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  • INA220EVM 修订版 A 模型用户指南和软件教程

    • ZHCUAW3D july   2009  – july 2023 INA220 , INA220-Q1

       

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  • INA220EVM 修订版 A 模型用户指南和软件教程
  1.   1
  2.   INA220 评估模块
  3.   商标
  4. 1概述
    1. 1.1 INA220EVM 硬件
    2. 1.2 德州仪器 (TI) 相关文档
    3. 1.3 注意事项和警告信息
  5. 2系统设置
    1. 2.1 INA220_Test_Board 硬件的工作原理
    2. 2.2 J1（25 引脚公 DSUB）的信号定义
    3. 2.3 USB_DIG_Platform 的工作原理
  6. 3INA220EVM（修订版 A）硬件设置
    1. 3.1 静电放电警告
    2. 3.2 典型硬件连接
    3. 3.3 连接硬件
    4. 3.4 电源连接
    5. 3.5 将 USB 电缆连接至 INA220EVM
    6. 3.6 INA220 跳线设置
    7. 3.7 将外部电源连接到 INA220EVM
    8. 3.8 将外部信号连接到 INA220EVM
  7. 4INA220 软件概述
    1. 4.1 INA220EVM 软件安装
    2. 4.2 启动 INA220EVM 软件
    3. 4.3 使用 INA220 软件
      1. 4.3.1 概述选项卡
      2. 4.3.2 配置选项卡
      3. 4.3.3 校准选项卡
      4. 4.3.4 调节选项卡
      5. 4.3.5 图形选项卡
      6. 4.3.6 寄存器选项卡
      7. 4.3.7 EVM 控件下拉菜单
      8. 4.3.8 软件版本
  8. 5物料清单
  9. 6修订历史记录
  10. 重要声明
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User's Guide

INA220EVM 修订版 A 模型用户指南和软件教程

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

摘要

本用户指南介绍了 INA220 评估模块（修订版 A）硬件的特性、操作和使用情况，本文档涵盖了正确使用此 EVM 电路板所涉及的所有相关领域。本文档中的所有术语评估板、评估模块 和 EVM 与 INA220EVM 具有相同的含义。本文档包括物理印刷电路板布局布线、原理图和电路说明。

商标

Microsoft® and Windows®are reg TMs ofMicrosoft Corporation.

Other TMs

1 概述

本文档提供了设置和运行 INA220EVM 评估模块所需的信息，该模块是 INA220 具有 I 2C 接口的高侧或低侧、双向电流和功率监测器的测试平台。有关 INA220 的更多详细说明，另请参阅德州仪器 (TI) 网站 (http://www.ti.com) 上的产品数据表。本指南中标题为德州仪器 (TI) 相关文档 的部分列出了其他支持文档。

INA220EVM 是用于全面评估 INA220 电流和功率监测器件的评估模块。INA220EVM 包含两块印刷电路板 (PCB)。一块电路板（USB DIG 平台）生成与 INA220 进行通信所需的数字信号以及支持和配置电路，而 INA220 是第二块电路板 (INA220_Test_Board) 的一部分。

本文档中的缩写词 EVM 和术语评估模块 与 INA220EVM 具有相同的含义。

注：

本用户指南中包含的大部分信息也在快速入门视频 (SBOU296) 中提供，可从 INA220 产品文件夹下载。TI 建议观看 SBOI296 视频。

1.1 INA220EVM 硬件

图 1-1 显示了 INA220EVM 套件中包含的硬件。如果缺少任何元件，请与德州仪器 (TI) 客户支持中心联系。TI 建议用户查看 TI 网站 http://www.ti.com，验证所使用的相关软件为最新版本。

完整的套件包含以下物品：

  • INA220 测试 PCB
  • USB DIG 平台 PCB
  • USB 线缆
  • 桶形插头电缆组件（器件号 10-01935/Tensility Intl Corp.），用于为 USB DIG 和（可选）EVM 提供外部电源
  • 包含本用户指南、产品软件和演示视频的 CD-ROM
GUID-92276F4C-998B-474A-AC6B-778AF1609E7D-low.png图 1-1 INA220EVM 随附的硬件

1.2 德州仪器 (TI) 相关文档

以下文档提供了有关 INA220EVM 装配件中所用德州仪器 (TI) 集成电路的信息。本用户指南可从 TI 网站获得，文献编号为 SBOU079。附加到文献编号的任何字母对应于撰写本文档时已有的最新文档修订版。可通过 TI 网站 http://www.ti.com/，或致电德州仪器 (TI) 文献响应中心（电话为 (800) 477-8924）或产品信息中心（电话为 (972) 644-5580）获取较新的修订版。订购时，可通过文档标题或文献编号识别文档。

