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[参考译文] SM72295:电流感测精度问题

Guru**** 1812430 points
Other Parts Discussed in Thread: SM72295, INA213, INA240-Q1, INA240
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/716604/sm72295-current-sense-accuracy-issue

器件型号:SM72295
主题中讨论的其他器件: INA213INA240-Q1INA240

您好!

我们基于"SM72295数据表-典型应用电路"和接口 TI TMS320微控制器开发了电流控制模式下的直流/直流升压转换器。

我们需要向客户快速申请此转换器的样片、因此请为其提供快速解决方案。

基于电路(如数据表中所述)-  

PWM 以80KHz 的频率运行。 输出电流(最大值)= 6A、输出电压= 48Vdc、输入电压= 20Vdc。

 

我们注意到、电流感应放大器增益在我们测试的范围内不一致、目前为0.25A 至3A、我们预计增益为100、但误差在25-40%范围内。

(Vsense = 0.005e*6= 0.03 Vdc => Vout (Iout 引脚)= 3 Vdc、连接到 uC 的 ADC)。

以下是实验观察结果:  

 1、增益= 100 (R4=12K、R7=R8=120E)、C8=100nF、C2=10nF、 R15=0.005E

(a) PWM=80KHz 时- 在0.25A 至2A 范围内误差为25-40%。

(b)在旁路模式下(即 PWM 不工作) 、在0.25A 至2A 的范围内、Iout 引脚上只有1%的误差。

2、增益= 17.5 (R4=8.25K、R7=R8=470E)、C8=100nF、C2=10nF、R15=0.005E

(a)对于 PWM = 80KHz =>误差在25%范围内、从大于1.5A 的负载电流开始

(b)对于 PWM = 40KHz =>误差在14%的范围内、负载电流> 2.75A

有关读数、请查找随附的 XLS。

提前感谢您提供快速解决方案!

--Ashishe2e.ti.com/.../SM27795_5F00_Current_5F00_Sense.xlsx

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    Ashish、您好!

    感谢您与我们联系! 我想检查您的选择、以确保一切正常。 例如、电流感测输入是敏感的、需要旁路电容器位于噪声的正确位置、并防止输入超出规格。

    -下面的公式来自哪里?
    VOUT (Iout 引脚)= 3 V 直流

    -BOUT 是否被钳位到 VDD? 负载电流可能超过目标区域中的 VDD 钳位(例如、峰值电流 BOUT 应小于 VDD)

    您还能确认 SIB/SOB 的差分电压是否在+-500mV 以内吗?

    -您是否也使用 IIN 电流感应放大器或仅使用 IOUT? 未使用的引脚应连接至 AGND。

    -对于您的 Excel -您从哪里精确测量 Vsense? ADC 呢?

    谢谢、
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    您好 Jeff、

    请查找原理图供您参考。  

    注意:请勿更改电容器/电阻器的参考指示符(例如 R14 = 0.005E、R29 = R31 = 470E、R34 = 8.25K、C44 = 100nF、C34 = 10nF)

    -下面的公式来自哪里?
    VOUT (Iout 引脚)= 3 V 直流

    [AG]:Iout 引脚电压范围为增益= 100、Rsense = 0.005E、负载电流= 6A (最大值)

    0.005 * 6 * 100 = 3 V 直流

    -BOUT 是否被钳位到 VDD? 负载电流可能超过目标区域中的 VDD 钳位(例如、峰值电流 BOUT 应小于 VDD)

    [AG]不、我检查了 BOUT 电压、与 VDD 和 Iout 相比、它非常小。

    您还能确认 SIB/SOB 的差分电压是否在+-500mV 以内吗?  

    [AG]我使用万用表检查了引脚13 (SOB)和引脚14 (SIB)之间的电压、其电压范围为2mV

    -您是否也使用 IIN 电流感应放大器或仅使用 IOUT? 未使用的引脚应连接至 AGND。

    [AG]我们同时使用 IIN 和 IOUT、但不使用 bin/bout。

    -对于您的 Excel -您从哪里精确测量 Vsense? ADC 呢?

    [AG] Vense 是在电流感测电阻 R14=0.005E 上测得的电压

    此外、VADC 是在 I_OUT 网络处测得的电压(即 SM72295的 IOUT 引脚)

    谢谢、

    --阿什什语

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    Ashish、您好!

    感谢您的详细回答。 对于 Case1b、似乎一切正常、直到您应用输入 PWM、应用是什么?

    SIB/SOB 只有2mV? 这些引脚的电压应该与 Vsense 类似、对吧?

    C41的价值是什么? 这是 VDD 电容、越好、逻辑电源电容也应靠近 IC 以支持电流感应电路以及 PWM 输入比较器。

    我还看到 C44可以是10n 或100N。 为差分 CSA 输入电容器选择10n 与100N 的目的是什么?
    您还可以在 SOA 和 AGND 之间添加一个共模电容器、以保持此电压稳定。

    C34在做什么、您提到它的10nF?

    谢谢、
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    早上好、Jeff、

    看起来对于 Case1b,一切都正常,直到您应用输入 PWM,这是什么应用?

    [AG]:适用于电动汽车充电器。

    --SIB/SOB 仅为2mV? 这些引脚的电压应该与 Vsense 类似、对吧?

    [AG]:我觉得应该可以、因为在闭环负反馈系统中、SIB 和 SOB 应该彼此非常接近。 因此、可以在 R29上看到 Vsense。

    C41的价值是什么? 这是 VDD 电容、越好、逻辑电源电容也应靠近 IC 以支持电流感应电路以及 PWM 输入比较器。

    [AG]:C41=0.1uF、是的、它靠近 IC VDD 引脚。

    --我还看到 C44可以是10n 或100N。 为差分 CSA 输入电容器选择10n 与100N 的目的是什么?  

    [AG]:我将截止频率保持为1/(2*PI*C44*R29)= 1/(2*PI*100N*120)= 13.2KHz,我想保持 C44甚至高于此值,以降低截止频率,但在应用/数据表注释中找不到10nF 或100nF 以外的任何其他推荐值。

    您还可以在 SOA 和 AGND 之间添加共模电容器,以保持此电压稳定。

    [AG]:您是指 SOB (而非 SOA)、对吧? 这将需要新的电路板修订版。

    C34在做什么,你提到它的10nF?

    [AG]:您是指 C47=10nF? R34=12K =>截止频率为1.32KHz。 应用手册中建议使用10nF。  

    您是否有 SM72295的详细电流放大器规格? 我觉得数据表中的信息非常有限(例如、与 INA213系列电流感应放大器 IC 相比)

    谢谢、

    --阿什什语

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    Ashish、您好!

    感谢您的更新。 这个问题来自放大器上看到的噪声。 SM72295内部 CSA 类似于 INA240-Q1

    我首先要确保 VDD 引脚电压干净、VDD 上的噪声会影响稳定性。 然后、我将检查10m Ω 或甚至15m Ω 电阻器是否工作、因为它将具有更好的信噪比、但会以牺牲功耗为代价。

    请查看第17/18页 www.ti.com/.../tidubv7a.pdf
    另请查看 INA240电流感应电阻器选择的 DS。

    请告诉我这是否有助于解决您的问题!
    谢谢、