2中，LT6375输出连接到库仑计数器的检测引脚。LT6375是一个差分放大器，这意味着一个运算放大器加上精密电阻以某种方式连接，以电平移位差分输入电压。差分放大器的工作原理是将其输出驱动为:

Out = ref + gain * (in (+))- - - - - -在(- - - - - -））

LT6375驱动其输出引脚，但REF引脚必须连接到低阻抗源。同样，LTC2941期望在其SENSE(+)引脚处有一个低阻抗源，该引脚也是该部件的供电引脚。您可以将REF和SENSE(+)连接到用于I(2)C接口的同一逻辑轨上，例如3.3V。通过将LT6375的OUT引脚连接到SENSE(-)引脚，LT6375将施加其输入之间的差异跨LTC2941的输入。实际上，LT6375充当假检测电阻。

精度

差分放大器的精度在很大程度上取决于电阻匹配。显然，电阻失配直接影响增益精度。但也许不太明显，事实上更严重的是，电阻失配导致偏移误差。1%的电阻失配会导致输出偏置等于电平移位电压的1%。例如，将48V输入电平移至3V将导致450mV偏移误差，这对于这种测量来说太大了。LT6375A指定的最小CMRR为97dB，这意味着45V电平移位导致的偏移小于640µV。

输入电压范围

在设计高压电平移位电路时，需要注意确保运放输入保持在其有效工作范围内。LT6375提供了实现这一目标的灵活性。首先，电源引脚本身的额定电压高达60V，因此在某些情况下，您可以从正在测量的电压为LT6375供电。这是图2中的安排，其中LT6375测量来自48V电源的电流。此外，LT6375内部的运算放大器具有独特的功能，即输入可以在高于电源引脚本身的电压下工作(over - top )。最后，LT6375包括额外的精密电阻，可以通过引脚配置来分割输入共模范围，同时保持差分增益等于1。在图3中，辅助参考引脚都连接到5V电源上，5V电源将- - - - - -42V输入电压，使其在运放的供电范围内。总之，LT6375可以监控±270V输入范围内的电源。

结论

结合了非常精确的电阻和灵活的特性来处理高压，LT6375可以精确地将感测电阻的电压电平移到可以通过低压库仑计数器处理的水平。结果是一个紧凑的电路，可以在±270V之间的任何电压下测量累积电荷。