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简介
丈量流经检测电阻的电流好像很简单。扩大电压，用ADC读取，就能够知道电流是多少；但假如检测电阻上的电压与体系地电压相差很远，检测就会变得比较困难。典型解决方案是 在模仿域或数字域消弭该电压差。但这儿介绍一种不同的办法——无线。
模仿电流检测IC是紧凑型解决方案，但其可接受的电压差受限于半导体工艺。很难找到额外电压超越100V的器材。假如检测电阻共模电压敏捷改变或在体系地电压上下摇摆，这些电路便无法准确丈量。
数字阻隔技能（磁或光学）体积有点大，但能以高精度作业，并且一般能够接受数千伏电压。这些电路需求阻隔电源，但有时能够将它集成在阻隔器中。假如检测电阻与主体系在物理上离隔，那么或许还要运用长导线或电缆。
无线电流检测电路克服了上述许多约束。让整个电路伴随检测电阻的共模电压浮空，并在空中无线传输丈量数据，电压约束也就无从谈起。检测电阻能够坐落任何地方，无需安置电缆。假如电路功耗十分低，那么乃至不需求阻隔电源，一个小电池便能让它运转多年。
规划概览
图1显现了规划的框图。该电流检测电路根据斩波安稳运算扩大器 LTC2063，其用来扩大检测电阻上的压降。微功耗SAR ADC AD7988 将值数字化，并经过一个SPI接口陈述成果。 LTP5901-IPM 是无线电模块，不只包含无线电，并且含有主动构成IP网格网络所需的组网固件。此外，LTP5901-IPM内置微处理器以读取AD7988 ADCSPI端口。 LTC3335 是一款低功耗DC-DC电源，其将电池电压转化为安稳输出电压。LTC3335还含有库仑计，用以陈述从电池获取的累计电荷。
信号链
LTC2063是一款超低功耗斩波安稳运算扩大器，其最大电源电流为2μA，特别合适电池供电运用。失调电压小于10 μV，因而它能够丈量十分小的压降而不会损失精度。图2显现LTC2063装备用来扩大10 mΩ检测电阻上的电压并进行电平转化。挑选恰当的增益，使检测电阻的±10 mV满量程输入（对应于±1 A电流）映射到挨近输出端的满量程规模，其以1.5 V为中心。这一扩大信号被输入至16位SAR ADC。挑选AD7988是因为其极低的待机电流和杰出的直流精度。采样速率较低时，ADC在两次转化之间主动关断，1 kSPS时的均匀功耗低至10 μA。LT6656用于偏置扩大器、电平转化电阻和ADC基准输入。LT6656 基准电压源功耗小于1 μA，可驱动高达 5 mA负载，压差很低，因而即便选用3.3 V体系电源供电，它也很简单输出精细3 V电压。
此信号链中有三个大致持平的失调差错源，相关于±10 mV满量程输入，它们一起奉献大约0.5%的差错。这包含LTC2063和AD7988的失调电压，以及电平转化电阻的不匹配（引荐运用0.1%电阻）。单点校准可在很大程度上消除该失调。增益差错一般以可用检测电阻的不准确性为主，它往往比LT6656基准电压源的0.05%、10 ppm/°C标准还要差。
电源办理
LTC3335是一款集成库仑计的纳安功耗降压-升压转化器。它装备用来从1.8 V到5.5 V的输入电源发生3.3 V稳压输出。这使得该电路能够运用两节碱性原电池的电源供电。关于占空比型无线运用，负载电流的改变规模很简单到达1 μA至20 mA，取决于无线电是处于作业形式仍是睡觉形式。LTC3335在空载时的静态功耗仅680 nA，因而当无线电和信号链处于睡觉形式时，整个电路的运转功耗十分低。别的，LTC3335能够输出多达50 mA的电流，在无线电发射/接纳期间可轻松供给满足的功率，故合适各种信号链电路。
LTC3335还内置一个库仑计，十分便利。切换时，它会记载从电池获取的总电荷。此信息可经过I2C接口读出，用来猜测何时需求替换电池。
无线组网
LTP5901-IPM是一个完好的无线电模块，包含无线电收发器、嵌入式微处理器和SmartMesh IP组网软件。LTP5901-IPM在本运用中履行两个功用：无线组网和办理（进程）。当网络办理器邻近有多个SmartMesh IP终端上电时，这些终端会主动识别互相，构成一个无线网格网络。整个网络主动进行时刻同步，这意味着每台无线电仅在十分短的特定时刻距离内上电。因而，各节点不只是传感器信息源，并且充任路由节点，用以将数据从其他节点传递到办理器。这样就构成一个高可靠性、低功耗网格网络，从各节点到办理器有多条途径可走，不过一切节点（包含路由节点）的作业功耗都十分低。
LTP5901-IPM包含一个运转组网软件的ARM® Cortex®M3微处理器内核。此外，用户能够写入运用固件以完结特定于用户运用的使命。在本例中，LTP5901-IPM内部的微处理器读取电流丈量ADC(AD7988)的SPI端口和库仑计(LTC3335)的I2C端口。微处理器还能将斩波运算扩大器(LTC2063)置于关断形式，使其功耗从2 μA进一步下降至200 nA。在丈量距离时刻极长的运用场合中，这能够节约更多功耗。
总功耗
完好运用电路的总功耗取决于多种要素，包含信号链多长时刻获取一次读数、节点在网络中怎么装备等等。关于一个每秒陈述一次的终端，丈量电路的典型功耗低于5 μA，无线电的典型功耗或许为40 μA，很小的电池即可让它作业数年。
定论
Linear Technology和ADI公司信号链、电源办理、无线组网产品的结合，使得咱们能够规划真实的无线电流检测电路。图3显现了一个完成示例。新式超低功耗斩波运算扩大器LTC2063能够准确读取检测电阻上的小压降。包含微功耗ADC和基准电压源在内的整个电路伴随检测电阻的共模电压浮空。只需一个小电池，纳安功耗LTC3335开关稳压器便可为该电路供电数年之久，一起运用内置库仑计陈述电池累计运用率。LTP5901-IPM无线模块办理整个运用，主动衔接到一个高可靠性SmartMesh IP网络。
