我們曾經介紹過 RT6052，它是電壓放大器和帶有輸出狀態保持功能的比較器的結合體，這讓它在被使用的時候就可以像一個交流接觸器或說是空氣開關，負載電流流經電流檢測電阻形成的壓差超限以后就會斷電，必須消除造成過載的現象以后再加電才能恢復正常工作狀態。

現在我們介紹一顆新的器件 RT6056，它能對電壓、電流進行測量并計算出相應的功率，你可以根據自己的需要選擇對電壓過高或過低、電流過大或過小或功率過大的情況進行監測，一旦發現超限就發出報警信號，此信號既可以被用來直接控制某個電路的通斷，也能用于通知系統處理器展開后續處理，或者就讓這個信號短暫地出現一下以提示超限現象的存在，新的狀態會覆蓋舊的狀態，以便你能對系統的工作狀態進行連續的記錄。

為了實現上述的功能，RT6056 在組成上包含有電壓放大器、A/D 轉換器及其轉換結果儲存寄存器、標定數據寄存器、隱藏起來的乘法器及其結果儲存寄存器、閾值儲存寄存器、數據比較器和用于選擇比較對象的數據位及輸出控制位，其電路框圖如下圖所示：

其應用電路可根據需要在下列圖片中進行選擇：

電流信號需要通過電阻轉換為電壓差接入 IN+、IN- 以差分信號的形式輸入，電阻所在位置的電壓就以共模信號的方式同時進入 IN+/IN- 而不會發生影響，其容許范圍為 0V~36V。差分信號的電壓范圍為 -81.9175mV~81.92mV，這個范圍對應后面的 16 位 ADC 的數據范圍就是 -215~215，其最高位是符號位，負數是以 2 的補碼的形式表達的。由于電流數據可正可負，對電流的測量實際上是雙向的。由于 ADC 以 2.5μV 為標準分辨率，它所測得的數據與實際電流及檢測電阻的參數有關，而我們要計算功率又需要有準確的電流安培數，所以該數據需要經過標定以后才能轉換為實際的安培數，所以需要在標定寄存器里寫入標定數據，其計算公式為

其中的 RS 就是電流檢測電阻的電阻值，ILSB 則是最終所獲電流數據的計量單位。

以上表中的數據為例，10A 電流流過電流檢測電阻 RSHUNT = 2mW，由此形成的電壓差為 20mV，它經過 ADC 后就會得到一個 8000 的結果，這個結果經過轉換處理后得到以 1mA 為單位計量的結果 10000 即 10A 的表達，而從 8000 變成 10000 需要加上一個系數 1.25，這個 1.25 對于數字系統來說是一個不好處理的數據，所以在設計上就給它乘上一個數據 2048 變成 2560，這個數據就是上面所說的標定值，再把這些數據代入上面的標定值計算公式就會發現其中的 0.00512 就是一個必須存在的數據。

經過這樣的推導就會知道，當任意一個數據出現在 Sense Voltage 寄存器 (01h) 中時，這個數據就會主動地和標定值寄存器 (05h) 中的數據相乘，最后得到的結果被儲存在電流寄存器 (04h) 中，這個過程就是規格書中的下述計算公式所表達的內容。

RT6056 對電源電壓的檢測是通過 VBUS 進行的，ADC 轉換所得的數據記錄在地址為 (02h) 的寄存器中，它對電壓的分辨率為1.25mV，12V 所對應的結果就是 9600（如上表所示），VBUS 端接入的最高電壓可達 36V。

有了電流和電壓數據，RT6056 就可以計算功率了，這個很簡單，將寄存器 (02h) 和 (04h) 的結果相乘即可，但所得數據會太大，所以芯片主動提供了經過修正的結果，即將它們的乘積縮小 20000 倍，結果存入功率寄存器 (03h) 里，其計量單位為 25mW（目前規格書的內容錯為 25mV，只能等改版時再修改了）。

有了電流、電壓和功率數據，RT6056 就容許從中挑選合適的監測對象以判斷是否超限。

這個地址為 (06h) 的寄存器里有可以選擇的設定位以分別選擇對電流過大/過小、電壓過高/過低和功率過高的情況進行監測，監測結果通過器件的ALERT 引腳予以反映，你可以通過上述寄存器選擇輸出信號的極性以及是否容許它持續存在，相關的細節在此不予細聊，需要者可以參考規格書了解細節。

超限判斷是需要閾值作參考點的，這個數據需要被存入地址為 (07h) 的 Alert Limit 寄存器里。

這里反復提到的寄存器地址都是外部控制器通過 I2C/SMBUS 接口與 RT6056 交流時需要涉及的寄存器地址，而 RT6056 在 I2C/SMBUS 總線上的地址是可以變化的，將其地址設定引腳 A1、A0 連接到不同的地方便可實現，其中共有 16 個選項，所以在一條 I2C/SMBUS 總線上最多可以掛 16 顆 RT6056 以分別實現對 16 個對象的監測，RT6056 在遇到超限報警時也可以通過總線進行報警，系統控制器可通過對器件內部寄存器的讀取判定報警來源。

實際中的電流、電壓都會有噪聲和波動，其影響也會在轉換后的數據上表現出來，為了降低其影響，設計上可以加入濾波電路。通過加長 ADC 的轉換時間和選擇數據平均的功能也可以起到消除噪聲波動影響的作用，這些都在規格書里有細節描述，讀者可以仔細閱讀參考。

RT6056 也有工業級的型號可提供給客戶使用，其型號里會插入字母 Q 而變成 RTQ6056，需要者可按需選用。

審核編輯 ：李倩