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[参考译文] 嵌入式系统中电源树的电源监控

Guru**** 1788580 points
Other Parts Discussed in Thread: INA219, INA3221, INA4290, INA228, INA236, INA229, INA191, INA190, INA186
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https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1190024/power-monitoring-from-power-tree-in-embedded-systems

主题中讨论的其他器件:INA219INA3221INA4290INA228INA236INA229INA191INA190INA186

你(们)好。

 在过去的十年中、这个问题可能比您能听到的更多。 也许是因为没有"最终"或最佳解决方案。

测量嵌入式系统中复杂电源树的电流和电压的最佳方法是什么?

要求:小、低成本,能够以尽可能低的误差在1mA u 至5A 之间进行测量:-)

考虑下面的电源树。  它提供两个5V @ 4A、一个5V @4A 和两个3.3V @3A。 实际上、我的系统作为几个额外的直流/直流和电源轨来监控它、只是其中的一半。

该电源输出为所有系统中的不同外设和器件供电。 由于每件事都由电池供电、因此需要从所有输出进行详细的功率测量(从1mA 到直流/直流转换器可提供的最大值)。

当然、 您可能会说。 从最低功耗模式进行测量、从 mA 到3A 或6A、对于功率监控器系统而言、这是一个巨大的窗口。

我的解决方案(在这里、我很乐意倾听您的输入)是使用 INA4290A4 (增益为200 1/1V)进行电流感应、并使用传统的电阻分压器进行电压检测。

最后、两个感测到的电压都与进行多路复用、模拟 4:1 MUX (TMUX1209RSVR)连接到 MCU ADC (是的、这可能不是最佳解决方案、但目前存在一些布局限制。 也许在这里最好使用靠近多路复用器输出的 ADC (以减少噪声测量)。

电流感应、使用 INA4290A4和关断电阻器  

电压检测、使用传统的电阻分压器

模拟多路复用器

用于电压和电流的2x 4:1多路复用器。

我还在研究将上述所有步骤集成到一个 IC 中的 AIO IC 解决方案、如 INA219或 INA3221。 这将是我的首选(即使最终会花费更多的成本)、但这些看起来具有相当高的 RSS 误差(至少从我看到的情况来看、如果我错了、请纠正我的错误)。

那么、您会推荐哪种解决方案(电流感应放大器+ MUX + ADC)或 AIO IC (如 INA219)?

请重新说明、我需要在同一 PCB 中测量8到10个电源(4x 3.3V 最大3A 和4x 5V 最大6A)、并具有良好的精度(当然 )和空间受限。

此致、

佩德罗

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    您好、Pedro、

    正如您提到的、3个十进制的范围很大、需要精确度。 可以通过提议的简单解决方案来实现这一目标。 然而、问题在于电流为1mA 时是否能够满足精度要求。  

    INA4290是一个很好的选择、但我建议您使用 误差计算 器来评估其在负载电流范围内的精度性能。

    INA190/INA191/INA186  也是此应用的理想选择。 在数字监控器方面、除了您提到的版本外、我们还有一些高精度的新版本、例如 INA236系列和 INA228/INA229系列。 欢迎您了解这些内容。

    此致、Guang

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