文档

 文献

编号
INA220 产品数据表 SBOS459
USB DIG 平台用户指南 SBOU058

1.3 注意事项和警告信息

本文档包含注意事项声明。

警告：

这是注意事项声明示例。注意事项声明描述了可能会损坏您的软件或设备的情况。

注意事项或者警告中所提供的信息是为了保护您的安全。请记住仔细阅读每条注意事项声明。

2 系统设置

图 2-1 显示了 INA220EVM 的系统设置。PC 运行与 USB DIG 平台通信的软件。USB DIG 平台会生成用于与 INA220_Test_Board 通信的模拟和数字信号。用户可以将 INA220_Test_Board 连接到系统，并在测试条件下监测系统的功率、电流和电压。

GUID-81FF5D33-1279-4ADC-B7BF-B7E861FED3E4-low.gif图 2-1 INA220EVM 硬件设置

2.1 INA220_Test_Board 硬件的工作原理

图 2-2 显示了 INA220_Test_Board 的方框图。印刷电路板 (PCB) 提供到 USB DIG 平台板上 I2C 接口和通用输入和输出 (GPIO) 的连接。此 PCB 还为采样电阻电压、总线电压和 GND 的外部连接提供连接点。

GUID-4A076620-4793-4E3F-818E-8B863659AA01-low.gif图 2-2 INA220_Test_Board 方框图

图 2-3 显示了 INA220_Test_Board 原理图的系统设置。D1 是指示 INA220 测试板是否通电的 LED。通过跳线可以选择电源以及 A0 和 A1 的配置。通过连接器 T4 可以连接采样电阻电压和总线电压。

GUID-2AF89D77-7BBB-4053-B9F3-E5B0AD500BB1-low.gif图 2-3 INA220_Test_Board 原理图

2.2 J1（25 引脚公 DSUB）的信号定义

表 2-1 列出了连接到 INA220_Test_Board 上的 J1 的不同信号。该表还列出了连接到 INA220_Test_Board 上的 J1 中未使用的引脚的信号。

表 2-1 INA220_Test_Board 上 J1（25 引脚公 DSUB）的信号定义
J1 引脚

信号

INA220 引脚
1NC无连接
2NC无连接
3NC无连接
4NC无连接
5NC无连接
6NC无连接
7NC无连接
8NC无连接
9I2C_SCK无连接
10I2C_SDA2无连接
11NC无连接
12I2C_SCK_ISOI2C 时钟信号 (SCL) 通道 1；可以使用开关断开
13I2C_SDA_ISOI2C 数据信号 (SDA) 通道 1；可以使用开关断开
14NC无连接
15NC无连接
16NC无连接
17VDUT开关式 3V 或 5V 电源。请注意，当电源关闭时，数字 I/O 也会关闭。
18VCC无连接
19NC无连接
20NC无连接
21GND电源的公共或接地连接
22SPI_SCK无连接
23SPI_CS1无连接
24SPI_DOUT无连接
25SPI_DIN1无连接

2.3 USB_DIG_Platform 的工作原理

图 2-4 显示了 USB DIG 平台的方框图。此平台是一种通用数据采集系统，用于其他德州仪器 (TI) 评估模块。USB DIG 平台运行的详细信息包含在一个单独的文档中（可从 www.ti.com 下载）。图 2-4 中显示的方框图简要概述了该平台。TUSB3210 是 USB DIG 平台的主控制器件。

GUID-1DA8B1AB-7E29-4B50-8C3E-D9657DCC2559-low.gif图 2-4 USB_DIG_Platform 工作原理

USB DIG 可为 EVM PCB 供电。如图 2-4 所示，EVM 的开关式电源可以来自 PCB 的 USB 电源或连接到 J5 的外部电源。TI 建议使用外部电源选项，因为 USB 电源可能存在噪声。EVM 套件中包含的桶形连接器电缆组件可以将外部电源连接到 USB DIG。将电缆组件的黑色导线连接到外部电源的低侧（或接地），将红色导线连接到高侧。

