[FAQ] [参考译文] 【常见问题解答】INA241 与 INA296：选择具有或不具有 PWM 抑制的器件

我先说明一下 PWM 抑制试图解决的问题。 使用 INA296 等标准电流检测放大器时、输入端的共模电压瞬态会干扰输出电压。 这会导致输入共模电压的每个高速边沿在输出端产生高频 200mV 纹波。 INA296 数据表中的图如下所示：

现在、我们将此输出响应与 INA241 进行比较：

可以看到、输出保持输入到输出之间耦合的电压为~50mV。 以下是实验室中的实际示波器捕获结果、其中通道 4 是 INA241 的交流耦合输出：

实际上、INA241 会在高频瞬态期间的某个点对输出进行采样、并将其保持大约 1µs。 输出还会在 1µs 保持窗口结束时“步进至正确的输出值。 您可能还会注意到、探头上仍在拾取 HF 瞬变。 为了测试 INA241、建议使用“尾纤“方法来尽可能减小 GND 环路：

如 INA241 ΔV 表中所述、“当 INA241x-Q1 检测到 Δt 输入引脚上的大共模 Δ V/Δ t 瞬态时、该器件会保持 1μs 的输出、从而防止共模干扰传播到输出端。“ 在 INA241 中 Δt PWM ΔV 功能激活的 Δ µs Δ V 适用于大于 100V/μ s 的共模瞬变。 ΔV Δ Δt Δ µs 小于 100V/Δ t、则在从输入到输出的共模耦合方面、性能与 INA296 相同。

您还会注意到、在 INA241 的数据表顶部、支持的最大开关频率为 125kHz、对应于 8µs 总周期。 另外还假设在电压波形（（4µs 导通和<xmt-block1> 4µs</xmt-block> 关断）占 4µs占空比为 50%的应用中使用。 这就是数据表中的以下语句的来源：“增强型 PWM 抑制在高达 125kHz 的 PWM 频率下实现、或如果共模瞬态边沿由 3μs 间隔或更长时间隔开。“ 对于共模电压、建议在 125kHz 开关频率下运行、即 3µs 恢复时的 1µs 保持时间。

此功能的折衷是什么？ µs 之前提供的示波器捕获所示、如果共模电压上升时间斜率超过 100V/μ s、则在一个 1µs 周期内、输出不处于有效状态。 它不会准确地跟踪 1µs 中这些快速瞬变的输入波形。 这在开关频率接近 125kHz 的 PWM 应用中可能更为关键。 在这些更快的 PWM 应用中、相位精度可能比输出上的共模耦合瞬态尖峰更为关键。 在这种情况下、INA296 是首选器件。

您能否在速度更高的 PWM 应用中更大限度地减少共模瞬态并提高相位精度？ 是的,但没有什么是免费的。 您需要实施无源器件、以在 INA296 的输入端创建差分滤波器并在每个输入端添加共模电容器、如本常见问题解答： (+)【常见问题解答】INA181：如何为 INA18x-Q1 器件正确设计输入滤波器？ -放大器论坛 — 放大器- TI E2E 支持论坛

总之、我们提供了具有和不具有 PWM 抑制功能的电流感应放大器。 PWM µs 功能可减少输入共模电压瞬态大于 100V/μ s 时输出端的耦合、但代价是相位精度。 在 µs 100V/μ s 的共模电压瞬态时、具有和不具有 PWM 抑制功能的器件的表现相同。 µs 相位精度在共模瞬态电压超过 100V/μ s 的高速应用中至关重要、我们建议使用不带 PWM 抑制功能的电流检测放大器。 通过使用无源器件和 BOM 成本增加物理解决方案尺寸、您还可以实现如上所示的输入滤波器。