ZHCAEZ0 January 2025 INA228 , INA232 , INA234 , INA236 , INA237 , INA238 , MSPM0C1103 , MSPM0C1103-Q1 , MSPM0C1104 , MSPM0C1104-Q1 , MSPM0G1105 , MSPM0G1106 , MSPM0G1107 , MSPM0G1505 , MSPM0G1506 , MSPM0G1507 , MSPM0G1519 , MSPM0G3105 , MSPM0G3105-Q1 , MSPM0G3106 , MSPM0G3106-Q1 , MSPM0G3107 , MSPM0G3107-Q1 , MSPM0G3505 , MSPM0G3505-Q1 , MSPM0G3506 , MSPM0G3506-Q1 , MSPM0G3507 , MSPM0G3507-Q1 , MSPM0G3519 , MSPM0L1105 , MSPM0L1106 , MSPM0L1117 , MSPM0L1227 , MSPM0L1228 , MSPM0L1228-Q1 , MSPM0L1303 , MSPM0L1304 , MSPM0L1304-Q1 , MSPM0L1305 , MSPM0L1305-Q1 , MSPM0L1306 , MSPM0L1306-Q1 , MSPM0L1343 , MSPM0L1344 , MSPM0L1345 , MSPM0L1346 , MSPM0L2227 , MSPM0L2228 , MSPM0L2228-Q1 , TPS62866 , TPS62868 , TPS62869 , TPS6286A06 , TPS6286A08 , TPS6286A10 , TPS6286B08 , TPS6286B10
3 硬件实现
恒定功率驱动设计需要使用硬件来测量加热元件上的电压和流经加热元件的电流，从而计算功率。为此，我们采用 INA234，这是一款 28V、12 位 I2C 输出电流/电压/功率监测器。在此设计中，该器件直接测量加热元件上的电压以及流经高侧 10mΩ ±1% 1W 检测电阻器的电流。然后，该器件会计算功率并通过 I2C 报告电压、电流和功率值。
在本例中，我们假设 1Ω 加热元件在整个温度和批次范围内的变化幅度为 ±20%。表 3-1 所示为电阻范围内不同功率级别所需的电压和电流。输入电压为 3.3V 至 5.0V。这意味着可在所需的整个范围内使用降压稳压器或降压直流/直流稳压器。施加的电压由 TPS62868 进行控制，这是一款具有 4A 输出能力的 2.4V 至 5.5V 输入同步降压转换器。重要的是，该器件由 I2C 控制，因此能够轻松调节输出电压。
| 功率 (W) | 0.8Ω 下的电流 (A) | 0.8Ω 下的电压 (V) | 1.0Ω 下的电流 (A) | 1.0Ω 下的电压 (V) | 1.2Ω 下的电流 (A) | 1.2Ω 下的电压 (V) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4.0 | 2.24 | 1.79 | 2.00 | 2.00 | 1.83 | 2.19 |
| 5.0 | 2.50 | 2.00 | 2.24 | 2.24 | 2.04 | 2.45 |
| 6.0 | 2.74 | 2.19 | 2.45 | 2.45 | 2.24 | 2.68 |
| 7.0 | 2.96 | 2.37 | 2.65 | 2.65 | 2.42 | 2.90 |
| 8.0 | 3.16 | 2.53 | 2.83 | 2.83 | 2.58 | 3.10 |
| 9.0 | 3.35 | 2.68 | 3.00 | 3.00 | 2.74 | 3.29 |
使用 MSPM0L1306 通过 I2C 从 INA234 读取电压、电流和功率。这款低成本微处理器还负责通过 I2C 调节 TPS62868 的输出电压。简化版和完整电路原理图分别如 图 3-2 和 图 3-3 所示。
图 3-1 简化版恒定功率控制原理图
图 3-2 恒定功率控制原理图
图 3-3 恒定功率控制 PCBA