InTune數(shù)字電源的電流校準(zhǔn)過程

本應(yīng)用筆記提供了校準(zhǔn)PMBus的分步說明?InTune 使用的參數(shù)（IOUT_CAL_GAIN 和IOUT_CAL_OFFSET）?MAX15301和MAX15303數(shù)字電源，用于報(bào)告輸出電流。

介紹

數(shù)字電源解決方案的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是能夠通過電源管理總線（PMBus）實(shí)時(shí)讀取實(shí)際負(fù)載電流。通過了解電流檢測(cè)元件的阻抗，可以進(jìn)行負(fù)載電流測(cè)量。電流測(cè)量的精度是許多參數(shù)的函數(shù)，例如電路板寄生效應(yīng)、測(cè)量元件的容差以及IC的內(nèi)部增益和失調(diào)。如果不考慮這些參數(shù)的變化，測(cè)得的負(fù)載電流將不像人們預(yù)期的那么準(zhǔn)確。幸運(yùn)的是，PMBus規(guī)范提供了兩個(gè)校準(zhǔn)系數(shù)，IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET（統(tǒng)稱為IOUT_CAL值），允許用戶校準(zhǔn)影響當(dāng)前測(cè)量精度的參數(shù)。每個(gè) InTune IC 出廠時(shí)都帶有這些系數(shù)的默認(rèn)值。必須校準(zhǔn)這些值以提供準(zhǔn)確的輸出電流測(cè)量值。

何時(shí)需要校準(zhǔn)？

IC的IOUT_CAL值應(yīng)在初始電路板構(gòu)建時(shí)以及電流檢測(cè)電路更改時(shí)的任何時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。Maxim Integrated的數(shù)字功率評(píng)估（EV）評(píng)估（EV）評(píng)估套件附帶IOUT_CAL值，專門針對(duì)每個(gè)評(píng)估板的電感進(jìn)行校準(zhǔn)。這使用戶能夠立即體驗(yàn)精確的電流測(cè)量。我們的評(píng)估板設(shè)計(jì)允許用戶根據(jù)其特定工作要求輕松修改評(píng)估板。但是，對(duì)輸出電感、電流測(cè)量濾波器元件或數(shù)字電源IC的任何修改都需要用戶重新校準(zhǔn)IOUT_CAL值，以確保設(shè)計(jì)正確報(bào)告準(zhǔn)確的負(fù)載電流測(cè)量值。例如，用另一個(gè)具有相同部件號(hào)的電感替換輸出電感不一定需要重新校準(zhǔn)。精度的確切變化是新電感器實(shí)際電感或電阻變化的函數(shù)。但是，用另一個(gè)具有不同部件號(hào)的電感替換輸出電感器總是需要重新校準(zhǔn)，以確保準(zhǔn)確的輸出電流測(cè)量。

在本應(yīng)用筆記中，Maxim提供了一個(gè)易于遵循的程序，用于校準(zhǔn)針對(duì)修改后設(shè)計(jì)優(yōu)化的新IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET值。

推薦設(shè)備

美信InTune評(píng)估板

Maxim 的 MAXPOWERTOOL002# USB 轉(zhuǎn) PMBus 接口套件

5V至12V DC實(shí)驗(yàn)室電源，能夠提供評(píng)估板所需的電流

電流計(jì)

負(fù)載（電子或電阻）

電腦與視窗操作系統(tǒng)和可用的USB端口?

安裝在計(jì)算機(jī)上的PowerTool圖形用戶界面（GUI）。訪問評(píng)估板的工具文件夾，獲取最新版本GUI的鏈接。

Maxim的InTune數(shù)字電源電流校準(zhǔn)工作表（XLSX）

預(yù)防 措施

在連接和打開電源之前，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室電源的電壓是否在InTune評(píng)估板的絕對(duì)最大限值內(nèi)。

在完成所有電氣連接之前，請(qǐng)勿打開任何電源。

不要超過用于連接 V 的測(cè)試引線的額定電流在和 V外.

