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[参考译文] TPS544C25:电流遥测精度

Guru**** 1623435 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS544C25, TPS40422, TPS40140
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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1131584/tps544c25-current-telemetry-accuracy

器件型号:TPS544C25
主题中讨论的其他器件: TPS40422TPS40140

我将 TPS544C25用于1A 输出转换器。 根据数据表、1A 时的电流遥测精度为+-3A。

我想在我的软件中创建一个与温度相关的校准因子、以帮助校正电流遥测读数。

我知道 TPS544C25根据测量低侧 FET 上的电压来注入电流、因此遥测精度取决于 FET Rds-on。

您能否告诉我精度在多大程度上受到以下因素的影响:初始容差/温度/容差随时间变化的漂移/随时间变化的温度依赖性漂移/任何其他因素?

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    实际上、您不会指定输出电流小于3A 时的精度。 您能告诉我这是什么吗?

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    您好、Christopher、

    对于低于20A 的电流、您可以使用+/-3A 的固定偏移、包括小于3A 的输出电流。 高于20A 时、它将为+/-15%。

    数据表精度无需校准。 校准后、精度会更高、但精度最终取决于校准的精度。 对于高达+/-300ppm/°C 的未补偿温度系数、仍有一定的容差

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    您能告诉我是否存在随时间变化的漂移和/或随时间变化的温度系数漂移? 如果我最初对其进行校准、但从 TPS544C25 Read_IOUT 读回的值会随着时间的推移而漂移、那么我的校准在未来几年不会有多大的效果。

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    您好、Christopher、

    由于美国的假期、我们的美国专家将在周二之前回复您。

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    您好、Christopher、

    电流遥测精度预计不会随时间推移而漂移、我们在加速老化过程测试中也没有看到明显的变化。 因此、您可以预期它会随着时间的推移而保持稳定。 但是、每个单元的行为与温度之间的关系并不相同、因此、如果您要进行温度校准、则需要在每个单元上单独进行、以提高精度。  

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    我还有几个关于电流遥测的问题:

    1. 根据我们在0.65A 输出电流下的读数、温度漂移远高于300ppm (请参阅 下表)。 在此低电流(0 - 2A 输出)下、最大可能的温度系数是多少?
    2. 单位之间的温度系数最大差异是多少? 单位是否可以具有正斜率而不是负斜率? 斜率是否可以在工作温度范围内交替为正/负?
    3. 我们在+65C 时的电流读数显示了在0.5A 时读取_IOUT 值达到0、因此低于0.5A 的任何值都在0A 时达到底部输出。 我们希望使用 IOUT_CAL_OFFSET 寄存器为读数提供最大正偏移、以避免这种情况、然后在我们的软件中更正该偏移。 这种策略是否有效、还是只对一个最小值应用偏移? 例如、如果我们施加3A 偏移、0.5A 和0.25A 的读数是3.5A 和3.25A、还是仅为3A 和3A?
    负载电流为0.65A 时
    温度(°C) TPS544C25 READ_IOUT (A)
    -38. 0.85
    -34. 0.7.
    8. 0.21.
    25 0.18.
    65 0.12

    温度65°C
    负载电流(A) TPS544C25 READ_IOUT (A)
    0.25. 0
    0.5. 0
    0.65 0.12
    0.75 0.23.
    1 0.62.
    1.25. 0.91.
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    我将与团队进行核实、并在明天返回给您。  

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    您好、Christopher、

    很抱歉耽误你的时间。 我无法获得您今天所寻找的信息。 请给我们另外一天时间。

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    出于多种原因、TPS544C25中的电流感测电路不适合在0 - 1A 范围内进行精确的电流测量。

    1) 1)该电平上的电流感应误差主要由失调电压而不是增益误差决定。  实际上、电流感测偏移误差可能大于完整信号值。  由于这些是失调电压误差、因此无法对失调电压进行百万分率/°C 的表征。

    2) 2)电流感应电路仅用于测量正电流(在低侧 FET 导通期间从 GND 流向 SW 的电流)、并报告所有电流测量值、包括模拟前端和 ADC 转换噪声、小于0A 为0A。

