Durchschnittliche Leistungsüberwachung: Maxims neuer Vierkanal-Stromakkumulator

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Anonim

Durchschnittliche Leistungsüberwachung: Maxims neuer Vierkanal-Stromakkumulator


Maxim Integrated hat kürzlich einen SMBus-Vierkanal-IC zur Überwachung der durchschnittlichen Leistung vorgestellt.

Mit dem MAX34417 können Sie den zeitgemittelten Stromverbrauch von vier separaten Geräten überwachen. Die Implementierung scheint ziemlich einfach zu sein, insbesondere, wenn man berücksichtigt, dass akkumulierte Energieverbrauchsdaten in digitalem Format über eine I2C / SMBus-Schnittstelle geliefert werden. Im Datenblatt hat Maxim neun Seiten (Seiten 9-17) für den SMBus-Betrieb, die Slave-Adressierung (wir sprechen noch ein bisschen mehr darüber) und die Befehlscodes bereitgestellt.

Die allgemeine Idee ist, dass der MAX34417 sowohl den Strom misst, der in einen Stromkreis fließt (mittels eines Vorwiderstandes) als auch die Spannung über dem Stromkreis. Es tastet diese zwei Werte periodisch ab und multipliziert sie dann, um eine momentane Leistungsmessung zu erzeugen. Diese momentanen Leistungsmessungen werden zu einem Akkumulatorwert addiert; mit anderen Worten, sie sind im Laufe der Zeit integriert.

Das Gerät verfolgt auch die Anzahl der Messungen, die akkumuliert wurden. Der Benutzer liest diese zwei Werte (entsprechend dem gewünschten Mittelungsintervall) und führt dann ein wenig Mathematik durch, um die durchschnittliche Leistung zu bestimmen.

MAX34417 Blockdiagramm, aus dem Datenblatt (PDF).

Es ist ein einfaches Schema, aber Sie müssen bedenken, dass das Akkumulationsregister nicht für immer akkumulieren kann. Es ist 56 Bit breit, was bedeutet, dass es eine sehr große Zahl halten kann, aber die Leistungsmessungen sind 30 Bit breit und sie sind 1024 Mal pro Sekunde akkumuliert, so dass Sie den akkumulierten Wert nicht einmal pro Woche tun können oder sogar einmal pro Tag (das Datenblatt zeigt an, dass das 56-Bit-Register etwa viereinhalb Stunden Daten speichern kann).

Angeboten im eher kleinen Paket

Angesichts der Leistungsüberwachungsfähigkeiten dieses Geräts habe ich anfangs erwartet, dass dieser IC in einem großen oder zumindest größeren Paket kommt. Aber es stellt sich heraus, dass dieser Vierkanal-Leistungsmonitor in einem 2 × 2 mm WLP mit 16 Bumps mit einer Teilung von 0, 4 mm erhältlich ist (siehe Bild unten). Wenn Sie also planen, dieses Teil in die Hand zu geben, sollten Sie eine sehr ruhige Hand oder einen sehr fähigen Elektroniker (oder Hirnchirurgen) zur Hand haben.

Dieser IC ist nur in einem kleinen Wafer-Level-Paket mit 16 Bumps verfügbar. Bild aus dem Datenblatt (PDF).

Einstellen der SMBus-Slave-Adresse des ICs

Dieser IC enthält nur einen einzigen Slave-Adresseinstellstift (ADDR), und daher ist es überraschend festzustellen, dass insgesamt acht Slave-Adressen verfügbar sind … unter Verwendung dieses einen Pins! Der Chip ist in der Lage, acht Adressen zu unterstützen, da der ADDR- Pin bestimmte Adressenspannungswerte - sogenannte Slicing-Spannungen - erfassen kann, die mit ± 1% Toleranzwiderständen erzeugt werden.

Während ich das hier verwendete Konzept verstehe, habe ich diesen Ansatz noch nie zuvor gesehen, und der Spannungsbereich, der mit jeder Adresse verbunden ist, scheint etwas eng zu sein. Folglich frage ich mich, wie zuverlässig dieses Adressauswahlschema ist.

Haben Sie diese Technik in anderen ICs verwendet und haben Sie Erfahrung damit, insbesondere in Bezug auf die Zuverlässigkeit "text-align: center;">

Diese Tabelle aus dem Datenblatt erklärt, wie der einzelne ADDR-Pin mehrere Spannungsbereiche zur Bestimmung der Slave-Adresse des IC verwendet.

Spannungssequenzierung nicht erforderlich

Sie haben vielleicht im obigen Blockdiagramm bemerkt, dass dieser IC drei Eingangsspannungstypen verwendet: die Spannungen INxP und INxN, die Spannung V IO und die Spannung V DD (oder V CC ).

Glücklicherweise ist eine komplizierte Spannungssequenzierung nicht erforderlich, und Sie können sicher Spannung an einen der Eingänge anlegen, ohne Spannung an die anderen beiden Eingänge anzulegen. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Pin-Beschreibungstabelle auf Seite 8 des Datenblattes.

Berechnungsbeispiel für die durchschnittliche Leistung

Im Abschnitt " Anwendungsinformationen " des Datenblattes (Seite 18) beschreibt Maxim einen ziemlich einfachen dreistufigen Prozess zur Berechnung der durchschnittlichen Leistung basierend auf dem akkumulierten Leistungswert der IC, der Akkumulationszahl und dem "Korrekturfaktor" entsprechend dem Wert der Strommesswiderstand (siehe die beiden folgenden Abbildungen).

Es versteht sich von selbst, aber dennoch … sollten die Werte für den Strommesswiderstand in der Tabelle in Milliohm ("mΩ") und nicht in Megaohm ("MΩ") angegeben werden.

Die Berechnung der durchschnittlichen Leistung scheint ziemlich einfach zu sein. Aus dem Datenblatt (PDF).

Diese Korrekturfaktortabelle wird bei der Berechnung der durchschnittlichen Leistung verwendet. Beachten Sie, dass die Einheit für den Strommesswiderstandswert "mΩ" (Milliohm) sein sollte. Aus dem Datenblatt (PDF).

Ein Evaluierungskit ist verfügbar

Wenn Sie daran interessiert sind, einige durchschnittliche Messungen der Leistungsakkumulation vorzunehmen, ohne eine neue Leiterplatte zu entwerfen, steht Ihnen das Evaluierungskit MAX34417 zur Verfügung. Zusätzlich zur Hardware (siehe Abbildung unten) enthält dieses Kit eine grafische Benutzeroberfläche (GUI), mit der Sie den MAX34417 auswerten und Ihre Entwicklungsarbeit optimieren können.

Das Evaluierungs- und Entwicklungsboard MAX34417. Bild aus dem Benutzerhandbuch des Evaluierungskits (PDF).

Hatten Sie die Möglichkeit, diesen neuen Vierkanal-Stromverbrauchsmonitor oder das Evaluierungskit zu verwenden? Dann hinterlassen Sie einen Kommentar und erzählen Sie uns von Ihren Erfahrungen.