不要超過電流表的電流能力。

設(shè)置

請(qǐng)參考InTune評(píng)估板數(shù)據(jù)資料，了解有關(guān)設(shè)置評(píng)估板的詳細(xì)說明。此電流校準(zhǔn)程序需要精確的負(fù)載電流測(cè)量，這可以通過使用以下三種方法之一來完成：

如果使用具有電流讀數(shù)的電子負(fù)載，則可以使用負(fù)載上的電流讀數(shù)。請(qǐng)注意，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室不使用具有校準(zhǔn)電壓和電流讀數(shù)的電子負(fù)載。確保正確校準(zhǔn)電子負(fù)載。

如果使用分立負(fù)載電阻，則負(fù)載電流可以通過測(cè)量電阻兩端的電壓并除以電阻值來計(jì)算。用于這些負(fù)載電流的典型電阻值不是很準(zhǔn)確，并且可能具有較大的溫度系數(shù)，從而進(jìn)一步影響電流測(cè)量的精度。

使用單獨(dú)的校準(zhǔn)電流表。這是推薦的技術(shù)，可提供最準(zhǔn)確的測(cè)量，從而通過 InTune IC 實(shí)現(xiàn)最準(zhǔn)確的負(fù)載電流測(cè)量。

圖1顯示了使用電流表的典型測(cè)量設(shè)置。

圖1.電流校準(zhǔn)測(cè)試設(shè)置。

程序

本步驟假設(shè)用戶已閱讀評(píng)估板數(shù)據(jù)資料，正確配置評(píng)估板跳線，連接測(cè)試設(shè)置，接通電源，運(yùn)行PowerTool GUI軟件，打開評(píng)估板，提供穩(wěn)定的輸出電壓。為了獲得最準(zhǔn)確的結(jié)果，電流測(cè)量應(yīng)跨越設(shè)計(jì)的預(yù)期負(fù)載電流范圍。盡管該程序至少適用于兩次電流測(cè)量，但額外的測(cè)量可提供更準(zhǔn)確的結(jié)果。打開并運(yùn)行設(shè)置后，請(qǐng)按照以下步驟重新校準(zhǔn) InTune 轉(zhuǎn)換器的電流測(cè)量值：

在隨附的 InTune 數(shù)字電源電流校準(zhǔn)工作表 （XLSX） 中，輸入起始IOUT_CAL_GAIN和起始IOUT_CAL_OFFSET值。

在“故障集”選項(xiàng)卡中，通過選擇“忽略”來禁用 IOUT OC 故障 （A），以消除由于不正確的IOUT_CAL值而導(dǎo)致過流故障的可能性（圖 3）。請(qǐng)務(wù)必保持在設(shè)計(jì)的當(dāng)前能力范圍內(nèi)。

將實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中的負(fù)載調(diào)整到所需的最低負(fù)載電流。

在 Excel 電子表格的實(shí)際 IOUT （A） 測(cè)量列中輸入由電流表測(cè)量的負(fù)載電流值。

在 Excel 電子表格的“監(jiān)視的 IOUT （A） 測(cè)量”列中輸入 GUI 中顯示的負(fù)載電流值。

增加負(fù)載電流并在電子表格中輸入實(shí)際和監(jiān)控的輸出電流，總共最多八個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

電子表格現(xiàn)在提供必須編程到 InTune IC 中的“新建IOUT_CAL_GAIN”和“新IOUT_CAL_OFFSET”值。

通過單擊GUI中的“全部存儲(chǔ)用戶”按鈕，將新IOUT_CAL_GAIN和新IOUT_CAL_OFFSET值永久存儲(chǔ)在IC中（圖5）。請(qǐng)注意，單擊“存儲(chǔ)用戶全部”會(huì)將“配置”選項(xiàng)卡上所有更改的PMBus命令寫入IC。如果您希望存儲(chǔ)IOUT_CAL值但不干擾其余設(shè)置，請(qǐng)確保在向IC通電和單擊“存儲(chǔ)全部用戶”按鈕之間不要更改任何其他設(shè)置。

在生產(chǎn)過程中設(shè)置IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET值

生產(chǎn)環(huán)境的理想情況是在每個(gè)電源中設(shè)置公共IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET值。這可以通過在10或20個(gè)單獨(dú)的電源板上表征電感，然后在生產(chǎn)版本上使用平均IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET值來實(shí)現(xiàn)。使用平均IOUT_CAL值的優(yōu)點(diǎn)是縮短了生產(chǎn)測(cè)試時(shí)間。缺點(diǎn)是電流測(cè)量的精度會(huì)因電感到電感DCR的變化而降低。

結(jié)論

本應(yīng)用筆記中概述的步驟解釋了如何重新校準(zhǔn)InTune數(shù)字電源IC的IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET參數(shù)，以確保準(zhǔn)確的負(fù)載電流測(cè)量。建議在更換輸出電感、電流測(cè)量濾波器元件或數(shù)字電源IC元件時(shí)重新校準(zhǔn)。

審核編輯：郭婷