ZHCSQE3A July   2023  – December 2023 INA780A , INA780B

PRODMIX  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 时序要求 (I2C)
    7. 5.7 时序图
    8. 5.8 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 集成型分流电阻器
      2. 6.3.2 安全操作区域
      3. 6.3.3 多功能高压测量能力
      4. 6.3.4 内部测量和计算引擎
      5. 6.3.5 高精度 Δ-Σ ADC
        1. 6.3.5.1 低延迟数字滤波器
        2. 6.3.5.2 灵活的转换时间和平均值计算
      6. 6.3.6 集成精密振荡器
      7. 6.3.7 多警报监控和故障检测
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 关断模式
      2. 6.4.2 上电复位
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 I2C 串行接口
        1. 6.5.1.1 通过 I2C 串行接口写入和读取
        2. 6.5.1.2 高速 I2C 模式
        3. 6.5.1.3 SMBus 警报响应
  8. 7 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
      1. 7.1.1 器件测量范围和分辨率
      2. 7.1.2 ADC 输出数据速率和噪声性能
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 设计要求
      2. 7.2.2 详细设计过程
        1. 7.2.2.1 配置器件
        2. 7.2.2.2 设置所需的故障阈值
        3. 7.2.2.3 计算返回值
      3. 7.2.3 应用曲线
    3. 7.3 电源相关建议
    4. 7.4 布局
      1. 7.4.1 布局指南
      2. 7.4.2 布局示例
    5. 7.5 寄存器映射
      1. 7.5.1 INA780x 寄存器
  9. 8 器件和文档支持
    1. 8.1 接收文档更新通知
    2. 8.2 支持资源
    3. 8.3 商标
    4. 8.4 静电放电警告
    5. 8.5 术语表
  10. 9 修订历史记录
  11. 10机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

7.5.1 INA780x 寄存器

表 7-5 列出了 INA780x 寄存器。表 7-5 中未列出的所有寄存器位置都应视为保留的存储单元，并且不应修改寄存器内容。

表 7-5 INA780x 寄存器

地址

 首字母缩写 寄存器名称 寄存器大小（位） 章节
0h CONFIG 配置 16 转到
1h ADC_CONFIG ADC 配置 16 转到
5h VBUS 总线电压测量 16 转到
6h DIETEMP 温度测量 16 转到
7h CURRENT 电流结果 16 转到
8h POWER 功率结果 24 转到
9h ENERGY 电能结果 40 转到
Ah CHARGE 电荷结果 40 转到
Bh DIAG_ALRT 诊断标志和警报 16 转到
Ch COL 电流超限阈值 16 转到
Dh CUL 电流欠限阈值 16 转到
Eh BOVL 总线过压阈值 16 转到
Fh BUVL 总线欠压阈值 16 转到
10h TEMP_LIMIT 温度高于上限阈值 16 转到
11h PWR_LIMIT 功率高于上限阈值 16 转到
3Eh MANUFACTURER_ID 制造商 ID 16 转到

复杂的位访问类型经过编码可适应小型表单元。 表 7-6 显示了用于此部分中访问类型的代码。

表 7-6 INA780x 访问类型代码
访问类型 代码 说明
读取类型
R R 读取
写入类型
W W 写入
复位或默认值
-n 复位后的值或默认值

7.5.1.1 配置 (CONFIG) 寄存器（地址 = 0h）[复位 = 0h]

CONFIG 寄存器如表 7-7 所示。

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表 7-7 CONFIG 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15 RST R/W 0h 复位位。将该位设置为“1”会生成一个与上电复位相同的系统复位。
将所有寄存器复位为默认值。