注：

为确保正常运行，外部电源必须提供 5.8V 至 10.4V 的电源电压，并且电流限制大于 100mA。

3 INA220EVM（修订版 A）硬件设置

INA220EVM（修订版 A）硬件设置涉及将 EVM 的两个 PCB 连接在一起、加电、连接 USB 电缆以及设置跳线。本节详细介绍了此过程。

3.1 静电放电警告

INA220EVM 上的许多元件都容易受到静电放电 (ESD) 的损坏。建议客户在开箱和搬运 EVM 时遵守适当的 ESD 处理预防措施，包括在经批准的 ESD 工作站上使用接地腕带。

警告：

如果不遵守 ESD 处理程序，可能会导致 EVM 元件损坏。

3.2 典型硬件连接

INA220EVM 硬件设置包括将 EVM 的两个 PCB 连接在一起、加电以及连接外部采样电阻和负载。外部连接可能是要在其中纳入 INA220 的真实系统。图 3-1 显示了典型的硬件连接。

GUID-EC9D43B9-D300-4912-A026-2E6172F12AE1-low.png图 3-1 典型硬件连接

3.3 连接硬件

要将 INA220EVM 的两个 PCB 连接在一起，请轻轻推动 D-SUB 连接器的两侧（如图 3-2 所示）。确保两个连接器完全推在一起；连接松动可能会导致间歇运行。

3.4 电源连接

连接 INA220 EVM 的两个 PCB 后，如图 3-2 所示，将电源连接到 EVM。连接 USB 电缆之前，务必接通电源。如果在通电之前连接 USB 电缆，计算机将尝试与未通电且无响应的器件通信

GUID-0998CC64-BFD8-4B59-95AE-2A6EEABA29F1-low.png图 3-2 将电源连接到 EVM

3.5 将 USB 电缆连接至 INA220EVM

图 3-3 显示了首次将 USB DIG 平台连接到 PC USB 端口时的典型响应。请注意，EVM 必须在连接 USB 电缆之前通电。通常，计算机上将显示 Found New Hardware, USB Device 弹出窗口。该弹出窗口通常会变为 Found New Hardware, USB Human Interface Device。此弹出信息指示器件已就绪并可供使用。USB DIG 平台使用作为 Microsoft®Windows® 操作系统一部分的人机界面设备驱动程序。

在某些情况下，将会弹出 Windows Add Hardware Wizard。如果出现此提示，请点击 Yes，以允许系统设备管理器安装人机界面驱动程序。

GUID-F3AEF257-72B5-43B4-804A-EA1DC449C23D-low.png图 3-3 连接 USB 电缆

3.6 INA220 跳线设置

图 3-4 展示了 INA220EVM 的默认跳线配置。通常，不需要更改 USB DIG 平台的跳线设置，但您可能要更改 INA220_Test_Board 上的一些跳线以匹配您的特定配置。例如，您可能希望设置一个特定的 I2C 地址。

GUID-C860C614-4B5C-42C3-9987-33F57D3A788F-low.png图 3-4 INA220EVM 默认跳线设置

表 3-1 说明了 INA220_Test_Board 上跳线的功能。

表 3-1 INA220_Test_Board 跳线功能

跳线

默认值

用途

JMP1VDUT该跳线决定了 INA220 电源的来源。在 Vdut 位置，USB DIG 电路板为 INA220 供电。在 Vs_Ext 位置，由连接到 INA220 T3 端子的外部电源供电。
JMP2、JMP3JMP2 (GND)A0 地址输入选择。此跳线决定哪个信号连接到 INA220 的 A0 引脚。
JMP4、JMP5JMP4 (GND)A1 地址输入选择。此跳线决定哪个信号连接到 INA220 的 A1 引脚。

表 3-2 总结了 USB DIG 平台跳线的功能。对于大多数应用，将使用默认跳线位置。表 3-3 和表 3-4 介绍了电源配置的选项。例如，可以将逻辑电源从默认的 5V 更改为 3V。单独的文档 (SBOU058) 详细介绍了 USB DIG 平台的操作和设计。

