ZHCSLF9B June   2020  – June 2025 INA237-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 时序要求 (I2C)
    7. 5.7 时序图
    8. 5.8 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 多功能高压测量功能
      2. 6.3.2 功率计算
      3. 6.3.3 低偏置电流
      4. 6.3.4 高精度 Δ-Σ ADC
        1. 6.3.4.1 低延迟数字滤波器
        2. 6.3.4.2 灵活的转换时间和平均值计算
      5. 6.3.5 集成精密振荡器
      6. 6.3.6 多警报监控和故障检测
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 关断模式
      2. 6.4.2 上电复位
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 I2C 串行接口
        1. 6.5.1.1 通过 I2C 串行接口写入和读取
        2. 6.5.1.2 高速 I2C 模式
        3. 6.5.1.3 SMBus 警报响应
    6. 6.6 寄存器映射
      1. 6.6.1 INA237-Q1 寄存器
  8. 7 应用和实现
    1. 7.1 应用信息
      1. 7.1.1 器件测量范围和分辨率
      2. 7.1.2 电流和功率计算
      3. 7.1.3 ADC 输出数据速率和噪声性能
      4. 7.1.4 输入滤波注意事项
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 设计要求
      2. 7.2.2 详细设计过程
        1. 7.2.2.1 选择分流电阻
        2. 7.2.2.2 配置器件
        3. 7.2.2.3 对分流校准寄存器进行编程
        4. 7.2.2.4 设置所需的故障阈值
        5. 7.2.2.5 计算返回值
      3. 7.2.3 应用曲线
    3. 7.3 电源相关建议
    4. 7.4 布局
      1. 7.4.1 布局指南
      2. 7.4.2 布局示例
  9. 8 器件和文档支持
    1. 8.1 文档支持
      1. 8.1.1 相关文档
    2. 8.2 接收文档更新通知
    3. 8.3 支持资源
    4. 8.4 商标
    5. 8.5 静电放电警告
    6. 8.6 术语表
  10. 9 修订历史记录
  11. 10机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

6.6.1 INA237-Q1 寄存器

表 6-3 列出了 INA237-Q1 寄存器。表 6-3 中未列出的所有寄存器位置都应视为保留的位置，并且不得修改寄存器内容。

表 6-3 INA237-Q1 寄存器

地址

首字母缩写词寄存器名称寄存器大小（位）部分
0hCONFIG配置16转到
1hADC_CONFIGADC 配置16转到
2hSHUNT_CAL分流校准16转到
4hVSHUNT分流电压测量16转到
5hVBUS总线电压测量16转到
6hDIETEMP温度测量16转到
7h电流电流结果16转到
8hPOWER功率结果24转到
BhDIAG_ALRT诊断标志和警报16转到
ChSOVL分流过压阈值16转到
DhSUVL分流欠压阈值16转到
EhBOVL总线过压阈值16转到
FhBUVL总线欠压阈值16转到
10hTEMP_LIMIT温度高于上限阈值16转到
11hPWR_LIMIT功率高于上限阈值16转到
3EhMANUFACTURER_ID制造商 ID16转到

复杂的位访问类型经过编码可适应小型表单元。表 6-4 展示了适用于此部分中访问类型的代码。

表 6-4 INA237-Q1 访问类型代码
访问类型代码说明
读取类型
RR读取
写入类型
WW写入
复位或默认值
-n复位后的值或默认值

6.6.1.1 配置 (CONFIG) 寄存器（地址 = 0h）[复位 = 0h]

CONFIG 寄存器如表 6-5 所示。

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表 6-5 CONFIG 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15RSTR/W0h复位位。将该位设置为“1”会生成一个与上电复位相同的系统复位。
将所有寄存器复位为默认值。

0h = 正常运行

1h = 系统复位将寄存器设置为默认值


该位会自行清除。
14RESERVEDR/W0h保留。始终读为 0。
13-6CONVDLYR/W0h以 2ms 的步长设置初始 ADC 转换的延迟。

0h = 0s

1h = 2ms

FFh = 510ms

5RESERVEDR/W0h保留。始终读为 0。
4ADCRANGER/W0hIN+ 和 IN– 之间的分流满量程范围选择。

0h = ±163.84mV

1h = ± 40.96mV

3-0RESERVEDR0h保留。始终读为 0。

6.6.1.2 ADC 配置 (ADC_CONFIG) 寄存器（地址 = 1h）[复位 = FB68h]

ADC_CONFIG 寄存器如表 6-6 所示。

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表 6-6 ADC_CONFIG 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-12模式R/WFh用户可以针对总线电压、分流电压或温度测量，设置 MODE 位以启用连续模式或触发模式。