0h = 正常运行

1h = 系统复位将寄存器设置为默认值


该位会自我清除。
14 RSTACC R/W 0h 将累积寄存器 ENERGY 和 CHARGE 的内容复位为 0

0h = 正常运行

1h = 将 ENERGY 和 CHARGE 寄存器清除为默认值
13-6 CONVDLY R/W 0h 以 2ms 的步长设置初始 ADC 转换的延迟。

0h = 0s

1h = 2ms

FFh = 510ms
5 RESERVED R 0h 保留。始终读为 0。
4 RESERVED R 1h 被保留。始终读为 1。
3-0 RESERVED R 0h 保留。始终读为 0。

7.5.1.2 ADC 配置 (ADC_CONFIG) 寄存器（地址 = 1h）[复位 = FB68h]

ADC_CONFIG 寄存器如表 7-8 所示。

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表 7-8 ADC_CONFIG 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15-12 MODE R/W Fh 用户可以针对总线电压、分流电压或温度测量，设置 MODE 位以启用连续模式或触发模式。

0h = 关断

1h = 触发总线电压，单冲

2h = 保留

3h = 保留

4h = 触发温度，单冲

5h = 触发温度和总线电压，单冲

6h = 触发温度和电流，单冲

7h = 触发温度、电流和总线电压，单冲

8h = 关断

9h = 仅连续总线电压

Ah = 保留

Bh = 保留

Ch = 仅连续温度

Dh = 连续总线电压和温度

Eh = 连续温度和电流

Fh = 连续温度、电流和总线电压
11-9 VBUSCT R/W 5h 设置总线电压测量的转换时间。

0h = 50µs

1h = 84µs

2h = 150µs

3h = 280µs

4h = 540µs

5h = 1052µs

6h = 2074µs

7h = 4120µs
8-6 VSENCT R/W 5h 设置分流电阻器电压的转换时间。与温度转换时间结合使用。电流测量的总转换时间是 VSENCT 和 TCT 选择的总和。

0h = 50µs

1h = 84µs

2h = 150µs

3h = 280µs

4h = 540µs

5h = 1052µs

6h = 2074µs

7h = 4120µs
5-3 TCT R/W 5h 设置温度测量的转换时间。与分流电压转换时间结合使用以测量电流。电流测量的总转换时间是 VSENCT 和 TCT 选择的总和。

0h = 50µs

1h = 84µs

2h = 150µs

3h = 280µs

4h = 540µs

5h = 1052µs

6h = 2074µs

7h = 4120µs
2-0 AVG R/W 0h 选择 ADC 样片平均计数。平均值计算设置适用于所有有效输入。
当 >0h 时，将在平均值计算完成后更新输出寄存器。

0h = 1

1h = 4

2h = 16

3h = 64

4h = 128

5h = 256

6h = 512

7h = 1024

7.5.1.3 总线电压测量 (VBUS) 寄存器（地址 = 5h）[复位 = 0h]

VBUS 寄存器如表 7-9 所示。

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表 7-9 VBUS 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15-0 VBUS R 0h 总线电压输出。二进制补码，但始终为正。
转换因子：3.125mV/LSB

7.5.1.4 温度测量 (DIETEMP) 寄存器（地址 = 6h）[复位 = 0h]

DIETEMP 寄存器如表 7-10 所示。

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表 7-10 DIETEMP 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15-4 DIETEMP R 0h 内部芯片温度测量。二进制补码值。
转换因子：125m°C/LSB
3-0 RESERVED R 0h 保留。始终读为 0。

7.5.1.5 电流结果 (CURRENT) 寄存器（地址 = 7h）[复位 = 0h]

CURRENT 寄存器如表 7-11 所示。

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表 7-11 CURRENT 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15-0 CURRENT 读 0h 计算得出的电流输出（单位为安培）。二进制补码值。
转换因子：2.4mA/LSB。

7.5.1.6 功率结果 (POWER) 寄存器（地址 = 8h）[复位 = 0h]

POWER 寄存器如表 7-12 所示。

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表 7-12 POWER 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
23-0 POWER R 0h 计算得出的功率输出。
输出值（以瓦特为单位）。
无符号表示。正值。
转换因子：480μW/LSB。