表 3-2 USB DIG 平台跳线设置
跳线默认值用途
JUMP1EXT该跳线选择外部电源或总线电源。外部电源施加在 J5（在 USB DIG 电路板上）或 T3 (9VDC) 上。来自 USB 的总线电源为 5V。通常使用外部电源，因为 USB 电源存在噪声。
JUMP2EXT与 JUMP1 相同。
JUMP3EE ON该跳线决定 TUSB3210 在上电或复位时将加载 USB DIG 平台固件的位置。EE Off 位置用于开发或固件更新。
JUMP4、JUMP5L、L此跳线用于设置 USB 电路板的地址。如果使用多块板，则仅更改默认设置。
JUMP95V该跳线用于选择受测器件的电源电压（VDUT = 5V 或 3V）。对于大多数应用，此跳线通常是唯一更改的跳线。
JUMP10WP ON该跳线可对固件 EEPROM 实施写保护。
JUMP11WP ON该跳线可对校准 EEPROM 实施写保护。
JUMP13Reg此跳线使用稳压器输出生成 VDUT 电源。USB 可用作 VDUT 电源。
JUMP149V该跳线使用外部电源（9V，与总线并列）
JUMP17总线当处于 BUS 位置时，VDUT 运行正常。当处于 VRAW 位置时，VDUT 电源连接至外部电源。这种灵活性可让 VDUT 的任何值介于 3V 和 5V 之间。
警告：

当 JUMP17 处于 VRAW 位置时，将 VDUT 电压调节到 3V 至 5V 范围之外会损坏 EVM。

JUMP18VDUT该跳线将 GPIO 上的上拉电阻连接到 VDUT 电源或 VCC 电源。
表 3-3 电源跳线配置 #1

模式

跳线

注释

外部电源 — 5V
（默认跳线设置）		JUMP17 = BUS（未使用）
JUMP13 = REG
JUMP14 = 9V
JUMP1 = EXT
JUMP2 = EXT
JUMP6 = 5V
JUMP7 = REF		在此模式下，所有电源均由 J5（在 USB DIG 电路板上）或 T3 提供给 EVM。外部电源必须介于 5.8V 和 10.4V 之间才能正常运行。使用 U19 (REG101) 将所有数字 I/O 调节至 5V。
外部电源 — 3V
（典型跳线设置）		JUMP17 = BUS（未使用）
JUMP13 = REG
JUMP14 = 9V
JUMP1 = EXT
JUMP2 = EXT
JUMP6 = 3V
JUMP7 = REF		在此模式下，所有电源均由 J5（在 USB DIG 电路板上）或 T3 提供给 EVM。外部电源必须介于 5.8V 和 10.4V 之间才能正常运行。使用 U19 (REG101) 将所有数字 I/O 调节至 3V。
外部电源 — 可变电源JUMP17 = Vraw
JUMP13 = BUS
JUMP14 = 9V（未使用）
JUMP1 = EXT
JUMP2 = EXT
JUMP6 = 5V（未使用）
JUMP7 = REG（比例模式）		在此模式下，所有数字 I/O 均以连接到 J5（在 USB DIG 电路板上）或 T3 的电源为基准。
警告：

在此模式下，电源电压不得超过 5.5V，这一点毫无疑问至关重要。

电源直接施加到绝对最大额定值为 5.5V 的器件。当需要 3.0V 或 5.0V 以外的器件电源时，这种工作模式很有用。
表 3-4 电源跳线配置 #2

模式

跳线

注释

总线电源 — 5VJUMP17 = BUS
JUMP13 = BUS
JUMP14 = 9V（未使用）
JUMP1 = BUS
JUMP2 = BUS
JUMP6 = 5V（未使用）
JUMP7 = REG（比例模式，5V 电源）		在此模式下，USB 总线完全为 EVM 供电。USB 总线由控制器（计算机）调节为 5V。此模式依赖于外部调节。仅当外部 9V 电源不可用时，才建议使用此模式。如果外部 9V 电源可用，则使用外部电源 — 5V 模式或外部电源—3V 模式。
总线电源—3VJUMP17 = BUS（未使用）
JUMP13 = REG
JUMP14 = BUS
JUMP1 = BUS
JUMP2 = BUS
JUMP6 = 3V
JUMP7 = REG（比例模式，5V 电源）		在此模式下，USB 总线完全为 EVM 供电。稳压器（U19，REG101）为所有数字 I/O 生成 3V 电源。

3.7 将外部电源连接到 INA220EVM

INA220 电源 (VS) 的工作电压范围为 3V 至 5.5V（请参阅 INA220 产品数据表）。默认跳线位置从 USB-DIG-Platform 向 INA220 提供 5V 电压。可以使用 JUMP9 将来自 USB-DIG-Platform 的电源更改为 3V。

另一种选择是使用外部电源将电源连接到 INA220 电源 (VS)。在这种情况下，将电源连接到 T3 端子块，并将 JMP1 设置到 Vs_EXT 位置。INA220 电源 (VS) 的工作电压范围为 3V 至 5.5V；请勿在该范围之外工作。

 
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