0h = 关断

1h = 触发总线电压，单冲

2h = 触发分流电压，单冲

3h = 触发分流电压和总线电压，单冲

4h = 触发温度，单冲

5h = 触发温度和总线电压，单冲

6h = 触发温度和分流电压，单冲

7h = 触发总线电压、分流电压和温度，单冲

8h = 关断

9h = 仅连续总线电压

Ah = 仅连续分流电压

Bh = 连续分流和总线电压

Ch = 仅连续温度

Dh = 连续总线电压和温度

Eh = 连续温度和分流电压

Fh = 连续总线电压、分流电压和温度

11-9VBUSCTR/W5h设置总线电压测量的转换时间：

0h = 50µs

1h = 84µs

2h = 150µs

3h = 280µs

4h = 540µs

5h = 1052µs

6h = 2074µs

7h = 4120µs

8-6VSHCTR/W5h设置分流电压测量的转换时间：

0h = 50µs

1h = 84µs

2h = 150µs

3h = 280µs

4h = 540µs

5h = 1052µs

6h = 2074µs

7h = 4120µs

5-3VTCTR/W5h设置温度测量的转换时间：

0h = 50µs

1h = 84µs

2h = 150µs

3h = 280µs

4h = 540µs

5h = 1052µs

6h = 2074µs

7h = 4120µs

2-0AVGR/W0h选择 ADC 样片平均计数。平均值计算设置适用于所有有效输入。
当 >0h 时，将在平均值计算完成后更新输出寄存器。

0h = 1

1h = 4

2h = 16

3h = 64

4h = 128

5h = 256

6h = 512

7h = 1024

6.6.1.3 分流校准 (SHUNT_CAL) 寄存器（地址 = 2h）[复位 = 1000h]

SHUNT_CAL 寄存器如表 6-7 所示。

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表 6-7 SHUNT_CAL 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15RESERVEDR0h保留。始终读为 0。
14-0SHUNT_CALR/W1000h寄存器为器件提供一个转换常量值，表示用于计算电流值（安培）的分流电阻。
这还设置 CURRENT 寄存器的分辨率。
节 7.1.2 下的值计算。

6.6.1.4 分流电压测量 (VSHUNT) 寄存器（地址 = 4h）[复位 = 0h]

VSHUNT 寄存器如表 6-8 所示。

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表 6-8 VSHUNT 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-0VSHUNTR0h分流输出上测得的差分电压。二进制补码值。
转换因子：
5µV/LSB（ADCRANGE = 0 时）
1.25µV/LSB（ADCRANGE = 1 时）

6.6.1.5 总线电压测量 (VBUS) 寄存器（地址 = 5h）[复位 = 0h]

VBUS 寄存器如表 6-9 所示。

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表 6-9 VBUS 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-0VBUSR0h总线电压输出。二进制补码，但始终为正。
转换因子：3.125mV/LSB

6.6.1.6 温度测量 (DIETEMP) 寄存器（地址 = 6h）[复位 = 0h]

DIETEMP 寄存器如表 6-10 所示。

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表 6-10 DIETEMP 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-4DIETEMPR0h内部芯片温度测量。二进制补码值。
转换因子：125m°C/LSB
3-0RESERVEDR0h保留。始终读为 0。

6.6.1.7 电流结果 (CURRENT) 寄存器（地址 = 7h）[复位 = 0h]

CURRENT 寄存器如表 6-11 所示。

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表 6-11 CURRENT 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-0电流R0h计算得出的电流输出（单位为安培）。二进制补码值。
节 7.1.2下的值说明。

6.6.1.8 功率结果 (POWER) 寄存器（地址 = 8h）[复位 = 0h]

POWER 寄存器如表 6-12 所示。

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表 6-12 POWER 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
23-0POWERR0h计算得出的功率输出。
输出值（单位为瓦特）。
无符号表示。正值。
节 7.1.2下的值说明。

6.6.1.9 诊断标志和警报 (DIAG_ALRT) 寄存器（地址 = Bh）[复位 = 0001h]

DIAG_ALRT 寄存器如表 6-13 所示。

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表 6-13 DIAG_ALRT 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15ALATCHR/W0h当警报锁存使能位设置为透明模式时，如果故障已被清除，则 ALERT 引脚和标志位复位为空闲状态。
当警报锁存使能位设置为锁存模式时，ALERT 引脚和 ALERT 标志位在故障后保持有效，直到已读取 DIAG_ALRT 寄存器。

0h = 透明

1h = 锁存

14CNVRR/W0h将该位设置为高电平可配置在置位转换就绪标志（位 1）时要置位的 ALERT 引脚，指示转换周期已完成。

0h = 禁用 ALERT 引脚上的转换就绪标志

1h = 启用 ALERT 引脚上的转换就绪标志

13SLOWALERTR/W0h启用时，ALERT 功能置位为完成的平均值。
这样可以灵活地将 ALERT 延迟到平均值之后。

0h = 非平均 (ADC) 值上的 ALERT 比较

1h = 平均值上的 ALERT 比较

12APOLR/W0h警报极性位设定 ALERT 引脚极性。

0h = 正常（低电平有效，开漏）

1h = 反相（高电平有效，开漏）

11-10RESERVEDR0h保留。始终读为 0。
9MATHOFR0h如果算术运算导致一个溢出错误的话，该位被置为 1。
该位表示电流和功率数据可能无效。

0h = 正常

1h = 溢出

必须通过触发另一个转换来手动清除。

8RESERVEDR0h保留。始终读为 0。
7TMPOLR0h如果温度测量值超过温度高于上限寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 温度高于上限事件