7.5.1.7 电能结果 (ENERGY) 寄存器（地址 = 9h）[复位 = 0h]

ENERGY 寄存器如表 7-13 所示。

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表 7-13 ENERGY 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
39-0 ENERGY R 0h 计算得出的电能输出。
输出值以焦耳为单位。无符号表示。正值。
转换因子：7.68mJ/LSB。

7.5.1.8 电荷结果 (CHARGE) 寄存器（地址 = Ah）[复位 = 0h]

CHARGE 寄存器如表 7-14 所示。

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表 7-14 CHARGE 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
39-0 CHARGE R 0h 计算得出的电荷输出。输出值以库仑为单位。二进制补码值。
转换因子：150μC/LSB。

7.5.1.9 诊断标志和警报 (DIAG_ALRT) 寄存器（地址 = Bh）[复位 = 0001h]

DIAG_ALRT 寄存器如表 7-15 所示。

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表 7-15 DIAG_ALRT 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15 ALATCH R/W 0h 当警报锁存使能位设置为透明模式时，如果故障已被清除，则 ALERT 引脚和标志位复位为空闲状态。
当警报锁存使能位设置为锁存模式时，ALERT 引脚和 ALERT 标志位在故障后保持有效，直到已读取 DIAG_ALRT 寄存器。

0h = 透明

1h = 锁存
14 CNVR R/W 0h 将该位设置为高电平可配置在置位转换就绪标志（位 1）时要置位的 ALERT 引脚，指示转换周期已完成。

0h = 禁用 ALERT 引脚上的转换就绪标志

1h = 启用 ALERT 引脚上的转换就绪标志
13 SLOWALERT R/W 0h 启用时，ALERT 功能置位为完成的平均值。
这样可以灵活地将 ALERT 延迟到平均值之后。

0h = 非平均 (ADC) 值上的 ALERT 比较

1h = 平均值上的 ALERT 比较
12 APOL R/W 0h 警报极性位设定 ALERT 引脚极性。

0h = 正常（低电平有效，开漏）

1h = 反相（高电平有效，开漏）
11 ENERGYOF R 0h 该位表示 ENERGY 寄存器的运行状况。
如果 40 位 ENERGY 寄存器已溢出，则该位设置为 1。

0h = 正常

1h = 溢出


通过置位配置寄存器中的 RSTACC 域来清零。
10 CHARGEOF R 0h 该位表示 CHARGE 寄存器的运行状况。
如果 40 位 CHARGE 寄存器已溢出，则该位设置为 1。

0h = 正常

1h = 溢出


通过置位配置寄存器中的 RSTACC 域来清零。
9 MATHOF R 0h 如果算术运算导致一个溢出错误的话，该位被置为 1。
它表示电流和功率值也许是无效的。

0h = 正常

1h = 溢出

必须通过触发另一个转换或通过使用 RSTACC 位清除累加器来手动清除。
8 保留 R 0h 保留。始终读为 0。
7 TMPOL R/W 0h 如果温度测量值超过温度高于上限寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 过热事件


当 ALATCH=1 时，通过读取该寄存器清除该位。
6 CURRENTOL R/W 0h 如果电流测量值超过电流超限寄存器中的阈值限值，则该位设置为 1。

0h = 正常

1h = 过流事件


当 ALATCH=1 时，通过读取该寄存器清除该位。
5 CURRENTUL R/W 0h 如果电流测量值低于电流欠限寄存器中的阈值限值，则该位设置为 1。

0h = 正常

1h = 欠流事件


当 ALATCH=1 时，通过读取该寄存器清除该位。
4 BUSOL R/W 0h 如果总线电压测量值超过总线电压高于上限寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 总线电压高于上限事件


当 ALATCH=1 时，通过读取该寄存器清除该位。
3 BUSUL R/W 0h 如果总线电压测量值低于总线电压低于下限寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 总线电压低于下限事件


