‌德州仪器EZShunt™数字功率监测器评估模块技术解析

Texas Instruments INA74xEVM/INA78xEVM评估模块 (EVM) 是一款紧凑型平台，用于在指定的输入电流、共模电压和温度范围内评估采用EZShunt™ 技术的INA780、INA781、INA740、INA741、INA745和INA746高精度数字功率监控器的主要功能和性能。性能评估所需的仪器设备极少，设备还配备了内部分流器，可迅速缩短原型设计时间。需要一个有能力的输入源来驱动所需的输入电流和共模电压。

数据手册：*附件：Texas Instruments INA74xEVM，INA78xEVM 评估模块（EVM）数据手册.pdf

特性

• 图形用户界面支持读写设备寄存器以及查看和保存数据结果
• EZShunt™技术提供同类最佳尺寸，测量范围可达25A
• USB供电
• 评估模块可从传感器控制板上拆下，用于定制用例
• 通过TI-SCB使用普通micro-USB接口供电，非常方便

示意图

德州仪器EZShunt™数字功率监测器评估模块技术解析‌

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‌一、产品概述‌

德州仪器（TI）推出的‌INA74xEVM/INA78xEVM评估模块‌（EVM）是专用于评测‌EZShunt™数字电流与功率监测器‌性能的开发平台，支持型号包括：

• ‌INA740/741/745/746‌（16/20位ADC，支持25A连续电流）
• ‌INA780/781‌（16/20位ADC，支持50A连续电流）

该系列器件集成高精度ADC、内部电流检测元件及I²C接口，可实时监测‌电流、总线电压、功率、温度、能量及电荷累积‌，并具备诊断报警功能（ALERT引脚），适用于工业电源管理、电池监测等高精度测量场景。

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‌二、核心特性与优势‌

1. ‌高集成度设计‌
   • 内置‌1mΩ至560mΩ‌的精密分流电阻，省去外部采样元件布局难题。
   • 支持‌**-0.1V至+85V**‌宽共模电压范围，独立于供电电压（2.7V-5.5V）。
2. ‌多参数实时监测‌
   通过16/20位Δ-Σ ADC实现以下测量：
   • 电流精度：±0.5%（典型值）
   • 功率/能量计算：自动累加并存储结果
   • 温度监测：内置Die温度传感器
3. ‌灵活的开发支持‌
   • ‌ 图形化界面（GUI） ‌：通过Sensor Control Board（SCB）连接PC，实时配置寄存器、捕获数据。
   • ‌多模块扩展‌：单个SCB可同时控制4个EVM，支持地址切换（A0/A1引脚）。

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‌三、硬件设计要点‌

1. ‌评估模块架构‌

• ‌EVM主板‌：包含目标器件（如INA740A）、高电流端子（MP1/MP2）、测试点及I²C接口。
• ‌SCB控制器‌：通过USB连接PC，桥接GUI与EVM（需单独购买）。

2. ‌关键电路设计‌

• ‌电流路径优化‌：IS+/IS-端子采用厚铜层布局（8mil间距），支持25A/50A连续电流。
• ‌热管理‌：VBUS引脚与IS+网络直连，降低Kelvin连接的热阻影响。
• ‌数字隔离‌：ALERT总线可通过跳线（J4/H5）断开，避免信号干扰。

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‌四、软件操作指南‌

1. ‌快速启动步骤‌
   • 安装SCB驱动（PAMB兼容）及GUI（支持Chrome/Firefox/Safari）。
   • 连接EVM与SCB，通过USB供电后访问在线GUI（链接）。
2. ‌核心功能演示‌
   • ‌寄存器配置‌：动态修改ADC采样率、滤波参数及报警阈值。
   • ‌数据采集‌：支持多设备同步读取电流、电压等参数，数据可导出为CSV。
   • ‌离线模式‌：下载本地版GUI，脱离浏览器运行。

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‌五、应用场景与选型建议‌

1. ‌典型应用‌
   • 服务器电源冗余监测
   • 电动车电池管理系统（BMS）
   • 光伏逆变器功率分析
2. ‌型号对比‌| 型号 | ADC分辨率 | 最大电流 | 内阻 | 适用场景 |
   | ----------------------- | ----------- | ---------- | -------- | ---------------- |
   | ‌INA740A‌ | 16-bit | 25A | 1mΩ | 高压工业设备 |
   | ‌INA781‌ | 20-bit | 50A | 560mΩ | 高精度能量计量 |

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‌六、设计注意事项‌

• ‌安全警告‌：
  • 高压端子（IS+/IS-）需使用绝缘工具操作，避免触电风险。
  • 持续大电流可能导致EVM发热，建议配合散热器使用。
• ‌布局建议‌：
  EVM布局未针对EMC优化，实际产品需参考TI提供的PCB层叠设计（4层板，2oz铜厚）。

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通过INA74xEVM/INA78xEVM，工程师可快速验证EZShunt™系列器件的性能，缩短高精度电流监测系统的开发周期。其GUI交互设计和高扩展性为复杂电源系统提供了便捷的评测方案。