ZHCU685C July   2019  – March 2021

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  7. 2系统概览
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 主要米6体育平台手机版_好二三四
      1. 2.3.1 TPS63900:具有 75nA 超低静态电流和 400mA 输出电流、输入电压为 1.8V-5.5V 的降压/升压转换器
      2. 2.3.2 TPS610995:具有 400nA 超低静态电流和 1A 峰值电流、输入电压为 0.7V 的同步升压转换器
      3. 2.3.3 TPS62840:具有超低静态电流消耗的 750mA 同步降压转换器
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 电池电量计 BQ35100
      2. 2.4.2 系统内电流监测
        1. 2.4.2.1 两个电流范围的电阻器值计算
        2. 2.4.2.2 LPV521 增益计算
        3. 2.4.2.3 使用 TINA-TI 进行电流范围仿真
        4. 2.4.2.4 TIDA-01546 固件中的主要 ADS7142 寄存器设置
          1. 2.4.2.4.1 ADS7142 采样率
      3. 2.4.3 u-blox 的 NB-IoT 模块
      4. 2.4.4 Quectel 的 NB-IoT 模块
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 所需硬件
      1. 3.1.1 测试 TIDA-010053
      2. 3.1.2 TPS62840 子系统
      3. 3.1.3 TPS610995 子系统
      4. 3.1.4 软件
    2. 3.2 测试和结果
      1. 3.2.1 测试设置
      2. 3.2.2 测试结果
        1. 3.2.2.1 使用 TPS62840 降压转换器的测试结果
        2. 3.2.2.2 使用 TPS610995 升压转换器的测试结果
        3. 3.2.2.3 使用 TPS63900 降压/升压转换器 NB 的测试结果
        4. 3.2.2.4 总结
  9. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
    3. 4.3 PCB 布局建议
      1. 4.3.1 布局图
    4. 4.4 Altium 工程
    5. 4.5 光绘文件
    6. 4.6 装配图
  10. 5软件文件
  11. 6相关文档
    1. 6.1 商标
  12. 7术语
  13. 8关于作者
  14. 9修订历史记录

两个电流范围的电阻器值计算

下面介绍了设计人员如何仅通过两个步骤就可以定制两个电流范围以支持许多其他由电池供电的物联网应用:

  • 更改(如有必要)TIDA-01546 系统监控子系统原理图中 R32 和 R33 的值(请参阅图 2-5
  • 对 ADS7142 器件的高阈值和低阈值寄存器进行软件修改

默认电阻器值 R32 = 6.8kΩ 和 R33 = 0.1Ω 定义了范围 0µA–10µA 和 0mA–476mA,并在每个范围中实现了足够高的精度和分辨率。根据应用的负载分布选择电阻器。请注意,在许多情况下,负载分布有两个以上的电流范围,因此设计人员需要对这种选择进行一些简化。

通过将两个范围分开,可以准确测量低至 300nA 的超低电流(请参阅电池供电型智能流量计的电池和系统运行状况监控参考设计指南)以及比该值高六个数量级的高达 476mA 的电流。

仅当系统在可能的负载分布转换后达到稳定并在 0–10µA 范围内运行时,使用 R32 = 6800Ω,这通常是许多智能流量计大部分运行时间的情况。

使用 ADS7142 器件进行系统监控的原理为:不断将应用消耗的电流与高阈值和低阈值进行比较,并在超过其中一个阈值时通过 ALERT 引脚向 TM4C 主机 MCU 发出警报。

GUID-C054E9E7-7F9E-43F1-9F30-AAC56D9A4EFB-low.gif图 2-5 TIDA-01546 中用于系统运行状况监控子系统的双分流器

当电流上升到所编程的高阈值水平以上时,将触发 ALERT 高阈值事件并且 TM4C MCU 中断。仅当系统已经在低电流范围内运行时,主机才会开启 CSD13383F4 FemtoFET™ 器件,从而使电流能够流过 R33。因此,根据现有数据表值,现在的总电阻为 R32 || (R33 + CSD RDS(on)),其中假定 RDS(on)45mΩ(电压为 3.3V)

Equation1. GUID-9486E8C6-9027-428D-9357-A9B074C78E0A-low.gif

如果 PRE_ALT_MAX_EVENT_COUNT 设置为 0,则在下一次数据转换时重新触发高阈值 ALERT,但如果器件已处于高电流范围内,则主机 MCU 的 TIDA-01546 固件将忽略该警报。

反之亦然,当电流回落到低电流范围时,ALERT 引脚由低阈值设置,MCU 读出设置警报的阈值并关闭 FemtoFET 器件,从而使系统回到初始状态。