[参考译文] INA233：请求 INA233电源寄存器的设计回读值以获取实际输出功率

您好、SHH、

感谢您使用我们的论坛。  根据提供的信息、您似乎正在正确计算实际值。  您的客户的价值是否与他们期望的不同？  如果是这样、如果您提供预期的电流和总线值以及器件读取的电流和总线值、那将对我们有所帮助。  分流电阻值也会有所帮助。  

尊敬的 Patrick：

您是否会通过评论和建议来审查设计和计算？

请参阅实际测量数据。 误差似乎很大。

V1=18.9V、I = 1.2A

P = 22.68w

这是原理图。

BR、

SHH

您好、SHH、

我正在研究您的问题。  遗憾的是、我们的 IT 部门暂时阻止了 INA233EVM 软件的安装、而我等待解决该问题。  也许我可以从您和您的客户那里获得更多详细信息、以确定部件是否损坏、编程不当或存在通信问题。  要排除故障、如果您的客户为部件提供外部电源、它是否显示电源电流远高于典型静态电流(mAs)？  如果不是、则可能是编程问题。  如果您的客户在写入后读取寄存器0xD4、他们是否实际读取 了0x2800？

尊敬的 Patrick：

请参阅客户的回读寄存器值并告知我们您的意见。

0xD4 => 0x2800

0x4A => 0x2710

0xD0 => 0x4827

0xD2 => 0x00FB

BR、

SHH

您好、SHH、

我认为我发现了这个问题的一部分。 功率的斜率系数 m 应计算为1/(25*CURRENT_LSB)= 800。  然后、您可以将其向左移动1位并使用 R=1。  虽然从我的28W 计算结果中可以明显地接近您的需求。  使用18.9V 总线和12mV Vsense、我得到 22.8525W。 我认为有必要同时查看 READ_VIN 和 READ_IIN 寄存器、以确定您的测量值存在哪些差异。

尊敬的 Patrick：

您能否确认计算是否正确？

B=0

R=0

M=800

Y=22327

X=(Y*10^^(-R)-b)/m=(22327*10^{^0-0})/800=27.9W

对于 READ_VIN 和 READ_IIN、我将与客户进行检查。

BR、

SHH

您好 Patrick

感谢您的回复。 请您对以下问题提供意见吗？

1. 为什么 Iin 和读回值(转换为实字值)不同？
2. 为什么案例1和案例2输出功率与万用表测量数据不匹配？
3. 请提供评论以供进一步调试。

以下是 INA233回读0x88、0x89和0x96以及实际电压和电流数据的两个不同项目。

项目1.

项目2.

BR、

SHH

您好、SHH、

当我转换案例1的值时、我会非常接近您的万用表测量值。  与情况2一样、电流值确实会稍微偏离一个位置。  这是不同的器件吗？  如果是这样、您需要检查校准寄存器并确保其值正确。  如果存在正确的值、则表示器件存在问题、或者万用表和 INA233之间存在一些寄生路径虹吸关闭电流。  您可以通过几种方法来测试它。 第一种方法是换出器件。 如果读数比器件可能已损坏的读数要好。  您可以做的另一件事是将万用表放在分流器的低侧(假设您之前的万用表读数在高侧)。  如果低侧万用表读数也显示较低的电流、则需要开始查看分流器周围可能损坏并消耗比预期更大电流的组件。  

为了进一步帮助您进行调试、我将根据您在上面提供的信息附加一个 Excel 文件和我的计算。

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/INA233Analysis.xlsx

您好、SHH、

当我转换案例1的值时、我会非常接近您的万用表测量值。  与情况2一样、电流值确实会稍微偏离一个位置。  这是不同的器件吗？  如果是这样、您需要检查校准寄存器并确保其值正确。  如果存在正确的值、则表示器件存在问题、或者万用表和 INA233之间存在一些寄生路径虹吸关闭电流。  您可以通过几种方法来测试它。 第一种方法是换出器件。 如果读数比器件可能已损坏的读数要好。  您可以做的另一件事是将万用表放在分流器的低侧(假设您之前的万用表读数在高侧)。  如果低侧万用表读数也显示较低的电流、则需要开始查看分流器周围可能损坏并消耗比预期更大电流的组件。  

