InTune数字电源的电流校准过程

本应用笔记提供了校准PMBus的分步说明™InTune 使用的参数（IOUT_CAL_GAIN 和IOUT_CAL_OFFSET）™MAX15301和MAX15303数字电源，用于报告输出电流。

介绍

数字电源解决方案的一个主要优点是能够通过电源管理总线（PMBus）实时读取实际负载电流。通过了解电流检测元件的阻抗，可以进行负载电流测量。电流测量的精度是许多参数的函数，例如电路板寄生效应、测量元件的容差以及IC的内部增益和失调。如果不考虑这些参数的变化，测得的负载电流将不像人们预期的那么准确。幸运的是，PMBus规范提供了两个校准系数，IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET（统称为IOUT_CAL值），允许用户校准影响当前测量精度的参数。每个 InTune IC 出厂时都带有这些系数的默认值。必须校准这些值以提供准确的输出电流测量值。

何时需要校准？

IC的IOUT_CAL值应在初始电路板构建时以及电流检测电路更改时的任何时间进行校准。Maxim Integrated的数字功率评估（EV）评估（EV）评估套件附带IOUT_CAL值，专门针对每个评估板的电感进行校准。这使用户能够立即体验精确的电流测量。我们的评估板设计允许用户根据其特定工作要求轻松修改评估板。但是，对输出电感、电流测量滤波器元件或数字电源IC的任何修改都需要用户重新校准IOUT_CAL值，以确保设计正确报告准确的负载电流测量值。例如，用另一个具有相同部件号的电感替换输出电感不一定需要重新校准。精度的确切变化是新电感器实际电感或电阻变化的函数。但是，用另一个具有不同部件号的电感替换输出电感器总是需要重新校准，以确保准确的输出电流测量。

在本应用笔记中，Maxim提供了一个易于遵循的程序，用于校准针对修改后设计优化的新IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET值。

推荐设备

美信InTune评估板

Maxim 的 MAXPOWERTOOL002# USB 转 PMBus 接口套件

5V至12V DC实验室电源，能够提供评估板所需的电流

电流计

负载（电子或电阻）

电脑与视窗操作系统和可用的USB端口®

安装在计算机上的PowerTool图形用户界面（GUI）。访问评估板的工具文件夹，获取最新版本GUI的链接。

Maxim的InTune数字电源电流校准工作表（XLSX）

预防 措施

在连接和打开电源之前，验证实验室电源的电压是否在InTune评估板的绝对最大限值内。

在完成所有电气连接之前，请勿打开任何电源。

不要超过用于连接 V 的测试引线的额定电流在和 V外.

不要超过电流表的电流能力。

设置

请参考InTune评估板数据资料，了解有关设置评估板的详细说明。此电流校准程序需要精确的负载电流测量，这可以通过使用以下三种方法之一来完成：

如果使用具有电流读数的电子负载，则可以使用负载上的电流读数。请注意，大多数实验室不使用具有校准电压和电流读数的电子负载。确保正确校准电子负载。

如果使用分立负载电阻，则负载电流可以通过测量电阻两端的电压并除以电阻值来计算。用于这些负载电流的典型电阻值不是很准确，并且可能具有较大的温度系数，从而进一步影响电流测量的精度。

使用单独的校准电流表。这是推荐的技术，可提供最准确的测量，从而通过 InTune IC 实现最准确的负载电流测量。

图1显示了使用电流表的典型测量设置。

图1.电流校准测试设置。

程序

本步骤假设用户已阅读评估板数据资料，正确配置评估板跳线，连接测试设置，接通电源，运行PowerTool GUI软件，打开评估板，提供稳定的输出电压。为了获得最准确的结果，电流测量应跨越设计的预期负载电流范围。尽管该程序至少适用于两次电流测量，但额外的测量可提供更准确的结果。打开并运行设置后，请按照以下步骤重新校准 InTune 转换器的电流测量值：

在随附的 InTune 数字电源电流校准工作表 （XLSX） 中，输入起始IOUT_CAL_GAIN和起始IOUT_CAL_OFFSET值。

在“故障集”选项卡中，通过选择“忽略”来禁用 IOUT OC 故障 （A），以消除由于不正确的IOUT_CAL值而导致过流故障的可能性（图 3）。请务必保持在设计的当前能力范围内。

将实验室设备中的负载调整到所需的最低负载电流。

在 Excel 电子表格的实际 IOUT （A） 测量列中输入由电流表测量的负载电流值。

在 Excel 电子表格的“监视的 IOUT （A） 测量”列中输入 GUI 中显示的负载电流值。

增加负载电流并在电子表格中输入实际和监控的输出电流，总共最多八个数据点。

电子表格现在提供必须编程到 InTune IC 中的“新建IOUT_CAL_GAIN”和“新IOUT_CAL_OFFSET”值。

通过单击GUI中的“全部存储用户”按钮，将新IOUT_CAL_GAIN和新IOUT_CAL_OFFSET值永久存储在IC中（图5）。请注意，单击“存储用户全部”会将“配置”选项卡上所有更改的PMBus命令写入IC。如果您希望存储IOUT_CAL值但不干扰其余设置，请确保在向IC通电和单击“存储全部用户”按钮之间不要更改任何其他设置。

在生产过程中设置IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET值

生产环境的理想情况是在每个电源中设置公共IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET值。这可以通过在10或20个单独的电源板上表征电感，然后在生产版本上使用平均IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET值来实现。使用平均IOUT_CAL值的优点是缩短了生产测试时间。缺点是电流测量的精度会因电感到电感DCR的变化而降低。

结论

本应用笔记中概述的步骤解释了如何重新校准InTune数字电源IC的IOUT_CAL_GAIN和IOUT_CAL_OFFSET参数，以确保准确的负载电流测量。建议在更换输出电感、电流测量滤波器元件或数字电源IC元件时重新校准。

审核编辑：郭婷