当 ALATCH=1 时，通过读取该寄存器清除该位。
2 POL R/W 0h 如果功率测量值超过功率限制寄存器中的阈限值，则该位设置为“1”。

0h = 正常

1h = 功率高于上限事件


当 ALATCH=1 时，通过读取该寄存器清除该位。
1 CNVRF R/W 0h 如果转换完成，则该位设置为 1。

0h = 正常

1h = 转换完成


当 ALATCH=1 时，通过读取该寄存器或启动新的触发转换来清除该位。
0 MEMSTAT R/W 1h 如果在器件修整存储器空间中检测到校验和错误，则该位设置为 0。

0h = 存储器校验和错误

1h = 正常运行

7.5.1.10 电流超限阈值 (COL) 寄存器（地址 = Ch）[复位 = 7FFFh]

如果在此寄存器中输入负值，则电流测量值为 0A 将触发此警报。当对欠流和过流阈值使用负值时，请注意，过流阈值必须设置为这两个值中的较大值（即较小的负值）。COL 寄存器如表 7-16 所示。

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表 7-16 COL 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15-0 COL R/W 7FFFh 设置用于进行值比较的阈值，以便检测过流情况（过流保护）。二进制补码值。转换因子：2.4mA/LSB

7.5.1.11 电流欠限阈值 (CUL) 寄存器（地址 = Dh）[复位 = 8000h]

CUL 寄存器如表 7-17 所示。

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表 7-17 CUL 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15-0 CUL R/W 8000h 设置用于比较值的阈值，以检测欠流情况。二进制补码值。转换因子：2.4mA/LSB

7.5.1.12 总线过压阈值 (BOVL) 寄存器（地址 = Eh）[复位 = 7FFFh]

BOVL 寄存器如表 7-18 所示。

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表 7-18 BOVL 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15 保留 R 0h 保留。始终读为 0。
14-0 BOVL R/W 7FFFh 设置用于比较值的阈值，以检测总线过压（过压保护）。无符号表示，仅限正值。转换因子：3.125mV/LSB。

7.5.1.13 总线欠压阈值 (BUVL) 寄存器（地址 = Fh）[复位 = 0h]

BUVL 寄存器如表 7-19 所示。

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表 7-19 BUVL 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15 保留 R 0h 保留。始终读为 0。
14-0 BUVL R/W 0h 设置用于比较值的阈值，以检测总线欠压（欠压保护）。无符号表示，仅限正值。转换因子：3.125mV/LSB。

7.5.1.14 温度高于上限阈值 (TEMP_LIMIT) 寄存器（地址 = 10h）[复位 = 7FFFh]

TEMP_LIMIT 寄存器如表 7-20 所示。

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表 7-20 TEMP_LIMIT 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15-4 TOL R/W 7FFh 设置用于比较值的阈值，以检测过热测量值。二进制补码值。
在此字段中输入的值直接与 DIETEMP 寄存器中的值进行比较，以确定是否存在过热情况。转换因子：125m°C/LSB。
3-0 保留 R 0 保留，始终读为 0。

7.5.1.15 功率高于上限阈值 (PWR_LIMIT) 寄存器（地址 = 11h）[复位 = FFFFh]

PWR_LIMIT 寄存器如表 7-21 所示。

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表 7-21 PWR_LIMIT 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15-0 POL R/W FFFFh 设置用于比较值的阈值，以检测功率高于上限测量值。无符号表示，仅限正值。
在此字段中输入的值直接与 POWER 寄存器中的值进行比较，以确定是否存在过功率情况。转换因子：256 × 功率 LSB 或 122.88mW/LSB

7.5.1.16 制造商 ID (MANUFACTURER_ID) 寄存器（地址 = 3Eh）[复位 = 5449h]

MANUFACTURER_ID 寄存器如表 7-22 所示。

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表 7-22 MANUFACTURER_ID 寄存器字段说明
位 字段 类型 复位 说明
15-0 MANFID R 5449h 以 ASCII 格式读回 TI。
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