[参考译文] INA226：负载为12V、20W 卤素灯时的电流测量错误

您好、Marius、

灯是热敏电阻(NTC)、可以使控制环路振荡。 您能否发布一些示波器图？

原理图会有所帮助:-)

Kai

嗨、Marius、

感谢您将问题发布到论坛。

这是稳态运行时的30%误差吗？ 如果是、则灯的启动不应影响稳态期间的测量。

您还在原理图中显示了50mΩ Ω 分流器、但提到了25mΩ Ω。 能否确认 INA226的分流器值正确？

您将 ADC 的平均时间和转换时间设置为什么？

30%误差是恒定的、还是 INA226波动电流读数的一部分？ 电流可能具有低频分量？

以下是我调试此操作的步骤：

1. 读回校准寄存器以确保正确写入。
2. 使用另一种方法确认卤素电流实际上为1.67A DC。 电源电流读数可能非常不准确、并且主要会对负载中的任何潜在振荡或交流分量求平均值。 您的比较器反馈方法可能会产生振荡。 探测卤素负载的电压和电流至关重要。
   1. 您不需要太高的精度、因此您可以直接使用探针测量100mΩ Ω 分流器上的电压或测量灯上的电压。
3. 当灯以稳定状态运行时、从 INA226读取分流电压值、而不是电流值。 根据 Vshunt 和 shunt 电阻计算电流。 如果这些值正确、则校准寄存器不正确或读取当前寄存器不正确、这似乎不太可能。
   1. 尝试捕获随着时间的推移进行的许多测量值、以查看是否存在一些振荡。
4. 将 ADC 调整为具有最大平均值数量的最长转换时间？ 如果这有帮助、则电流信号中可能存在一些交流分量/噪声。
   1. 您还可以通过将 ADC 设置为 Vshunt 连续模式(无 VBUS 测量)来增加 Vshunt 采集吞吐量。
5. 使用探头测量12V 导轨。 是否存在噪声或大电压瞬变？ 这可能会使器件的 CMR 变色并增加 CMR 错误。 如果是这种情况、请尝试从 IN+和 IN-添加电容器到接地。
6. 确保系统接地良好。

但愿这对您有所帮助。

最棒的

Peter

感谢大家的回答。

很抱歉、我的响应延迟、我需要修复一些错误、以读取 INA226的所有参数、从而在串行上输出它们。

我还做了一些额外的测量。我发现、卤卤素灯显示的电阻值是错误的。 以下是 INA226中的负载电阻为5欧姆的器件：

INA226.Configuration 寄存器0x00：0b100010111111111
>>重置：否
>>平均值计算：16.
>>总线时：8244us
>>分流电阻时间：8244us
>>运行模式：分流和总线连续
INA226.分流 电压寄存器0x01：0x4E13
INA226.Bus 电压寄存器0x02：0x1CEA
INA226.Power 寄存器0x03：0x24FB
INA226.Current 寄存器0x04：0x63EB
INA226.Calibration Register 0x05：0xA3D
INA226.屏 蔽/使能寄存器0x06：0b10000000000
>>警报引脚的转换准备就绪标志
INA226.Alert Limit 寄存器0x07：0xFFFF
INA226.Manufacturer ID 寄存器0xFE：0x5449
INA226.Device 寄存器0xFF：0x2260

对于电流计算、我使用0、078125mA/位(=(Current_REG * 5)>> 6)它显示2A。我的万用表显示的电流为1、67A  

以下是周五的一些数据：(INA 测量负载和两个分流器上的电压)

