Power Profiler

[pvvx]

Ключ вкл/выкл питания (3..5V).




Картинки из https://mysku.club/blog/aliexpress/103360.html

Измерение в Chrome эксплорере c INA228:
Холостой ток при 3.29V (ключ выключен, выход нагружен резистором 10 Ом) 5..10 нA:

Для более точного измерения в нано-амперах нужны золотые контакторы и прочие соединения, не создающие гальвано-эффектов... и следить за влажностью...
То есть в режиме "Выкл" потребления нет.

Холостой ток при 3.28V (ключ включен, выход не нагружен) 672 мкА:

Различие у нескольких модулей в режиме "Вкл" не более +- несколько мкА (разброс установленных резисторов в 5.1 кОм).

Если заменить сопротивление на 5.1кОм - наверно будет меньший потребляемый самим модулем ток.

 

[pvvx]

Примеры для PP WEB-USB скинуты в https://github.com/pvvx/SimplePowerProfiler/tree/main/source/ch583/WEB_USB
Для INA226/231 с шунтом 0.1 Ом, INA228 с шунтом 10 Ом, INA3221 с шунтами 0.1 Ом на два канала (для измерения КПД DC-DC и т.д.).
С моими коррекциями под мои конкретные модели - для изменения менять в pp.js...
Но производительности dygraph не хватает на окно в более 20..30 сек с 10 точек на график в сек, если отриcовываются пиковые значения...
Требуется оптимизация - выкорчёвывание всего лишнего из dygraph, но пока это делать лениво...

 

[nikolz]

Примеры для PP WEB-USB скинуты в https://github.com/pvvx/SimplePowerProfiler/tree/main/source/ch583/WEB_USB
Для INA226/231 с шунтом 0.1 Ом, INA228 с шунтом 10 Ом, INA3221 с шунтами 0.1 Ом на два канала (для измерения КПД DC-DC и т.д.).
С моими коррекциями под мои конкретные модели - для изменения менять в pp.js...
Но производительности dygraph не хватает на окно в более 20..30 сек с 10 точек на график в сек, если отриcовываются пиковые значения...
Требуется оптимизация - выкорчёвывание всего лишнего из dygraph, но пока это делать лениво...

В документации на модуль написано, что ток 300nA.
В доке на чип написано максимум 5 uA.
Как Вы получили 10 nA?

 

[pvvx]

В документации на модуль написано, что ток 300nA.
В доке на чип написано максимум 5 uA.
Как Вы получили 10 nA?

5 uA при включенном без учета нагрузки до 40 мА (в данном случае R 5.1кОм).
В отключенном состоянии тока вообще нет. Измеряйте чем угодно - просто статическое потребление CMOS.
И измеренные 5..10 нА это не от чипа, а от SMD емкостей, печатной платы, утечка транзистора...

 

[pvvx]

В документации на модуль написано, что ток 300nA.

В какой документации?
В PDF описан только ток микросхемы в режиме вкл и без нагрузки.

Переключаете тестер на измерение мВ. Включаете тестер в разрыв питания и наблюдаете напряжение на шунте внутреннего сопротивления тестера.
Типично это сопротивление равно 5.00 Мом +-0.1% – измерьте другим тестером.
С данным модулем любой тестер с 5 знаками показывает плавающее напряжение в области пары мВ – стабильность вашего источника напряжения.
После успокоения источника и заряда всех емкостей в течении нескольких минут показания уменьшаются менее 2 мВ и ползут далее… Т.е. выходит ток порядка 0.002В/5000000Ом = 0.0000000004 A
Это, если измерять тестером и от источника с не очень хорошей стабильностью напряжения (с болтанкой +- до пары мВ).
(Батарейки имеют худшую стабильность - большая зависимость от температуры, а вы к ней руками, подключаетесь...)

 

[pvvx]

Цепь измерения представляет из себя резистор и конденсатор подключенные к источнику напряжения. И вся нестабильность источника будет на этом резисторе.
По этой причине требуется усреднение каждого значения и как можно с большей дискретностью... И золотые клеммы, т.к. измеряемые напряжения уже ниже гальванических контактов тестера и прочего..

