Texas Instruments INA232电流/电压/功率监控器是一款16位数字电流监控器，具有兼容I^2^C/SMBus的接口。该器件可与1.2V、1.8V、3.3V和5.0V等广泛的数字总线电压兼容，还可监控外部检测电阻上的电压，并报告电流、总线电压和功率值。

数据手册：*附件：Texas Instruments INA232电流、电压、功率监控器数据手册.pdf

INA232具有可编程的ADC转换时间和平均值计算功能。该器件还具有可编程校准值，与内部乘法器结合使用时，可直接读取电流值（单位为安培）和功率值（单位为瓦特）。该器件可监控IN-引脚上的总线电压，并可以在过流/欠流以及过压/欠压情况下发出警报。由于在电流测量模式下具有高输入阻抗，因此可以使用所需的更大电流检测电阻来测量小值系统电流。

The Texas Instruments INA232可针对独立于电源电压的–0.3V至48V的共模总线电压检测电流。该器件采用1.7V至5.5V单电源供电，正常工作时典型供电电流为300µA。可以将该器件置于低功耗待机模式，该模式下的典型工作电流为2.2µA。

特性

• 高侧或低侧电流检测
• 由1.7V至5.5V电源供电运行
• 汇报电流、电压和功率值
• 可编程满标量程：20mV/80mV
• 输入共模范围：–0.3V至48V
• 电流监控精度
  • 16 位 ADC 分辨率
  • 增益误差：0.3%（最大值）
  • 失调电压：50µV（最大值）
• 低输入偏置电流：10nA（最大值）
• 可配置的取平均值选项
• 通用呼叫寻址支持器件之间转换同步
• 过流和欠流事件的警报限值
• 1.2V兼容I^2^C、SMBus接口
• 两个器件地址选项，具有四个引脚可选地址
• SOT23-8封装
• 工作温度范围：–40°C和+125°C

功能框图

INA232 高精度数字电流/电压/功率监测器技术解析与应用指南

一、产品概述

INA232是德州仪器(TI)推出的48V、16位数字电流监测器，集成I2C/SMBus兼容接口。该器件采用SOT23-8封装，具有以下核心特性：

• ‌三合一监测功能‌：同步测量电流、总线电压和功率
• ‌宽电压范围‌：1.7-5.5V工作电压，支持-0.3V至48V共模输入
• ‌高精度测量‌：
  • 16位ADC分辨率
  • 0.3%最大增益误差
  • 50μV最大偏移电压
• ‌灵活配置‌：可编程转换时间(140μs-8.244ms)和平均模式(1-1024次)
• ‌低功耗特性‌：300μA工作电流，2.2μA待机电流

二、关键技术创新

1. 智能ADC架构

• 采用ΔΣ调制器实现16位精度
• 双量程选择：±81.92mV或±20.48mV(通过ADCRANGE位配置)
• 独立配置的转换时间：
  • 分流电压：140μs至8.244ms
  • 总线电压：140μs至8.244ms

2. 精准功率计算引擎

• 实时计算功率值：P = I×V
• 内部32位乘法器避免数据溢出
• 自动更新功率寄存器(03h)

3. 高级报警系统

• 可配置的五种报警条件：
  • 分流过压(SOL)
  • 分流欠压(SUL)
  • 总线过压(BOL)
  • 总线欠压(BUL)
  • 功率超限(POL)
• 报警响应时间最短140μs

三、电气特性详解

1. 极限参数

参数	范围	单位
输入电压(VS)	-0.3至100	V
差分输入电压	-26至26	V
工作结温	-40至150	°C

2. 典型性能(VS=3.3V)

• ‌分流测量‌：
  • 分辨率：2.5μV(±81.92mV范围)
  • CMRR：120dB(典型值)
• ‌总线测量‌：
  • 分辨率：1.6mV
  • 输入阻抗：1MΩ
• ‌I2C接口‌：
  • 支持标准/快速/高速模式(最高2.94MHz)
  • 1.2V逻辑兼容

四、PCB布局指南

1. ‌关键走线原则‌：
   • 分流电阻采用开尔文连接
   • VS旁路电容距器件<3mm
   • 敏感信号远离功率路径
2. ‌热设计考虑‌：
   • θJA=146.8°C/W(SOT23-8封装)
   • 高功率应用需增加散热焊盘
3. ‌EMI优化‌：
   • 使用星型接地拓扑
   • I2C走线加22Ω串联电阻

五、行业应用方案

1. 智能音箱

• 实时监测功放电流
• 过流保护功能
• 典型配置：
  • RSHUNT=5mΩ
  • AVG=64
  • 报警阈值=8A

2. 电池管理系统

• 充放电电流监控
• 库仑计实现
• 特点：
  • 双向电流测量
  • 50μV偏移保障小电流精度

3. 服务器电源

• 多相电源负载均衡
• 支持并联使用(不同I2C地址)
• 优势：
  • 16位分辨率
  • 2.94MHz高速I2C

六、设计注意事项

1. ‌上电时序‌：

   • 校准寄存器(05h)必须配置
   • 建议初始化流程：
   1. 写配置寄存器(00h)
   2. 写校准寄存器(05h)
   3. 使能报警(06h)

2. ‌噪声优化‌：

   • 转换时间≥588μs(典型值)
   • 平均次数≥16次(噪声敏感应用)

3. ‌极限保护‌：

   • 输入瞬态抑制二极管(≥48V)
   • 建议10Ω串联电阻(抗dV/dt)