    3) 3)与样本平均结合使用时、负电流值的削波将产生一个偏移值、该偏移值在0-3A 的负载电流范围内变化很大。

    由于存在这些项、某些 TPS544C25器件将针对所有0-1A 负载电流报告0A。  这是30A 器件尝试在其满负载的3%精确测量电流的限制。

    为了在1A 应用中提高电流遥测精度、我建议考虑基于 TPS40422控制器的设计、该设计使用外部差分电流感测、可设置为比 TPS544C25的内部 MOSFET Rdson 高得多的值。  TPS40140可使用精密电流感应电阻器并接受高达15mΩ Ω 的电流感应元件。  在1A 应用中、甚至可以使用更高的值来实现更高的精度、但它需要对 READ_IOUT 的 PMBus 值响应进行额外的后处理。

    http://www.ti.com/product/tps40422 

    通过选择针对低电流应用进行优化的外部 MOSFET、此具有外部 MOSFET 的控制器还能够在0-1A 应用中实现比 TPS544C25更佳的效率。

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    感谢您提供的这些信息、它非常有用。 我需要更好地了解温度对读数的依赖性、我的前两个问题(在我的3个问题列表中)尚未得到解答。 您能否回顾 一下#1和#2、并告诉我您是否有与之相关的任何信息?

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    [引用 userid="305359" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum 1131584/tps544c25-currence-telety-Accurity/4201292#4201292]]根据我们在0.65A 输出电流下的读数、温度漂移远高于300ppm (请参阅 下表)。 在此低电流(0 - 2A 输出)下、可能的最大温度系数是多少?[/引述]

    在-40至+125C (大约0.01A/°C)的芯片温度范围内、电流感测偏移可高达+/- 1A。 它不会随初始偏移而扩展、因此它不能表示为温度系数。  随温度漂移由随机器件处理不匹配驱动、并且没有系统温度系数。  有些器件的失调电压会随温度升高而增大、有些器件的失调电压会随温度升高而降低。

    电流感测增益可在+/- 300ppm/°C 范围内变化  这也是随机器件、因为两个温度敏感电路之间不匹配而导致的未补偿电流感应温度变化。  某些器件的增益将随温度升高、而某些器件的增益将随温度降低。   

    由于转换电流值的负削波和平均值计算、3A 以下负载下的电流感应增益测量可能不准确、因为平均削波值导致的偏移会表现为增益漂移。

    [引用 userid="305359" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum 1131584/tps544c25-curry-teletecting-Accurity/4201292#4201292]\n 单元之间的温度系数最大差异是多少? 单位是否可以具有正斜率而不是负斜率? 斜率是否可以在工作温度范围内交替为正/负?[/引述]

    如上所述。

    在两个方向(正或负)、器件到器件偏移漂移都可能高达1A。  

    偏移误差也可能是非线性曲线、这是由于中的整个信号路径中多个偏移引起误差之间存在相互作用。

    器件到器件增益漂移可能高达300ppm/°C  由于 MOSFET 感应元件的 Rdson 温度系数与放大器的温度系数之间不匹配、因此部件间的偏移可能会增加或减少。

    [引用 userid="305359" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum 1131584/tps544c25-curry-teletectal-Accurings/4201292#4201292]]+65C 时的电流读数显示 READ_IOUT 值在0.5A 时达到0、因此低于0.5A 的任何值均在0A 时降至最低。 我们希望使用 IOUT_CAL_OFFSET 寄存器为读数提供最大正偏移、以避免这种情况、然后在我们的软件中更正该偏移。 这种策略是否有效、还是只对一个最小值应用偏移? 例如、如果我们应用3A 偏移、0.5A 和0.25A 的读数是3.5A 和3.25A、还是仅3A 和3A?[/引述]

    不、这将不起作用。  IOUT_CAL_OFFSET 将在电流感测的负削波之后应用。 将3A IOUT_CAL_OFFSET 值应用于电流感测会将3A 添加到后削波值。 0.5A 和0.25A 的值将仅为3.0A 和3.0A