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[参考译文] INA293:使用当前步进响应进行评估时输出电压超冲

Guru**** 633105 points
Other Parts Discussed in Thread: INA293, INA240
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/1068657/ina293-output-voltage-overshoot-while-evaluating-with-current-step-response

部件号:INA293
“线程: INA240”中讨论的其它部件

各位专家:

请帮我找出以下示波表中明显输出电压过冲的根本原因。 目标应用为 INA293B3 (100x 增益),低侧传感,0.5毫欧姆分流器,60A。

黄色:INA 输出(500mV/A);蓝色为外部电流传感器(25mV/A;1.5MHz)。 负载从0A 级升至0.5A 级,低侧传感,电阻负载,分流5mOhm。

    

黄色:INA 输出;深蓝色为外部电流传感器(25mV/A),浅蓝色为 DBbus 电压。 负载从0.5A 级升至5.2A 级,高侧传感,电阻负载,分流5mOhm。

示意图如下。 负输入上的50R 提供100mV 偏移。 在第一个示波器上可见。

我尝试拆除输入滤波器,更换 INA,将10KOHM 电阻负载置于输出位置,拆除 C6电容器或放置4n7。 没有什么帮助。我的想法已经过时了。

感谢您的支持

斯坦尼斯拉夫

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    斯坦尼斯拉夫,你好!

    您能否确认电流切换和寄生电感是否有瞬态 VCM 电压。  如果是这种情况,您可能会看到一些交流 CMRR 问题。

    我以前使用此设备进行了步进响应,但我没有看到任何类似的情况。  我看到您通过在设备上放置偏移量来避免低饱和度,但除了 VCM 瞬态变化,我看不到问题所在。

    如果您希望我可以尝试将这些相同的示波器与我们的一个 EVM 进行比较,但我认为这更有可能是由于切换时的寄生性问题。  另一个要检查的问题是确保 GND 节点是稳定的,并且不会发生变化。

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    斯坦尼斯拉夫,你好,

    我和哈维尔一起,这种噪音通常是由于接地管理不善造成的。 您能否展示您的布局和显示您的接地线路的方案?

    您能否显示 INA293引脚4至引脚2和引脚5至引脚2的共模输入电压的范围图? 并使用以下接地弹簧将示波器探头的接地引脚直接连接到引脚2:

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    哈维尔和凯,您好!

    感谢您的快速响应。 感谢您推动我朝着正确的方向前进。 我只是低估了分流器的电流感应难度。 典型的“困难程度”情况。

    我正在尝试评估 INA293B3现有逆变器设计的可行性,以便将其组装在小型 PCB 上。 上面的示波器被用这个原型 PCB 盖住,它通过 浮动在工作台上的30cm 电线(负载和供电)连接。 因此,我将 INA 板直接安装到逆变器 PCB 中(分流线小于2cm,电源线和 MCU 线约为4cm),以确保这一问题的发生。

    现在看来情况要好得多,但至少有几个问题需要解决。 参见下文。

    黄色:相位 A;蓝色:相位 B;粉红色 INA OUT (相位 B 分流0.5毫欧姆,应在浅蓝色低,低侧传感时测量);深蓝色为外部电流探针(25mV/A)。 电压22V 和电阻负载22Ohm ->深蓝色曲线显示20A 峰值到峰值,应具有相同的刻度(4A/dv)。 使用示波器探针和接地弹簧进行测量,如图所示。

    问题1) INA 输出的上升边缘通常过度注射...一般不稳定。 我认为这是由分流器发出振铃造成的。 我原本以为我会用差分滤波器来消除它,但我必须去掉它才能在电流为零时解决输出饱和问题。 您是否可以建议任何还能防止低饱和度的输入滤波器?

    问题2)我认为这种50欧姆电阻器 IN -似乎会造成增益错误。 在数据表中,将评估对称输入滤波器。 请帮助我评估心率输入滤波器的此错误(如 IN+串联10R 和 IN-串联50R)?

    这与上述测量值相同,但负载电阻器22R 与47uH 电感器串联。 初始过冲可见...我关注的是,INA 输出与 IN-串联50R 所产生的初始偏移非常低于100mV。 这不是纯电阻负载的问题...

    我要解决的 BTW 并行问题是减少分流振铃。

    粉色是通过带有弹簧接地的探针跨分流器进行的测量。 (22R 系列,负载为47uH)。

    相同的测量值仅为22R 电阻负载。

    根据要求,INA GND 和 IN-带 GND 弹簧探针之间的 Oscar 标记(粉红色线)

    根据要求,INA GND 和 IN+之间的奥斯卡奖(含 GND 弹簧探针)(粉红色线条)

    非常感谢您的支持。

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    斯坦尼斯拉夫,你好,

    输入滤波是与电流感应放大器一起出现问题的主要原因,因为它们往往破坏两个输入之间的平衡,并导致公共模式抑制的大量降级。

    这就是 TI 不推荐输入过滤的原因。 它们只是更糟糕的事情。

    因此,只需略去所有输入过滤组件一会。 直接使用分流器(!!!) 安装在 INA293的输入引脚上。 不要在分流器和 INA293的输入引脚之间进行任何布线。 这将增加不均匀的寄生虫共模阻抗,这将彻底破坏对 INA293的极好共模抑制。 另请参阅数据表的10.2节。

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    斯坦尼斯拉夫,你好!

    您还可以考虑使用 INA240,它旨在处理更大的共模峰值。  您还可以添加一个双向参考电压,或者移开导轨以降低饱和的几率。

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    尊敬的凯,哈维尔,

    感谢您的支持和分享经验。 在100kHz 开关频率下测量低值分流电阻器的电流无疑是一项重要的专门知识。 我尚未完全解决该问题,但至少逆变器原型在当前开发周期中起作用,我(可能)完全理解该问题。 主要的根本原因是分流电阻器0.5mR 立即响铃(由于数据表中指定的寄生电感0.5nH - 2nH)。

    最后,我使用了非对称输入滤波器10R IN+,330R IN-,2n2差分电容器,该电容器为我提供640mV 的偏移量(以防止因振铃而导致输出低饱和度),并且还具有213kHz 的切断频率。 此外,当我使用“高侧漏电至低侧源3u3电容器”显著降低分流振铃频率和振幅时,INA 的行为也变得更好。

    我知道上面的设置有多个问题,所以我只想简单地评估一下,在下一个开发周期,我很可能会寻找另一台设备。

    再次感谢,祝你度过美好的一天!

    斯坦尼斯拉夫

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    斯坦尼斯拉夫,你好,

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