具有警報(bào)功能、36V、16-Bit、兼容I2C和SMBus接口的電流、電壓、功率監(jiān)測(cè)芯片SGM832

關(guān)鍵詞：功率監(jiān)測(cè)；I2C 和 SMBus兼容；報(bào)警功能

圣邦微電子推出監(jiān)測(cè)芯片 SGM832，可以用于供電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)中的電壓、電流和功率監(jiān)測(cè)。芯片兼容 I2C 和 SMBus 接口，可同時(shí)監(jiān)測(cè)差分電壓和總線電源電壓。芯片集成了靈活的寄存器配置，可根據(jù)需求編輯工作模式和轉(zhuǎn)換時(shí)間、次數(shù)并設(shè)置警報(bào)功能和閾值，最終輸出電流（A）、電壓（V）和功率（W）信號(hào)。芯片采用符合環(huán)保理念的 MSOP-10 和 TDFN-3×3-10L 綠色封裝，工作溫度范圍在 -40℃ 至 +125℃。

圖 1 SGM832 典型應(yīng)用電路

SGM832 典型特性

SG Micro Corp

支持 2.7V 至 5.5V 獨(dú)立電源供電；

單端總線監(jiān)測(cè)電壓 0V 至 36V，固定 1.25mV LSB；

雙向差分采樣電壓 -81.92mV 至 +81.9175mV，固定 2.5μV LSB；

8 個(gè)可調(diào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間，總線電壓和差分電壓?jiǎn)为?dú)控制；

8 個(gè)可調(diào)的轉(zhuǎn)換次數(shù)；

16 個(gè)可編輯地址位；

連續(xù)、觸發(fā)和省電三種工作模式可調(diào)，支持電源總線電壓和差分電壓?jiǎn)为?dú)監(jiān)測(cè)；

電源總線電壓和差分電壓的過/欠壓及過功率警告功能。

SGM832 核心特點(diǎn)

SG Micro Corp

1.?SGM832 內(nèi)部集成的 05h 校準(zhǔn)寄存器，通過采樣電阻阻值和需要監(jiān)測(cè)的最大電流計(jì)算得來。芯片根據(jù) 05h 寄存器的值，將差分電壓通過內(nèi)部邏輯計(jì)算得到實(shí)際電流值并最終得到功率值。連續(xù)模式下，總線電壓和差分電壓通過內(nèi)部交錯(cuò)的方式分別監(jiān)測(cè)，內(nèi)部邏輯計(jì)算不占用轉(zhuǎn)換時(shí)間。

圖 2 SGM832 功能框圖

2. SGM832 具有高精度 VREF 電壓并集成了溫度補(bǔ)償電路，有效提高溫漂特性。

圖 3 差分輸入偏置電壓 vs. 溫度

圖 4 總線輸入偏置電壓 vs. 溫度

3. SGM832 采用多點(diǎn) trim 方案，減少增益誤差，有效提高測(cè)試精度。

圖 5 差分輸入增益誤差 vs. 溫度

圖 6 總線輸入增益誤差 vs. 溫度

SGM832 應(yīng)用案例

SG Micro Corp

隨著 5G 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模化覆蓋和 AI 發(fā)展的新趨勢(shì)，服務(wù)器、大型交換機(jī)等通訊和存儲(chǔ)設(shè)備用量激增，配套設(shè)備的能耗與運(yùn)維成本也迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)。通過供電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，建立用電模型，進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)，最終通過分析報(bào)告進(jìn)行用電優(yōu)化成為了主流方案。

以服務(wù)器平臺(tái)為例，系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)板卡、風(fēng)扇、硬盤、網(wǎng)卡、CPU 等模塊的功耗，并根據(jù)設(shè)置警報(bào)閾值上報(bào)工況至處理器。將 2mΩ 采樣電阻串在單個(gè)模塊的 12V 電壓軌上，VBUS 采集 VIN-，即模塊工作電壓。最大工作電流值 10A，計(jì)算得到校準(zhǔn)寄存器的值輸入至芯片 05h 寄存器，配置好工作模式即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出電壓、電流和功率值。

圖 7 高邊采樣電路

通過 06h 寄存器設(shè)置差分電壓過壓警告功能并在 07h 寄存器配置閾值大小，設(shè)置不同轉(zhuǎn)換時(shí)間得到如下警告響應(yīng)圖，設(shè)置的轉(zhuǎn)換時(shí)間越快，響應(yīng)也越快，精度也相應(yīng)降低。

圖 8 tCT = 150μs 警報(bào)響應(yīng)

圖 9 tCT = 1.036ms 警報(bào)響應(yīng)