为了进一步帮助您进行调试、我将根据您在上面提供的信息附加一个 Excel 文件和我的计算。

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/1172.INA233Analysis.xlsx

尊敬的 Patrick：

感谢您的详细介绍。

但是、案例1和案例2是相同的器件、客户在同一 PCB 上进行测试。 寄存器设置相同。 请您对此情况提供意见吗？

BR、

SHH

您好、SHH、

这些是相同的布局还是完全相同的电路板、并且您已经焊接、去焊和重新焊接了另一个器件？ 如果采用相同的布局、则电路板2会出现问题。  如果电路板完全相同、则器件二可能会出现问题。  重新扫描器件1、查看您是否获得与之前相同的测量值。  如果您这么做、则表明器件2损坏。  如果器件1的测量不同、那么您在去焊过程中已经对电路板做了一些事情。

尊敬的 Patrick：

将 CAL 设置为0x1400即可解决此问题。  从0.05mA/位更改为0.1mA/位。

我们的 ADC 分辨率看起来不是很宽。

是否有文档描述如何设置正确的 CAL 值？

是否有设备可以自动设置 CAL 值？

BR、

SHH

您好、SHH、

我很高兴您现在能够获得正确的测量结果、但是、我认为您可能会忽略一些东西。  INA233根据分流器上的电压测量值计算电流。  该器件用于分流测量的最小电压分辨率为2.5uV。  因此、使用10m Ω 分流器时、器件物理上可以解决的最小电流为(2.5uV)/(10m Ω)=250uA。  因此、尽管您将读数标度设置为每步100uA、但您将仅在最接近的100uA 步进至250uA (300uA)、500uA、最接近的步进至750uA (800uA)等条件下获得值

我怀疑您的校准设置在操作过程中是否被错误写入或损坏、那么您将再次看到不正确的读数。  验证 CAL 是否设置正确的一种方法是读取 MFR_READ_VSHUNT 并将其乘以2.5uV、然后除以分流电阻。  如果这与 READ_IN 寄存器不匹配、则表示您写入了错误的 CAL 值、这可能是编程错误、也可能是通信问题、这可能是编程问题或硬件问题。

您好、SHH、

除了数据表和 EVM 用户指南之外、我认为我们没有介绍如何设置 CAL 寄存器的任何其他配套资料。  我们所有具有 CAL 的设备都需要您手动为您的系统设置适当的值。

尊敬的 Patrick：

感谢您的讲解。

您想告诉我为什么设置 CAL=0x2800会导致更大的电流测量误差吗？

我在本例中进行了测试。 它非常接近

仪表28W (18.68V/1.5A)，寄存器0x96=0x58AB (=28.3W)

仪表9.47W (18.9V/0.5A)、寄存器0x96=0x1DE8。 (=9.47W)

但是、如果电流较大、则误差非常大。

仪表34.1W (18.56V/1.84A)、寄存器0x96=0x5F5B。(=30W)

BR、

SHH

尊敬的 Patrick：

我今天下午与客户交谈、该设计需要在 Vcc 19V 电压情况下监控0.5A 至5A 的电流。

请查看测量条件、并告知我们如何确定 CAL 值。

即

1、0~10W、CAL 值是多少？

2. 10~40W，校准值是多少？

3. 40W~100W，校准值是多少？

BR、

SHH

您好、SHH、

我怀疑有电流从 INA233和您的负载中拉出。 我将运行下面所示的测试。  如果您的高侧和低侧仪表匹配、  那么我们的器件有问题、我怀疑它已损坏。 如果您的高侧和低侧万用表不匹配、则某些 上行连接的组件会消耗比预期更大的电流。

