ZHCSG77H April 2017 – November 2023 INA181 , INA2181 , INA4181
PRODUCTION DATA
封装选项
机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
- DCK|6
订购信息
8.2.2 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。通过方程式 2 计算出的电流检测电阻最大值为 1.125mΩ。这是检测电阻 RSENSE 的最大值；因此，RSENSE 选择 1mΩ，因为该值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。设计要求需要双向电流监测；因此，必须在 REF 引脚上施加介于 0V 和 VS 之间的电压。监测的双向电流在 0 左右对称（即 ±20A）；因此，施加到 VREF 的理想电压为 VS/2，即 2.5V。如果正电流大于负电流，在 VREF 上使用较低的电压可以在给定的预期电流范围内更大限度地提高输出摆幅。使用方程式 3，假设 IMAX = 20A、RSENSE = 1mΩ 且 VREF = 2.5V，计算得出的最大电流检测增益为 122.5，可避免输出的正向摆幅至轨限制。同样，使用方程式 4 进行负向摆幅限制可得到最大增益为 124.75。选择增益为 100 的器件可更大限度地扩大输出范围，同时保持在输出摆幅范围内。如果计算得出的最大增益略小于 100，则可以降低电流检测电阻的值，以防止输出达到输出摆幅限制。
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。INAx181 的增益误差指定为最大 1%。失调电压导致的误差是恒定的，在 VCM = 12V 且 VS = 5V 时指定为 500µV（最大值）。使用方程式 7 计算出的失调电压导致的误差为 2.5%，其中总失调电压误差 = 500µV，RSENSE = 1mΩ，ISENSE = 20A。
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，如方程式 8 所示：
应用方程式 8 后，计算得出的最大电流时的总电流检测误差为 2.7%，小于 3.5% 的设计示例要求。
INA181A3（增益 = 100）还具有 150kHz 的带宽，满足 100kHz 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。