任务介绍

本项目旨在设计并实现一款智能电池管理接口模块，能够完成24V以内的电压检测， 3A以内的电流监测并计算功率，提供过压/过流告警。该模块拥有稳定可靠的数据输出接口I2C与MCU连接，同时提供焊盘跳线用于控制模块功能与地址选择。

模块介绍

本模块核心为INA226AQDGSRQ1（DigiKey网址：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/texas-instruments/INA226AQDGSRQ1/5404241?s=N4IgTCBcDaIJIDkCCYwDYkEUAiBxAygEqYCMIAugL5A ）。该器件是一款高精度电流/电压/功率监测芯片，能够实时测量母线电压、分流电压并计算电流和功率，通过16位ΔΣ ADC实现高分辨率采样，并提供可编程报警功能以实现过流、过压或功率超限检测。通信接口兼容I²C和SMbus协议，可与主控MCU实现高速数据交互。本模块仅使用了I2C协议。

为满足INA226对供电及信号完整性的要求，模块采用外部3.3V供电，并在输入端配置去耦电容及ESD保护器件SMBJ3.3A TVS，提升稳定性和抗静电能力。I²C总线引脚SDA、SCL通过上拉电阻接至3.3V，保证总线通信可靠；ALERT引脚也通过上拉设计以便与MCU中断输入兼容。

模块接口设计简洁明了，右侧引出GND、3V3、SDA、SCL和ALERT五个管脚，便于用户快速接入主控系统。同时，模块提供灵活的I²C地址配置，适合在电源管理、能耗监控、车规电源系统等场景中使用，兼顾设计的测量精度、系统兼容性与扩展性。

原理图与PCB设计

主要性能指标

管脚定义

板上设置与使用方法

模块在设计中预留了跳线和排阻，方便用户根据应用场景快速调整配置，提高适用性和灵活性。
模块上的跳线用于选择INA226的工作模式。短接跳线时，Vbus与Vin+电位一致，模块测量的是负载高端的电压，从而获得母线电压、电流和功率，适合高端电流检测场景，能提供更完整的电源状态信息并避免因低端采样导致的地电位漂移。断开跳线时，Vbus与Vin+断开，模块改为通过Vin+与Vin−两端差分测量来计算负载电压，这种低端测量方式适合对高端电位不敏感的应用，同时降低对电源路径的干扰。用户可以仅通过调整跳线实现高端/低端电流测量模式切换，无需改动电路。
模块上的排阻用于设定 INA226 的 I²C 地址选择引脚A0、A1的高低电平，切换 I²C 地址。每个地址选择引脚可以通过排阻拉至 GND、3V3、SCL 或 SDA，通过改变排阻的焊接状态，可以在 16 个可选地址中切换，避免总线上多器件冲突。用户只需根据下图选择合适的电阻焊接即可完成地址设定。

通过上述跳线与排阻的组合，模块可快速适配不同电路环境，既能选择最优的测量方式，也能灵活解决多模块总线地址冲突问题，极大提升系统集成的便利性和扩展性。

eZ-PLM项目

已于eZ-PLM系统中上传了自己的工程文件，方便保存记录各个版本，也可随时查阅，系统里查阅不到的物料也支持手动添加。

心得体会

本次设计不仅锻炼了我的电路设计和PCB绘制能力，加深了对 I²C 通信和电流测量原理的理解，也让我熟悉了跳线、排阻对功能的影响，激发了我对嵌入式应用的兴趣，也期待后续能挑战更复杂的设计。