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[参考译文] INA226:为 INA226选择 Rshunt

Guru**** 2008950 points
Other Parts Discussed in Thread: INA226, INA199
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/695946/ina226-select-the-rshunt-for-ina226

器件型号:INA226
主题中讨论的其他器件: INA199

大家好、

客户使用 INA226来测量电流。 电流范围为2uA 至36mA。  

Q1:您是否会详细说明如何选择 Rshunt?

我无法从数据表中获取增益值。  

问题2. 在数据表的第5页、 分流电压输入范围为 –81.9175 ~81.92。 Vsense =(VIN+-VIN-)。  分流电压输入电压是否= Vsense?

如果不是、Vsense 的范围是多少?  分流电压输入范围是多少? 我想获取  INA226的 Vsense 范围 、以选择合适的 Rshunt。

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    Mickey、您好!

    感谢您访问我们的论坛。  由于 INA226的输入偏置为10uA、因此您的客户在较低的范围内会遇到精度问题。

    您在上面引述的分流电压输入范围是 Vsense 范围。

    至于分流电阻的计算、您可以使用以下方法、将 INA226的最大 Vsense 电压(0.08192V)除以您的最大电流.036A。 这将为您提供2.276欧姆的值。

    根据数据表中的图1、增益为1、最高为~100KHz。

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    Mickey、您好!

    我编辑了上述帖子、因为我之前在其中犯了一个错误。
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    尊敬的 Patrick:

    问题1. 由于 INA226的输入偏置为10uA、客户在较低的范围内为什么会遇到精度问题? 您会解释一下吗?

    问题2. 你在前一份答复中说:
    "对于分流电阻器的计算、您可以使用以下方法:
    1、^ CURRENT_LSB (数据表中的公式2):(最大预期电流)/(2^15)=.036/(2^15)=1.0986x10 -6。
    2、^最大 CAL 值为0x7FFF、32767 (数据表中的公式1)的 Rshunt:0.00512/(CURRENT_LSB)/CAL = 0.00512/(1.0986x10 -6)/32767=0.14223
    3.选择大于此值的最近的实际可用 rshunt 值。"

    我不太理解为什么会出错。
    如果错误、当我帮助客户选择分流电阻器时、如何使用和理解等式1和等式2?
    为什么我们无法使用等式1和等式2来计算客户的 Rshunt
    应用?

    问题3. 在培训视频中、它显示了最大分流电阻=(Vout/gain)/最大负载电流、
    因此、我想获取增益值。 在图1中、增益为0dB 至-60dB、对吧? 这是
    接近增益?
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    Mickey、您好!

    A1。 我认为它们将具有输入偏置的精度,因为仅输入偏置的输出误差可以计算为(输入偏置)/(无输入偏置的理想负载)*100=10uA/2uA*100=500%

    答2. 从技术上讲、您可以使用我之前使用的方法。 但是、这会占用非常小的一部分输入范围。 除了使用较窄的输入范围外、还会使用较小的电阻器。 虽然小型电阻器在每个设计中都不一定是坏的,但不建议在客户的操作条件下使用。 较小的电阻器相当于较小的 Vsense 电压、这也会使较低电流范围下的测量误差百分比增大。 在这种情况下、电压偏移也会产生较大的增益误差。 偏移误差的计算公式为 Vos/(理想 Vsense 电压)*100。

    答3. 是的、您回答正确。 增益在器件带宽内或3dB 下降之前为1 (20log (1)=0dB)。 您是否观看过以下教程视频? 这个介绍了 INA226等可编程电流分流监控器。  

    https://training.ti.com/getting-started-current-sense-amplifiers-session-15-programming-power-settings?cu=456802

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    尊敬的 Patrick:

    我仍然不理解这两种计算方法的差异。

    Q1:您说过、如果我使用数据表中所示的方法、我只利用非常小的一部分输入范围。 为什么我只使用非常小的一部分输入范围?

