ZHCSI39D April   2018  – July 2022 INA180-Q1 , INA2180-Q1 , INA4180-Q1

PRODMIX  

  1. 特性
  2. 应用
  3. 说明
  4. 修订历史记录
  5. 器件比较
  6. 引脚配置和功能
  7. 规格
    1. 7.1 绝对最大额定值
    2. 7.2 ESD 等级
    3. 7.3 建议工作条件
    4. 7.4 热性能信息
    5. 7.5 热性能信息
    6. 7.6 电气特性
    7. 7.7 典型特性
  8. 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 高带宽和转换率
      2. 8.3.2 宽输入共模电压范围
      3. 8.3.3 精确的低侧电流感应
      4. 8.3.4 轨到轨输出摆幅
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 正常模式
      2. 8.4.2 输入差分过载
      3. 8.4.3 关断模式
  9. 应用和实现
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 基本连接
      2. 9.1.2 RSENSE 和器件增益选择
      3. 9.1.3 信号滤波
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
      1. 9.3.1 共模瞬态电压大于 26V
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
  10. 10器件和文档支持
    1. 10.1 文档支持
      1. 10.1.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 Electrostatic Discharge Caution
    6. 10.6 术语表
      1.      机械、封装和可订购信息

详细设计过程

电流检测电阻的最大值根据最大功率损耗要求进行计算。通过Equation1 计算出的电流检测电阻最大值为 0.563mΩ。这是检测电阻 RSENSE 的最大值;因此,RSENSE 选择 0.5mΩ,因为这是最接近的标准电阻器值,符合功率损耗要求。

下一步是选择适当的增益,并根据需要减小 RSENSE,使输出信号摆幅保持在 VS 范围内。使用Equation2,假设 IMAX = 40A,RSENSE = 0.5mΩ,计算得出的最大电流检测增益为 248.5,可避免输出的正向摆幅至轨限制。为了更大限度地扩大输出信号范围,为此应用选择了 INA180A4-Q1(增益 = 200)器件。

要计算峰值电流的精度,必须确定两个因素:增益误差和偏移误差。INAx180-Q1 的增益误差指定为最大 1%。偏移导致的误差是恒定的,在 VCM = 0V 且 VS = 5V 时指定为 125µV(最大值)。使用Equation6 计算出的失调电压导致的误差为 0.75%,其中总偏移误差 = 150µV,RSENSE = 0.5mΩ,ISENSE = 40A。

Equation6. GUID-3E4F4588-A34A-4CE7-A79F-1B1C1CBF4657-low.gif

计算总误差的一种方法是将增益误差与偏移误差的占比相加。但是,在这种情况下,增益误差和偏移误差之间没有影响或相关性。计算总误差的一种更准确的统计方法是使用误差的 RSS 和,如Equation7 所示:

Equation7. GUID-EFA65347-CF07-4E12-A0BC-7B99CA8761CC-low.gif

应用Equation7 后,计算得出的最大电流时的总电流检测误差为 1.25%,小于 1.5% 的设计示例要求。

INA180A4-Q1(增益 = 200)还具有 105kHz 的带宽,满足 80kHz 的小信号带宽要求。如果需要更高的带宽,可以使用增益较低的器件,但代价是输出电压范围缩小或 RSENSE 值增大。