ZHCSFM1C July 2016 – December 2021 INA240
PRODUCTION DATA
INA240 通过测量两端产生的差分电压来确定电流幅度。该电阻器被称为电流感测 电阻器或分流电阻器。该器件设计灵活,允许测量该电流感测电阻器两端的宽输入信号范围。
电流感测电阻器的理想选择仅基于要测量的满量程电流,即器件之后的电路的满量程输入范围,以及所选的器件增益。最小电流感测电阻器是基于设计的决定,目的是最大化信号链电路的输入范围。未最大化到系统电路的整个输入范围的满量程输出信号限制了系统进行全动态范围系统控制的能力。
最终确定电流感测电阻值时要考虑的两个重要因素是:所需的电流测量精度和电阻上的最大功率耗散。较大的电阻器电压可提供更准确的测量,但会增加电阻器的功耗。增加的功耗会产生热量,考虑到温度系数,这会降低感测电阻器的精度。当输入信号变大时,电压信号测量的不确定性会降低,因为任何固定误差在测量信号中所占的百分比都会变小。提高测量精度的设计权衡增大了电流感测电阻值。增大的电阻值会导致系统中的功率耗散增加,这会进一步降低整个系统的精度。基于这些关系,测量精度与电阻值和分流选择所导致的功率耗散成反比。
通过增加分流电阻,电阻两端的差分电压增加。较大的输入差分电压需要较小的放大器增益来实现满量程放大器输出电压。需要较小的分流电阻器,但又需要较大的放大器增益设置。较大的增益设置通常会增加误差和噪声参数,这对精密设计而言没有吸引力。一直以来,高性能测量的设计目标迫使设计人员选择更大的电流感测电阻器和更低的增益放大器设置。INA240 提供 100V/V 和 200V/V 增益选项,可提供高增益设置并在偏移值低于 25µV 的情况下保持高性能水平。这些器件允许使用较低的分流电阻值来实现较低的功率耗散,同时仍能满足高系统性能规范。
表 8-1 显示了使用 INA240 的两个不同增益版本获得的不同结果的示例。从表格中的数据可以看出,较高增益的器件允许使用较小的分流电阻器并降低元件中的功率耗散。Topic Link Label8.4.4 部分提供了在使用 INA240 进行设计时除了增益和电流分流值之外还必须考虑的误差计算信息。
参数 | 等式 | 结果 | ||
---|---|---|---|---|
INA240A1 | INA240A4 | |||
增益 | — | 20V/V | 200V/V | |
VDIFF | 理想最大差分输入电压 | VDIFF = VOUT/增益 | 150mV | 15mV |
RSENSE | 电流感测电阻值 | RSENSE = VDIFF/IMAX | 15mΩ | 1.5mΩ |
PRSENSE | 电流感测电阻器功率耗散 | RSENSE × IMAX2 | 1.5W | 0.15W |