ZHCTA02 December 2025 INA600
随着 EV 充电器、光伏逆变器和储能系统的系统电压不断升高，工程师需要采用紧凑且精密的设计来直接监测高达 85V 的电压轨，并将其输入至低压模数转换器 (ADC)。INA600 具备超越电源导轨的输入范围，可直接将高达 85V 的高压信号与低压 ADC 接口连接。INA600 具有多种衰减选项，专为各种电压监测系统而设计。本节介绍有关 INA600 的常见问题解答。
为什么选择 INA600 进行高压监控？
低成本的分立式（电阻分压器 + 运算放大器）电压监控方案在噪声环境中性能会严重下降，其中接地反弹（此类系统中很常见）会在测量信号中引入误差。分立式差分放大器虽能部分克服此问题，但集成式差分放大器具有更高的精度、更优的电阻器匹配、更小的布板空间和更简化的物料清单 (BOM)，优势显著，且总体成本相当。下面的 表 1 比较了 图 1 中所示不同电压监控设计的一些主要规格。
图 1 常见的电压监控设计| 主要规格 | 分立式电阻梯（容差为 1% 的电阻器） | 分立式电阻梯 + 运算放大器（容差为 1% 的电阻器） | 分立式差分放大器（容差为 0.1% 的电阻器） | 集成式差分放大器 (INA600) |
|---|---|---|---|---|
| 最大增益误差 | ~1.5% | ~1.5% | ~0.15% | ~0.1% |
| 最大增益漂移 | ~100ppm/°C | ~100ppm/°C | ~50-100ppm/°C | 10-20ppm/°C |
| 最小 CMRR | < 5dB | < 5dB | ~56dB | 75dB 至 85dB |
| 成本 | $ | $ | $$ | $$ |
INA600 的目标应用和子系统
能源基础设施：
- EV 充电：直流快速充电、壁挂式充电箱、DC/DC 转换器
- 储能系统：功率转换系统
- 太阳能：微型逆变器
测试和测量：
- 电池化成和测试设备：12/24/48V 铅酸电池
INA600 解决了什么问题？如何解决该问题？
INA600 可抑制接地反弹噪声和开关噪声，这些噪声是与电源轨以及影响电压监测精度的负载相关的共模噪声。这与 GaN 和 SiC 架构产生的较高电压和开关频率趋势特别相关。与分立式电压监测设计相比，INA600 还能保持较低的增益误差和漂移，其中使用集成式精密（按比例）匹配电阻器来设置相应的增益比率。
下面的 图 2 显示 INA600 具有独特的功能，可监测超出放大器电源的电压，这是因为运算放大器的输入电压通常受电源电压范围的限制。在此示例中，使用衰减差分放大器以 1/5 的衰减比来测量 24V 电池，以连接 5V ADC。如果发生较大的接地反弹事件，可能会超出器件的输入电压绝对最大额定值。通常，为了缓解该问题，可以提高差分放大器的衰减比。由于未充分利用满标量程，这种方法会影响 ADC 读数的精度。无论器件的衰减比如何，INA600 的输入范围都超过标准差分放大器，因此可规避这个问题。
图 2 INA600 的输入范围更大INA600 与市场上已有的产品有何不同？
INA600 是业内先进的具有高衰减比的通用差分放大器，而当今市场上的大多数差分放大器的增益比都介于 1/2V/V 至 2V/V 之间。请参阅下面 表 3 和 表 2 中不同的衰减比。
| 可订购器件型号 | 增益比 | 输入范围 (Vs = 3.3V) | 输入范围 (Vs = 5V) |
|---|---|---|---|
| INA600AIDBVR | 1/5 | 44V 至 -8V | 74V 至 -18V |
| INA600BIDBVR | 1/10 | 56V 至 -7V | 85V 至 -17V |
| INA600FIDBVR | 1/36 | 85V 至 3V | 85V 至 -10V |
| 可订购器件型号 | 增益比 | 输入范围 (Vs = 3.3V) | 输入范围 (Vs = 5V) |
|---|---|---|---|
| INA600AIDBVR | 1/5 | 36V 至 -20V | 62V 至 -30V |
| INA600BIDBVR | 1/10 | 40V 至 -24V | 70V 至 -43V |
| INA600FIDBVR | 1/36 | 61V 至 -40V | 85V 至 -40V |
了解更多
- 德州仪器 (TI) 适用于成本优化型设计的 INA600 低功耗 2.7V 至 40V 衰减型差分放大器（输入阻抗 > 1MΩ）数据表。
- 需要监控 12V 及以下电压轨？请查看增益选项为 1/4、1/2 和 1 的 INA500。