5 Ω>> INA226：6.822V 和1.501A

5 Ω>>万用表：  6.56V 和1.27A

20W 灯>> INA226：11.712V 和 1.98A

20W 灯>>万用表：11.42V 和1.67A

Peter、感谢您的检查清单。 下面是我提出的内容：

1、确认校准符合预期

2.用万用表(INA226显示12V、万用表1、67A)和实验室电源确认。

1.我可以测量负载上的电压和电流、重新连接 VBUS 并不容易。

对我来说，VSHUNT 和 Current 是一致的

1.我跑了好几个小时，似乎稳定了很多。 尽管我认为比较器存在一些问题、但基准电压和 DAC_OUT 之后仍缺少一些电阻。 但是、它不应影响 INA 读数

4、测量时间已为8.2ms、平均16个采样。 256个样本不会改变结果。

5.对于降压转换器的24V 供电、我使用了实验室电源、并使用两个不同的电源(30W 和50W)对其进行了测试。 始终相同。 降压转换器的12V 电压会按预期振荡一个位、因为我想稳定电流。 是否有关于电容器尺寸的建议？

6.这是一个4层布局，都有一个没有任何其他布线的接地平面。 INA (和所有其他元件)的连接方式使我从内部层获得 VCC/GND、将连接路由到电容器(100N 陶瓷、4u7 Tantal)、并在 IC 电源引脚处结束。  

下面是我发现数据问题之前的测量(INA 读取)图片。 我使用了另一种配置、但您会得到一个想法。  

。 一开始的振荡是由于接触电子设备(检查发热)，而最后的振荡可能是由于前面提到的电阻器缺失...

分流电阻器现在为25m Ω。 在设计过程中、50m Ω 似乎是合理的、但试验和误差让我并联50 m Ω。 我只是希望、在回流过程中没有混合分流器(50和100m Ω)。 这将提供额外的33%的电流(100 || 50作为 INA 的分流器)。 但 DAC 的行为符合预期、因此我认为、我没有将它们混合在一起...

我的想法太多了...

嗨、Marius、

在5欧姆负载下、首次测试的源电压是多少？ 我在这里看到了几种情况：

1. 电流表不准确。 当负载实际为1.82A 时、它的读数为1.67A。
2. 或者、负载实际为1.67A、有效分流电阻实际上为100m Ω|| 50m Ω= 33.33 Ω、您在上一次答复的底部建议可以这样做。

对于方案1、所有测量值均适用于~10V 总线和5 Ω 负载。 INA226报告50mV 分流器和9.25V 总线。 这意味着总线电压为9.325V。这是它应该达到的值吗？ 是否可以将12V 降压转换器置于 CC 模式并由于电流过高而被拉至低于其标称电压？ 无论如何、这意味着负载应为9.325V/(5 Ω+ 125m Ω)= 1.819A。 器件报告1.998A 电流。

对于情形2、如果您意外地使 INA226分流器= 100||50、则50mV/33.33m Ω 表示实际负载为1.5A。 这将更接近万用表的1.67A 测量值。

我将仔细检查分流电阻和万用表的精度。

此致、

Peter

尊敬的 Peter：

感谢您回来。 嗯、我检查了100m Ω 分流器上的电流和压降。 这些值是一致的：1.7A (已调整)和0.172V 的压降。我根据这些值得出：

分流器为100m Ω、另一个需要50|||50m Ω、我用剩余的电阻器仔细检查了包装袋。

2.安培计足够准确... 至少优惠30%

以下是我最后一条消息的摘录：

5 Ω>> INA226：6.822V 和1.501A

5 Ω>>万用表：  6.56V 和1.27A

INA 测量的 VBUS 略高、但测量值-与使用万用表测量的结果相反-负载+分流器。 最后、这些值足够接近(对于我而言)。 使用万用表中的值、我可以计算5.16欧姆的负载、该负载接近于电路外测量的电阻。

为什么我没有更快地测量 INA 分流器上的压降？ 我相信这不是很准确。 但实际上是... 我测量的电压为50mV、在25m Ω 时为我提供2A 电流、但实际上使用串联电流表可以看到更小的电流。 您有什么想法吗、这是什么原因？ 分流器焊接不良？

感谢您花时间调查我的问题。 一天结束时、我"只是"需要找到额外的串联电阻。

谢谢、

Marius