高端双向电流并联监测芯片INA170
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增大字体１ 主要特点 ＩＮＡ１７０是美国德州仪器公司生产的高端双向电流监视器单片ＩＣ。该器件具有宽输入共模电压范围和低静态电流特性，并可利用输出偏移完成双向电流检测。其偏移电压电平由外部一只电阻和电压参考设定。当ＩＮＡ１７０单电源供电工作时，允许双向电流测量。ＩＮＡ１７０可将差动输入电压变换成一个电流输出，输出电流在负载电阻上产生的一个电压降，可在１到１００的范围设置任意一个增益。ＩＮ-Ａ１７０的主要特点如下： ●具有较宽的电源电压范围：＋２．７～＋４０Ｖ； ●具有＋２．７～＋６０Ｖ的、与电源电压独立的宽输入共模电压范围； ●增益１～１００可由电阻编程设定； ●低静态电流：典型值为７５μＡ； ●具有１０μＡ的低输入偏置电流； ●采用薄型８引脚ＭＳＯＰ封装，工作温度范围可扩展到－５５～＋１２５℃。 ＩＮＡ１７０的应用领域包括：汽车、电话、计算机、电源、仪器的电流测量、便携式设备与电池后备ｂａｃｋｕｐ系统、电池充电器和电源管理等。 ＩＮＡ１７０的引脚排列如图１所示。表１所列是其引脚功能说明。
ＩＮＡ１７０主要由运算放大器Ａ１和偏移ｏｆｆｓｅｔｔｉｎｇ放大器Ａ２组成，其内部电路组成如图２所示。 ＩＮＡ１７０主要参数范围或典型值如下： ●满标度感测输入电压Ｖｓｅｎｓｅ：Ｖ＋ＩＮ－Ｖ－ＩＮ＝１００ｍＶ ●共模输入电压范围：２．７～６０Ｖ； ●共模抑制比：１２０ｄＢ； ●输入失调电压：ＶＯＳ＝±０．２ｍＶ； ●输入失调电压温度漂移：１μＶ／℃； ●输出跨导范围：０．９９～１．０１ｍＳｍＡ／Ｖ； ●总输出误差：±０．５％； ●输出摆幅：Ｖ＋－０．９Ｖ至Ｖ＋－１．２Ｖ； ●输出电流噪声密度：２０ｐＡ／Ｈｚ１／２。 ＩＮＡ１７０的应用电路如图３所示。该电路的负载电源电压ＶＰ范围为２．７～６０Ｖ，电源电压Ｖ＋可以单独施加２．７Ｖ≤Ｖ＋≤４０Ｖ，也可与负载电源ＶＰ共用。实际上，ＩＮＡ１７０的输入电压可以远远超过它的电源电压Ｖ＋。当Ｖ＋＝５Ｖ时，ＩＮＡ１７０的输入电压可以达到６０Ｖ。 ＩＯ＝ｇｍＶ＋ＩＮ－Ｖ－ＩＮ 式中，跨导ｇｍ可取１０００μＡ／Ｖ即１ｍＳ。 由于电流测量放大器的输入电压Ｖ＋ＩＮ－Ｖ－ＩＮ等于ＩＳ ＲＳ，输出电压ＶＯ＝ＩＯＲＬ，因此，输出电压ＶＯ可表示为： ＶＯ＝ＩＳ ＲＳ ｇｍ ＲＬ 在ＩＮＡ１７０的脚３施加一个正参考电压ＶＲＥＦ可在电阻ＲＯＳ上产生一个电流，并迫使输出电流ＩＯ偏移。在这种情况下，输出电压ＶＯ可用下式计算： ＶＯ＝ＶＲＥＦＲＬ／ＲＯＳ±ＩＳＲＳＲＬ／１ｋΩ ＩＮＡ１７０的最大差分输入电压是０．５Ｖ，在此情况下，器件将输出一个５００μＡ的电流。实际上，２Ｖ的差分输入电压也不会引起器件损坏。 并联电阻ＲＳ的选择依赖于具体应用，但必须兼顾小信号时的精度和最大容许电压损耗两方面的要求，应在二者之间折衷。较大的ＲＳ值在较小的电流下能减小失调的影响，从而提供较高的精度；而在ＲＳ值较小时，却能减小电源线路上的电压损失。在多数应用中，当ＲＳ能产生５０～１００ｍＶ的满标度并联电压时，可以保证具有最好的性能。 负载电阻ＲＬ的选择以能提供所需的满标度输出电压为原则。由于１ＮＡ１７０的输出阻抗非常高，其允许的ＲＬ值可高达１００ｋΩ，因而可保证较高的精度。输出端任何附加电路的输入阻抗都应远远高于ＲＬ值，这样才能防止精度降低。 在设计ＰＣＢ板和焊接时，ＩＮＡ１７０的输入脚Ｖ＋ＩＮ和Ｖ－ＩＮ应尽可能靠近感测电阻ＲＳ，以减小任何串联电阻带来的误差。把负载电阻ＲＬ两端的电压作为输出电压可获得较高的精度。由于在大电流系统中，负载电流可能会流进接地点而影响测量精度。因此，为了使ＩＮＡ１７０稳定工作，在高阻抗电源和有干扰的应用中，应增加电源退耦电容，以抑制电源噪声。 |
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作者：佚名
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