当 ALATCH=1 时，通过读取或写入该寄存器清除该位。
6SHNTOLR0h如果分流电压测量值超过分流电压高于上限寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 分流电压高于上限事件


当 ALATCH=1 时，通过读取或写入该寄存器清除该位。
5SHNTULR0h如果分流电压测量值低于分流电压低于下限寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 分流电压低于下限事件


当 ALATCH=1 时，通过读取或写入该寄存器清除该位。
4BUSOLR0h如果总线电压测量值超过总线电压高于上限寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 总线电压高于上限事件


当 ALATCH=1 时，通过读取或写入该寄存器清除该位。
3BUSULR0h如果总线电压测量值低于总线电压低于下限寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 总线电压低于下限事件


当 ALATCH=1 时，通过读取或写入该寄存器清除该位。
2POLR0h如果功率测量值超过功率限制寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 功率高于上限事件


当 ALATCH=1 时，通过读取或写入该寄存器清除该位。
1CNVRFR0h如果转换完成，则该位设置为 1。

0h = 正常

1h = 转换完成


当 ALATCH=1 时，通过读取或写入该寄存器或启动新的触发转换来清除该位。
0MEMSTATR1h如果在器件修整存储器空间中检测到校验和错误，则该位设置为 0。

0h = 存储器校验和错误

1h = 正常运行

6.6.1.10 分流过压阈值 (SOVL) 寄存器（地址 = Ch）[复位 = 7FFFh]

如果在此寄存器中输入负值，则分流电压测量值为 0V 触发此警报。当对分流欠压和过压阈值使用负值时，请注意，过压阈值必须设置为这两个值中的较大值（即较小的负值）。SOVL 寄存器如表 6-14 所示。

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表 6-14 SOVL 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-0SOVLR/W7FFFh设置用于比较值的阈值，以检测分流过压（过流保护）。二进制补码值。转换因子：5µV/LSB（ADCRANGE = 0 时）
1.25µV/LSB（ADCRANGE = 1 时）。

6.6.1.11 分流欠压阈值 (SUVL) 寄存器（地址 = Dh）[复位 = 8000h]

SUVL 寄存器如表 6-15 所示。

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表 6-15 SUVL 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-0SUVLR/W8000h设置用于比较值的阈值，以检测分流欠压（欠流保护）。二进制补码值。转换因子：5µV/LSB（ADCRANGE = 0 时）
1.25µV/LSB（ADCRANGE = 1 时）。

6.6.1.12 总线过压阈值 (BOVL) 寄存器（地址 = Eh）[复位 = 7FFFh]

BOVL 寄存器如表 6-16 所示。

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表 6-16 BOVL 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15保留R0h保留。始终读为 0。
14-0BOVLR/W7FFFh设置用于比较值的阈值，以检测总线过压（过压保护）。无符号表示，仅限正值。转换因子：3.125mV/LSB。

6.6.1.13 总线欠压阈值 (BUVL) 寄存器（地址 = Fh）[复位 = 0h]

BUVL 寄存器如表 6-17 所示。

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表 6-17 BUVL 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15保留R0h保留。始终读为 0。
14-0BUVLR/W0h设置用于比较值的阈值，以检测总线欠压（欠压保护）。无符号表示，仅限正值。转换因子：3.125mV/LSB。

6.6.1.14 温度高于上限阈值 (TEMP_LIMIT) 寄存器（地址 = 10h）[复位 = 7FFFh]

TEMP_LIMIT 寄存器如表 6-18 所示。

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表 6-18 TEMP_LIMIT 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-4TOLR/W7FFh设置用于比较值的阈值，以检测过热测量值。二进制补码值。
在此字段中输入的值直接与 DIETEMP 寄存器中的值进行比较，以确定是否存在过热情况。转换因子：125m°C/LSB。
3-0保留R0保留，始终读为 0。

6.6.1.15 功率高于上限阈值 (PWR_LIMIT) 寄存器（地址 = 11h）[复位 = FFFFh]

PWR_LIMIT 寄存器如表 6-19 所示。

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表 6-19 PWR_LIMIT 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-0POLR/WFFFFh设置用于比较值的阈值，以检测功率高于上限测量值。无符号表示，仅限正值。
在此字段中输入的值直接与 POWER 寄存器中的值进行比较，以确定是否存在超出功率情况。转换因子：256 × 功率 LSB。

6.6.1.16 制造商 ID (MANUFACTURER_ID) 寄存器（地址 = 3Eh）[复位 = 5449h]

MANUFACTURER_ID 寄存器如表 6-20 所示。

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表 6-20 MANUFACTURER_ID 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
15-0MANFIDR5449h以 ASCII 格式读回 TI。