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[参考译文] INA226:电流监测电路

Guru**** 2555720 points
Other Parts Discussed in Thread: INA226

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/1325509/ina226-current-monitoring-circuit

器件型号:INA226

我想使用  INA226监控电流。 数据表第一页显示了一个方框图。 有 高侧分流器和 低侧分流器。 我需要在原理图中连接这两个物理电阻器吗?

我想必须 有两个电阻器、一个称为 高侧分流器、另一个称为 低侧分流器。 请确认。  

如果只有两个引脚  IN+ 和 IN-、如何连接两个电阻器。

IN+(引脚10)连接到分流电阻器的电源侧。

IN-(引脚9)连接到 分流电阻器的负载侧。

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    您好、John:

    感谢您提出问题并使用 E2E 论坛。

    我可以理解你在这里的困惑。 电阻器显示为示例、根据您是测量负载的高侧还是低侧、您只会使用一个。 如果您测量的是高侧、您将仅在负载前使用一个分流电阻器。 如果您要测量低侧、则只能在负载后使用一个分流电阻器。 无论哪种方法、您都只需要一个分流电阻器、但图纸中的内容使得我们只需一个通用图、而不是两个。

    如果您有任何其他问题、敬请告知。

    路易

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    感谢您的答复、并向我表明我们只能测量 负载高侧或负载低侧的电流。 但电阻器本身的位置看起来与负载串联。 如果显示分流器、我会想到并联、如果显示串联、我会想到一个串联的电阻器。 请说明与负载串联的电阻如何成为并联电阻。 提前感谢。  

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    John:

    是的、电阻器与负载本身串联、但它与电流检测放大器并联、因此被称为分流电阻器。

    如果您有任何其他问题、敬请告知。

    路易

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    感谢 Louis 的回复。 它使概念变得清晰。  

    我想知道电阻器的值。 我不确定在这里提问是否可行、因为这是一个设计参数。  

    我们有一个直流/直流转换器、可提供4安电流 和 5V 的电源电压。 有些 LDO 连接到 LDO 的输出、LDO 为多个 IC 供电。 我们实际上需要测量直流/直流转换器输出端的总电流。 我们可以接受几十毫伏的电源电压降、这不是问题。 对分流电阻器的值以及额定功率有何建议。   

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    还有一个问题。 如何测量负载处的电源电压? 我想只有分流电阻器上的电压差被用于测量电流的差动放大器放大、前提是该电阻器是已知的。  

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    John:

    今天是美国假期、但明天返回办公室时、我会回答您的问题。

    路易

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    John:

    有关分流电阻器值和额定功率的任何建议。

    建议您观看我们的视频、了解如何选择 此处链接的分流电阻器。 当您为您的特定应用选择合适的分流电阻器时、本指南将向您介绍所有注意事项。

    如何测量负载处的电源电压

    如果您查看数据表第一页的图表、您可以将负载的电源电压连接到器件的 VBUS、然后您将能够通过读取 VBUS 寄存器来监控该电压。

    如果您有任何其他问题、敬请告知。

    路易

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    我通过将分流电阻的峰值功耗定义为200mW 来开始计算分流电阻。  

    标称电压和通过负载的标称电流为 4A 和5V。通过负载的最大电流为5A。  

    让我们计算一下、假设功率 为200 mA 且最大电流 为5A 时的分流电压。  

    P = V x I  

    V = P/I  

    V = 200mW/5A

    V = 40mV

    根据数据表、此分流电压40mV 完全在输入分流电压范围内。  

    现在计算分流电阻的值。  

    V =电流 x 电压  

    R = V/I  

    R = 40mV/5A

    R = 8m Ω  

    分流电阻的计算值为8m Ω。  

    现在我们需要根据 数据表第15/39页的等式来计算电流 LSB。  

    电流 LSB =最大电流/ 2^15

    电流 LSB = 5A/2^15

    电流 LSB = 152uA/位  

    假设最后两位有噪声并且不是很稳定。 或者我们不需要非常高的精度。 让我们忽略最后两个 LSB。 我们将其乘以4得到新的电流 LSB。  

    电流 LSB = 610 uA/位  

    到目前为止,我的计算是可以的吗?  

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    现在我们使用等式(1)来计算校准寄存器的值。   需要将 Current LSB 和 R_Shunt 的值转换为 A/位和欧姆。  

    CAL = 0.00512/(CURRENT_LSB x R_SHUNT)

    校准= 0.00512/(610/1000/1000 x 8/1000)

    CAL = 1049十进制  

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    并联电压寄存器的分辨率是15位? LSB 是2.5uV?  

    这是否意味着满量程读数大约为2^15 x 25uV = 81mV?  

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    John:

    是的、您的所有计算看起来都很好。

    并联电压寄存器的分辨率是15位? LSB 是2.5uV?  

    这是否意味着满量程读数大约为2^15 x 25uV = 81mV?  

    [/报价]

    这都是正确的、如 DS 第24页的表10所示。

    如果您有任何其他问题、敬请告知。

    路易

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    最后一个问题。 如何计算结温? 我们使用哪种功耗来计算结温?

    例如、如果分流电阻器上的功耗为200mW。  我们是否需要使用200毫瓦乘以结至环境热阻并加上环境温度来计算结温?   

    例如、结至环境热阻为171.4摄氏度/瓦。 分流电阻器上的功耗为200mW。  

    结温将为  

    TJ =环境温度+结至环境热阻 x Pd

    TJ = 40 +  171.4 x 0.2

    TJ = 74.2摄氏度

    是这样吗?  

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    另一方面、以 m 欧姆为单位增大分流电阻的值会增大分流电压、这将减小电流测量误差、但会增加功率耗散。 分流电阻器上较高的功耗会带来什么后果?
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    John:

    是的、这些计算结果是正确的、可用于估算结温。

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    John:

    增加分流电阻器的值会 增加功率耗散、从而增加热量、还可能意味着您必须考虑使用额定功率更高的电阻器、这可能会增加成本。 它还会增加电阻器的热噪声、这将表现为额外的系统误差。

    路易

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    非常感谢您的答复。  

    有一件事我不确定。 我知道增加分流电阻的值会导致分流电阻上的耗散热量增加、还会增加分流电压、这可能会提高电流测量精度、但分流电阻上的耗散热量会增加。  

    它是否也会增加 INA226的结温? 我之所以提出这个问题、是因为分流电阻器的物理位置在 INA226之外。 问题是、增大分流电阻值也会增大 INA226的结温?  

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    John:

    如果该温度足够接近从电阻器辐射到器件的热量、则会增加结温。

    路易