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[参考译文] INA226-Q1:用于 HV BMS 应用的 INA226

Guru**** 667810 points
Other Parts Discussed in Thread: INA228, INA238, INA181, INA226, SYSCONFIG
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/1310810/ina226-q1-ina226-for-hv-bms-application

器件型号:INA226-Q1
主题中讨论的其他器件:INA181INA226、INA238、INA228、 SysConfig

嗨、

我们的 HV BMS 应用需要在0-2000A 范围内进行电流测量、其中2000A 是过流或短路情况下的峰值电流。

持续电流将不超过300A。

基于这些要求、我们使用 INA181 (20V/V 增益)型号选出了以下系统详细信息:-

Rshunt = 0.2m Ω、500A 时压降为100mV

因此、在300A 的连续电流下、电流感应放大器输入上的压降对应于60mV Vdiff。

但是、由于我们还需要在几毫秒内检测接近2000A 的过流或短路情况、电流检测放大器上的压降将对应于400mV Vdiff、该值可轻松处于 INA181的共模电压范围、即26V 内。

因此、我们需要选择具有尽可能低增益的 INA181、以便为2000A 设置低于5V 的 Vout。

考虑到我们将 INA181的基准电压设置为1V。 充电电流将在0V 到1V 的 Vout 之间摆动、放电电流将在1V 到5V 的 Vout 之间摆动。 1 V 转换为0安培。

在这些条件下、我们将能够测量最大持续电流:

VOUT=VDIFF +(Vref *增益)   

VOUT=5V、Vref =1V、增益=20

Vdiff = 0.2V 或200mV 是我们在输出电压为5V 时能够测量的最大压降、这对应于1000A。

使用 MCU 的12位 ADC 可获得的分辨率为5V/4096 = 1.2mV、这意味着步长为6A、这对于我们的应用来说太高、因为我们需要步长以 mA 为单位、以便在库仑计数期间实现更高的精度。

因此、我们在考虑将 INA226用于我们的应用、因为它具有16位 ADC、可为我们提供步长380mA。

根据我们的条件、如果没有更好的解决方案、我想知道您的想法 INA226是否适用。

谢谢

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    尊敬的 Mohammed:

    感谢您使用 TI 论坛。 INA226输入电压范围实际上仅为±81.92mV、不是您所需的200mV、因此在这种情况下它并不适合您。 INA238是更新的器件、在成本和精度方面与 INA226相似(也具有16位 ADC)。 INA238的 ADC 范围为±163.84mV、仍然没有预期的高电平、但要好得多。

    您可能还对 INA228感兴趣。 该器件具有一个20位 ADC 以及 一个集成的库仑计数器。 该器件还具有±163.84mV 输入范围。  

    根据您的设置、在使用 INA238 (16位)或 INA228 (20位)时、您将具有2个主要选项。 您可以保留0.2mΩ 分流电阻器、但此时只能测量819.2A 的最大电流、或者您可以将电阻器降低至任何最接近0.16348mΩ 的实际值来测量1000A。 在使用这些选项时、您的电流 LSB (四舍五入)将为:

    为了使用该精度/分辨率进行测量、您需要最大程度地增加器件上转换时间和平均值计算。 您可以查看 ENOB 表、以根据您的特定转换时间和平均设置获得有效的无噪声位数。  

    此致、

    米奇

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    了解 Mitch。 非常感谢您的反馈。

    1. 下面是我们将使用 INA238部署的原理图、因为它与 INA226相比具有更高的差分电压兼容性。
    2. 我们将使用一个0.2m Ω 分流电阻器来测量双向模式下的充电和放电电流的电流。 基于163mV Vdiff 的放电电流最高可测量为819安培、高于此值、我们将针对超出范围情况警报触发 SC 标志。
    3. 您想查看此 INA238的样例原理图、它基于800安培放电和100安培充电的双向电流检测要求。
    4. 最初、为了测量 SC 电流、我们要求测量高达2000A 的电流、但它对我们的 LSB 做出了妥协。 因此、我们已稳定在819A 下测量器件的最大能力为0.2m Ω、并使用超出范围的条件来确定短路。

    再次感谢您的宝贵支持。

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    尊敬的 Mohammed:

    一般来说、原理图对我来说很好、但我建议移除电容器 C1和 C2、因为它们在不匹配时会导致误差。 下面是一个讨论更多相关内容的 e2e 主题: https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1221725/ina280-any-issue-if-the-input-common-mode-cap-value-is-mismatched

    此致、

    米奇

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    感谢 Mitch 的反馈。

    此外、如前所述、我使用0.2m Ω 分流电阻的电流测量计算是否正确?

    我还有一个问题、INA226、INA238和 INA228可以引脚兼容、并且外部电路保持不变。

    再次感谢您的观看。

    此致

    易卜拉欣

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    嘿、Mohammed、

    不用客气。 是的、您的计算正确。  

    是的、全部3个器件均为引脚兼容、无需更改外部电路。 我会注意到、如果您决定在高速模式下运行、则需要较小的上拉电阻器。 如果在器件之间进行更改、则只需要进行软件更改。 幸运的是、SysConfig 中提供了全部3个器件、该器件有助于根据您所需的配置设置生成 C 代码: https://dev.ti.com/sysconfig/index.html?product=ascstudio&device=Other

    此致、

    米奇