    Q2:我想了解何时可以使用数据表中显示的方法以及何时可以使用
    我可以使用您回答的方法、例如08192V/036A=2.276欧姆?

    Q3: 数据表方程1中的 CAL 是什么? 您说过它的最大值是0x7FFF、

      您是否意味着分流电压寄存器的满量程范围为81.92mV

    何时 CAL 为0x7FFF?

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    Mickey、您好!

    A1。 我0.14223Ω 您将使用输入范围的一小部分、因为我使用前一种方法计算得出的电阻(k Ω)乘以最大负载电流(36mA)、得到的 Vsense 电压为0.00512V、 它仅占总正 Vsense 范围的6.5%、电压范围为0V 至0.08192V。

    答2. 请参阅下面的答案 A3。

    答3. CAL 是与您需要在校准寄存器中设置的十六进制值相对应的十进制值。 这应根据 Rshunt 和 CURRENT_LSB 计算、而不是用于计算 Rshunt。 较大的校准值允许较大的电流测量范围。 如果您想从我上面概述的原始方法中获得正确的 Rshunt、则需要对该方法进行一次重大调整、这需要进行大量额外的工作。 首先、您需要将随机值(如0x7FFF=32767)插入 Cal、然后检查 Rshunt 产生的最大 Vsense 值。 因此、使用不同的校准值重复上述步骤、从而通过经验分析(许多计算)最终得出我在我发布的第二种方法中获得的值。
    查看数据表的第25页、可以看到校准寄存器有16位。 但是,在表中,最高有效位标记为“-”。 这表示该位在处理中被忽略。
    81.92mV 始终是分流电压寄存器的满量程上限。
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    尊敬的 Patrick:

    非常感谢您的帮助。 我仍然对电流感应放大器有一些问题、如下所示:

    问题1. 对于 INA226、正如您所说的、我们应该在中使用 Vsense 最大值(81.92mV)/I load 最大值
    计算 Rshunt、对吧?

    问题2. 如果我的上述理解是正确的、我想知道数据表为什么显示我们的1和2相等? 我们可以计算 Rshunt 值、那么为什么我们仍然需要 e 等于1和等于2。

    将 Vsense 电压发送到内部 ADC?

    问题3. 与 INA199相比、数据表无法显示 Vsense 电压范围。

    Vsense 电压范围为–81.9175mV 至81.92mV。
    那么、当我计算 Rshunt 时、如何获得 INA199的 Vsense 电压范围?

    Rshunt =Vout/gain/Iload 最大值的公式、如培训视频中所示。
    那么、Vsense 电压范围是 INA199的 Vout/增益、对吧? 我不太理解。
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    Mickey、您好!

    A1。  为了获得最佳精度、您应该使用81.92mV 的最大 Vsense 值。  但是、如果您更担心通过分流器耗散的功率、则可以决定使用较低的分流器值。  但是、这意味着测量精度较低、因为由于预期的电流范围、仅使用 Vsense 范围的下端。  较低电流测量的误差百分比始终大于较高电流。  参考下图。

    答2.  该器件仍需要正确设置校准寄存器值、以便进行有意义的电流和功率测量。  因此、等式1和2仍然很重要、因为等式2提供 CURRENT_LSB、而等式1提供来自之前确定 Rshunt 和 CURRENT_LSB 的校准寄存器值。

    答3. INA199采用一个不同的电流分流监控器架构。  对于 INA199等模拟输出器件、公式 Rshunt =Vout/GAIN/ILOAD 最大值是有效的。 对于具有内部 ADC 的数字输出器件、通常有一个固定的 Vsense max

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    尊敬的 Patrick:

    那么、Vsense 电压范围是 INA199的 Vout/增益、对吧?
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    Mickey、您好!

    是的、如果工作正常、则 Vsense = Vout/增益。 但是,如果 Vsense *增益>摆动到 V+电源轨,则 Vout =摆动到 V+电源轨。