 

[pvvx]

Данный чип – это триггер из 2-х транзисторов нагруженный на выходной ключ. Сколько жрут два CMOS транзистора в статическом состоянии?
---
И существуют и другие уловки, как измерять пико-амперы… Попробуйте догадаться сами, как это сделать без всяких спец. приблуд…

 

[pvvx]

Да, там ошибся – сопротивление тестера обычно 10 МOм. Но это для данного модуля ничего не меняет

 

[pvvx]

В отличии от измерения тестером, для INA228 плавание напряжения источника не особо влияет на измерения полученные путем многократного усреднения.
Тот-же модуль ключа при запитывании от генератора синусом с в диапазоне 3..5В (20mHz):

Усреднение показаний за 100 секунд...

 

[nikolz]

В отличии от измерения тестером, для INA228 плавание напряжения источника не особо влияет на измерения полученные путем многократного усреднения.
Тот-же модуль ключа при запитывании от генератора синусом с в диапазоне 3..5В (20mHz):
Посмотреть вложение 14718
Усреднение показаний за 100 секунд...

А можете доказать, что 8.5nA это действительно 8.5 nA , которые измерены c погрешностью половины младшего разряда, т е. погрешность измерения не более 0.05 nA?

 

[nikolz]

В какой документации?

В документации на модуль (не на чип)

 

[pvvx]

А можете доказать, что 8.5nA это действительно 8.5 nA , которые измерены c погрешностью половины младшего разряда, т е. погрешность измерения не более 0.05 nA?

Погрешность данного измерителя, т.е. примененного шунта в 10 Ом с INA228, ограничивается +-10нА, и то с учетом действия шума на входе и последующего усреднения множества замеров.
Реальный диапазон у INA228 с 10 Ом -младший разряд 31.25нА, а предел +-16.38mA. Тесты показывают, что уровень в 5 нA +- 1нА измеряется достаточно точно за счет выбора нужного периода измерения в INA228 и усреднения замеров более 5 секунд программно, а не аппаратными возможностями INA228. Далее смотрите шумы ваших источников и прочие козявки в виде соединений...
Мне этого диапазона достаточно для замеров всех устройств с BLE. По тому и выбран такой шунт.
Для жручих устройств, таких как все ESP, даже десятки мкА не интересны.

 

[pvvx]

В документации на модуль (не на чип)
Посмотреть вложение 14719

И кто измерял?
А я нарисую так:

Так правильнее.
А если его нагреть за +100С то можно получить и больше 200nA.
Но у вас нет даже тестера и верьте надписям на заборе

 

[pvvx]

А можете доказать, что 8.5nA это действительно 8.5 nA , которые измерены c погрешностью половины младшего разряда, т е. погрешность измерения не более 0.05 nA?

И где вы увидели, что я написал "8.5 nA"? Мной было указано - 5..10 нА при 3.29В.
Для получения погрешности "0.05 nA" требуется сменить шунт, применить специальную пайку, термостабилизировать всё, поставить золотые разъемы и щупы, откалибровать с таблицей отклонений...

 

[pvvx]

А дальше возникнут главные вопросы – где вы возьмете источник напряжения и с такой стабильностью и шумами менее 5нВ в диапазоне 0..85В?

Измерители нВ имеют фильтр, обычно 0.1..10Гц, и выдают измерения пару раз в секунду. Это при стоимости в десятки тысяч $. У них только разъем для подключения стоит сотни тысяч $. И дают всего 8 знаков… И никаких пВ.

 

[pvvx]

Я металловедением не занимаюсь и мне не интересны изменения тока между дорожками на плохо отмытой от флюса и химии травления печатной плате при разной влажности и температуре.
А кому это интересно могут взять специальный прибор на прокат задорого…

По этому вполне устраивают измерения с точностью до +-5нА в диапазоне +-500 нA в реальных условиях (40..80% влажности и соответствующие температуры). И прочие измерения SOC/MCU до 25 мА с точностью в 10%.

Для более жручих схем, типа ESPxxx, никаких измерений в области мкА не требуются – там любая деталь будет жрать десятки мА и думать не о чем – там повсеместно громоздкие детали и громадные БП с КПД менее 60% и шумы в Вольты...

 

[pvvx]

В документации на модуль (не на чип)

А резистор в 5.1кОм включаемый в питание вы видите? Или он там больше 25 кОм?
Тестер говорит ~5.08 кОм при одной полярности прямо в плате... и близко к 5.0 кОм при другой.
А дальше вам надо изучить закон Ома...