Перейти к содержанию

Как измерить INA3221 ток больше 1,6 А?

Обновлено Редакция GAW

INA3221 измеряет не ток, а напряжение на шунте: диапазон входа — от −163,84 до +163,8 мВ с шагом 40 мкВ (TI SBOS576C, разд. 6.5). Ток считает программа, деля напряжение на сопротивление. На популярных модулях стоят резисторы 0,1 Ом (маркировка R100), и шкала получается ±1,64 А.

Расчёт шунта

Сопротивление выбирают так, чтобы на наибольшем токе падение не превышало 163,84 мВ:

Rш≤163,84 мВImaxR_\text{ш} \le \frac{163{,}84\ \text{мВ}}{I_\text{max}}

Наш расчёт для стандартных номиналов:

Ток доШунтШкалаШаг токаСмещение ±80 мкВМощность на шунте
1,6 А0,1 Ом1,64 А0,4 мА±0,8 мА0,26 Вт
3 А50 мОм3,28 А0,8 мА±1,6 мА0,45 Вт
5 А30 мОм5,46 А1,33 мА±2,7 мА0,75 Вт
10 А15 мОм10,9 А2,7 мА±5,3 мА1,5 Вт

Ошибка усиления — до 0,25 % — от шунта не зависит, но к ней добавляется допуск самого резистора. Пересчитать шунт под свои ток и мощность можно в калькуляторе токового шунта.

Как заменить шунт на модуле

Резистор шунта на модуле выпаивают и ставят новый, либо внешний шунт подключают проводами к входам IN+ и IN− канала, а штатный удаляют — иначе два резистора окажутся параллельно. Провода к входам ведут прямо от выводов шунта, отдельно от силовых: падение на силовом проводнике на 5 А сопоставимо с самим сигналом (наш вывод). Шунт ставят в плюс питания: напряжение шины INA3221 измеряет на выводе IN−.

Если нужен единственный канал с переключаемой шкалой, удобнее INA219 или INA226; сравнение способов измерения тока — в статье «Измерение тока».

Похожие вопросы

Можно ли просто изменить коэффициент в программе, не меняя шунт?

Нет. Предел задаёт напряжение на входе: при 0,1 Ом падение 163,84 мВ получается уже при 1,64 А, и дальше регистр упирается в максимум. Программа лишь пересчитывает напряжение в ток по сопротивлению шунта, поэтому после замены резистора в ней меняют только это число.

Какой мощности нужен шунт на 5 А?

Мощность — I²R. Наш расчёт для 30 мОм и 5 А: 25 · 0,03 = 0,75 Вт, поэтому берут резистор с запасом, на 1–2 Вт, и с малым температурным коэффициентом. Маленький резистор 0805 с модуля такой нагрузки не выдержит.

Почему при малых токах показания с новым шунтом скачут?

Смещение входа до ±80 мкВ в пересчёте на ток растёт, когда шунт уменьшается: при 0,1 Ом это ±0,8 мА, при 15 мОм — уже ±5,3 мА (наш расчёт). Ноль удобно измерить без нагрузки и вычитать программно; если важны и малые, и большие токи, нужен шунт под каждый диапазон.

Источники

  1. Texas Instruments. INA3221 26V, Triple Channel, 13-Bit, I2C Output Current and Voltage Monitor With Alerts (SBOS576C, revised September 2026) — разд. 6.5: диапазон напряжения шунта ±163,84 мВ, шаг 40 мкВ, смещение ±40 мкВ тип. и ±80 мкВ макс., ошибка усиления 0,1 % тип. и 0,25 % макс.; разд. 7.3 — ток и мощность INA3221 не считает, их вычисляет программа
  2. Texas Instruments. INA219 Zerø-Drift, Bidirectional Current/Power Monitor With I2C Interface (SBOS448G, revised December 2015) — для сравнения: у INA219 шкала шунта переключается усилителем PGA до ±320 мВ, у INA3221 шкала одна

Нашли ошибку?

Смотрите также