CAL 不是根据功率计算的。  CAL 根据 Rshunt 和 CURRENT_LSB 进行计算。 可以根据最大分流电压输入范围除以最大预期电流来计算 Rshunt。  CURRENT_LSB 是根据您的最大预期电流或您要测量的电流范围的最大值计算得出的。

尊敬的 Patrick：

 客户的最大目标测量值为180W。 正如您在表中看到的实际回读值。 一旦输出功率超过140W、读回值就会变得异常。

请查看此处的寄存器设置吗？ 将0xD4从0x0200更改为0x0100？ 请提供有关如何设置寄存器0xD4或其他寄存器以解决该问题的反馈。

您好、SHH、

我想我现在可能知道您的客户问题是什么。 这不是编程问题。 它是硬件限制。 您之前的原理图显示了10m Ω 的分流电阻器。  根据数据表电气特性部分中的分流电压输入范围规格、可测量的最大分流电压为81.9175mV。  这意味着器件针对给定分流器可读取的最大电流为0.08192V/0.01ohm=8.192A。  因此、如果您希望读取更大的电流、则需要使用更低的分流电阻。

尊敬的 Patrick：

如果我们要测量180W、我是否可以知道分流电阻器的值？  

BR、

SHH

尊敬的 Patrick：

将 Rshunt 更改为8m Ω 后、您是否会对以下结果提供评论？

56W 后、实际功率与 INA233回读功率之间的差距更大。

这是分流电阻器规格。

BR、

SHH

您好、SHH、

列1和列2是否来自万用表？  或者这些值是来自总线电压寄存器、电流寄存器还是从分流电压电阻器计算得出的？ 您需要提供该信息。 如果您监控这些电流或总线电压 测量值、我怀疑与万用表不同。  回顾一下您的原理图、我认为这可能与输入滤波器相关、与布局相关。 您能向我展示一下分流器、INA233、输入滤波器和之间的布线的电路板快照或 PCB 布局吗？  我怀疑您没有从分流器到器件的适当开尔文连接、这会直接影响用于计算电流、然后用于计算功率的分流电压。  如果您将万用表探头引线直接放在器件输入端、则可能会测量出与上表第1列和第2列中的测量结果完全不同的东西。

除了布局之外、您提供的电阻器数据表还具有3种不同的电阻温度系数、您能否指定客户决定使用的这些容差中的哪一个？

尊敬的 Patrick：

客户使用万用表测量列1和列2值。

对于布局、请 再次查看此处的设计原理图和布局？

BR、

SHH

尊敬的 Patrick：

与回读值相关的另一个问题似乎是获得转换值而不是最终值。 请在另一个 E2E 主题中提供帮助。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers/f/14/t/889318

BR、

SHH

您好、SHH、

 打开共享的文件时遇到困难、您能告诉我布局在哪个程序中完成了吗？  或者、您的客户能否提供上面列出的项目的快照？

尊敬的 Patrick：

请在此处使用免费查看器。

下面是 INA233布局的捕获。 有关详细信息、建议再次使用布局进行审阅。

BR、

SHH

您好、SHH、

R749和 R748 2.2ohm 电阻器吗？  我在您发布的原始原理图中没有看到 R749。

您好、SHH、

我需要您的客户在下面所示的点(浅蓝色 X)处探测 IN+和 IN-之间的差分电压。  探头尖端应精确放置在指示位置、而不是靠近分流器的位置。  

我还需要您的客户在下面所示的点探测 VBUS 和器件接地之间的差分、如下所示。   

应将这些测量值与用于收集数据列1和2的其他万用表进行比较。 此外、还应将这些值与 MFR_READ_VSHUNT 和 READ_VIN 寄存器中的值进行比较。  这将有助于我们确定器件是否损坏、电阻值漂移超过预期、器件接地电压是否与您正在探测的另一个接地相同、或者是否发生了其他现象。

