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[参考译文] OPA2187:高侧电流测量误差

Guru**** 2337860 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2187, RES60A-Q1
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1523177/opa2187-high-side-current-measurement-error

器件型号:OPA2187
主题中讨论的其他器件: RES60A-Q1

工具/软件:

您好、

您好!

我是 Rohit Gupta、Applied ElectroMagnetics Pvt. Ltd.的硬件设计工程师 我们目前使用 OPA2187运算放大器进行高侧电流检测。 测量的电流为500 mA 、我们使用 电路增益为180的0.1 Ω 电流检测电阻器。

根据我们的计算、预期输出电压为9V 。但是、我们观察到输出约为9.3V 。您能帮助我们了解造成这种差异的原因吗?

此外、您能否解释一下 OPA2187为何不适用于高侧电流检测应用? 请注意、运算放大器由+12V 单 电源供电。

谢谢、

Rohit Gupta.

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    请显示原理图和实际输入电压。

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    嗨、 Rohit、  

    请按照 Cllements 建议提供原理图。 您所处理的是 V 转 I 转换器。  

    根据我们的计算、预期输出电压为9V  。但是、我们观察到的输出约为9.3V。您能帮助我们了解造成这种差异的原因吗?

    这是 V 转 I 参考设计、它可能有助于您提供一些想法。  

    https://www.tij.co.jp/lit/ug/slau502/slau502.pdf?ts = 1749125087254&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    https://www.ti.com/lit/an/sboa437a/sboa437a.pdf?ts = 1749077399205

    https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1515139/opa189-output-voltage-vo-swing-from-rail

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    此致、

    Raymond

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    尊敬的 Raymond:

    请查看随附的原理图。

    谢谢、

    Rohit Gupta.

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    嗨、Rohit、  

    根据我们的计算、预期输出电压为9V  。但是、我们观察到的输出约为9.3V。您能帮助我们了解造成这种差异的原因吗?

    100*0.3V/9V = 3.33%  

    差分放大器需要良好的电阻比匹配以精确测量电压差值。 我不知道您选择的电阻器容差是多少、但这可能是错误的一部分。  

    假设1.8M Ω+/-1%会给您+/-18K Ω 的误差、差异可达36k Ω。 因此、1.8M Ω/10k Ω 电阻器匹配会导致误差。 因此、较小的不匹配误差* 180V/V 可能是显著的误差。 我猜、匹配电阻器可能是您的主要误差源。  

    12Vdc 的电源轨可能会产生误差。 如果使用噪声开关12VDC 电源、则 PSRR 无法衰减电源轨上的噪声纹波。 误差可能出现在差分放大器的输出级。  

    尽管运算放大器的输入失调电压误差 Vios 很小、但180X 也会造成部分总误差。  

    如果您的 PCB 或运算放大器具有外部漏电流、这也会导致1.8M Ω 电阻器产生的总误差。   

    对于辐射精密电阻器、您可以考虑使用 RES60A-Q1系列。   

    https://www.ti.com/lit/ds/symlink/res60a-q1.pdf?ts = 1749194524198&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FRES60A-Q1

    此外、您能解释为什么 OPA2187可能不适用于高侧电流检测应用吗? 请注意、运算放大器由+12V 单 电源供电。[/报价]

    请参阅斩波器应用手册。  

    https://www.ti.com/lit/wp/sboa586a/sboa586a.pdf?ts = 1749191433770

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    此致、

    Raymond

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    尊敬的 Raymond:

    感谢您的答复。

    但是、我想指出的是、我们使用了容差为0.1%的电阻器。 选择该运算放大器主要基于其低输入失调电压、超小失调电压漂移、高 CMRR 和高 PSRR—我们认为这些因素会确保精度。

    您能帮助我们了解使用此 IC 时仍然会发生这样严重的误差吗?

    谢谢、
    Rohit Gupta.

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    嗨、Rohit、  

    您能否帮助我们了解此 IC 仍会出现如此严重的错误?

    您有一个高增益电路、在这种情况下、最坏的增益误差是电阻器不匹配导致的、即使容差为0.1%也是如此。 请尝试降低容差0.01%或增益。  

    假设您的50mV 输入差分电压是准确的(Vdiff 中无误差)、差分放大器中的电阻器失配会将一些共模电压 VCM 转换为差分电压误差、并使其增益为180V/V  

    如果 R2/R1≠R4/R3、输入端的 Vcm 会将 tje 误差转换为差分 输出电压、其中 Vout_error = GAIN*0.1%*Vcm。

    您的 VCM = 3.2V、假设增益误差为0.1%--> Vou_error_max = 0.001*3.2*180 = 0.576V、即最大值 误差源、即主导误差源。 输出端会出现0.4V 的差异、该差异处于误差范围内。  

    尝试通过检查1.8M Ω/10k Ω 低至18V/V +/-0.018V/V 范围来手动将电阻比匹配到低至约0.01%、您可以将 Vos 误差降低10倍或~9.0V (手动匹配 R2/R1、R4/R3非常耗时)。  

    高增益差分放大器中还有多个其他误差源、但 电路中的 R2/R1≠R4/R3不匹配主要误差。  

    此致、

    Raymond