尊敬的 Patrick：

在进行此测量之前、客户提供原理图和布局、以便在开始时进行审阅。

您是否从布局中看到任何异常？ 如果测量未取得任何进展、客户是否可以将电路板发运给您进行进一步调查？

BR、

SHH

您好、SHH、

您之前提供的原理图与此布局之间存在差异。 R747仅在原理图上、而 R749仅在布局上。 R747是否已移至 IN-并重命名为 R749、该电阻值是否为0欧姆？  如果是、那么这可能是一个问题。 通过查看我们的数据表、我认为您的客户最初可能复制了图25、但我认为这是一个错误(不过将通过设计进行确认)。  因为输入确实会灌入一些电流(输入偏置电流)。  这可能会增加测量的 Vsense 电压并产生额外的误差。

进行我建议的测量应该有助于我们更快地找出根本问题。  就像您的客户需要测量电流和电压来计算功率一样、INA233也是如此。  但是、INA233实际上会测量电压以计算电流、而测量总线电压以计算功率。  如果 您的客户提供了我请求的测量值、我们将了解电流计算的电压测量是否存在问题、或者功率计算的总线电压测量是否存在问题。  然后、我们可以从此处评估您的客户是否需要修改其测量设置、或者他是否应将器件发送至 FA。

尊敬的 Patrick：

这是图25中的错误。 两个输入上都应有电阻器。 您可以看到、IN-上有 Rfilter 的文本、但电阻符号不是。 因此、客户按照 E2E 的建议在两个输入端添加两个2.2R。  

如果是这种情况、您可以确认并使用 EVM 来复制此案例吗？

https://e2e.ti.com/support/amplifiers/f/14/t/860961?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=ina233

请参阅此处的原理图。

这是原理图和布局文件。 请根据此版本进行查看。

BR、

SHH

您好、SHH、

您的客户将寄存器 D4H (MFR_CALIBRATION)设置为哪个值来完成最后一组测量？

尊敬的 Patrick：

请参阅此处的设置。

BR、

SHH

您好、SHH、

根据二进制文件、我假设您要为 D4H 寄存器放置0x2800、或者二进制部分是否为拼写错误？

您好、SHH、

我今天在实验室中运行了一些测试、发现了两个可能的实现错误。  但是、其中一个错误可能是您没有向我提供您的客户使用的最新寄存器设置。  

我注意 到的第一个问题是、您的客户在 MFR_ADC_CONFIG 寄存器中选择了分流电压、连续模式。  默认情况下、上电时选择分流和总线连续模式。  在您的客户写入 MFR_ADC_CONFIG 之前收集的最后一个总线电压读数是未来读数中使用的总线电压、因为当选择分流电压、连续模式时、寄存器不再更新。 如果客户按照我的要求查看了 READ_VIN 寄存器、而不仅仅是 READ_Pin 寄存器、您可能会更快地注意到这一点。

我看到的另一个问题可能存在、也可能不存在 CAL 设置。  如果我根据您提供的 MFR_Calibration 值(0x2800=b0010 1000 0000 0000)进行计算、我会看到 最大电流大约为2A。 这会导致功率计算与查看 Vshunt 和 VBUS 寄存器时在外部和内部测量的功率计算有很大不同。  由于您的客户编号与我的客户的 CAL 设置不是那么远、我假设他们使用了另一个值。  在他们修复 ADC 设置后、我会确认他们的 CAL 设置也适合他们的当前范围、以确保他们不会遇到任何进一步的问题。 尤其是当他们需要测量我在上一篇文章中看到的更高电流时。

如果您想了解有关我测量的内容和我看到的错误的更多详细信息、可以查看随附的 Excel 文件。

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/INA233Measurements_2D00_2.xlsx

尊敬的 Patrick：

我通过邮件发送给您。 请帮您进行更新吗？

BR、

SHH

您好、SHH、

我已回复您的电子邮件。  您的客户需要更改 MFR_ADC_CONFIG 寄存器的前三位、以便同时获取分流和总线测量值。  如果没有这两个测量值、您的客户就无法获得准确的功率计算。