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[参考译文] INA240:最佳放置

Other Parts Discussed in Thread: 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/1079956/ina240-optimal-placing

部件号:INA240

您好,

我不确定将 INA240放置在电流测量的最低噪声下的最佳解决方案是什么。

我正在使用 两个 INA240进行电机控制应用, 希望获得最佳性能。 我使用一 个实心接地平面作为整个板,并通过空间分割来分离模拟和数字信号。 现在我想知道,我应该把 INA240放在 主板上的哪个位置,因为我已经看到了不同设计的不同变体,其中 INA240 靠近分流板或它靠近 ADC 的位置。  

从我的角度看,将 INA240置于 ADC 附近并将差分对路由到分流器以消除逆变器对 INA240接地引脚的低频电流影响是最有意义的,输出信号仅为单端和 容易产生噪音。 从 EMI 的角度看,最好让差动对 靠近分流器,以消除 HF PWM 信号的天线长度。

) 直接放置在分流板上,并将输出通过电路板回路回至 ADC

2) 将 INA240置于 ADC 输入附近,并将差分对绕至分流器

我的问题是:

) 对于 INA240的最低噪音,最佳的放置方案是什么?

2) IN+输入信号或 GND 的返回电流是多少? 对我来说,由于集成了 OPAMP,因此看起来像是 GND。

(第3条) 建议在 INA240的引脚上使用 LPF 来降低噪音,切断频率应比采样频率大多少? 20dB?

此致,

塞巴斯蒂安

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    塞巴斯蒂安,你

    为了保持 INA240的共模抑制高,INA240应位于离分流器最近的位置。 另一方面,如果分流器与 INA240有距离,分流器与 INA240输入之间的两个连接将会看到不同的杂散电容。 这将降低两种输入的平衡,并破坏令人敬畏的共模抑制。

    此外, 由于分流器和 INA240输入之间的连接过长,EMI 撞击这些连接可能会向两条输入线路注入不同的干扰,因此,将共模 EMI 转换为差分 EMI,INA240在其巨大共模的帮助下无法再抑制这种干扰 拒绝。

    因此,INA240的最佳位置是离分流器最近的位置。

    如果 INA240和电动机控制之间的距离不够,则 INA240的屏蔽可能会有所帮助。 此外,避免在公共实心接地平面上运行 PWM 信号(如电机电流等)。 甚至可以避免这些信号与实心接地平面的电容式杂散耦合。 INA240和 ADC 部分具有通用实心接地平面是很好的。 但不要让电动机控制电流在这个地面上运行。 具有大电流和陡峭边缘的 PWM 应用是所有电子元件通用实心接地平面可能不是最佳选择的一种情况。

    直接位于 INA240输出处的低通滤波器是个好主意,因为这会将 EMI 通过滤波器盖分流到信号接地,而不再进入 INA240的输出。

    最终,您需要多次尝试才能获得最佳布局。 我想把地面分割成一个动力地面平面和一个模拟/数字地面平面,如果仍有问题,可以使用两个部分的屏蔽。 屏蔽模拟/数字部分,将此屏蔽连接到模拟/数字接地平面,屏蔽电源部分,并将此屏蔽连接到电源接地平面。 找到一个最佳位置,将这两个地面平面连接在一起。

    运气好,不需要屏蔽,也不需要屏蔽模拟/数字部分。

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    您好,Kai,

    感谢您的详细阐述。  

    我很想知道如何将 INA240靠近分流器,但我总是将其放置在较远的位置以降低杂散电流的影响,但永远不会对 CMRR 的吹嘘减弱。

    GND split 是我与许多工程师进行了许多讨论的主题,似乎有一些例外情况,其中最好将其分离,特别是在本应用中的高 LF 电流。 但许多工程师也告诉我 ,当信号空间隔得足够大时,ADC 部分几乎没有耦合,固态接地平面(也适用于逆变器电流)是最佳设计。 此外,所有 HF 电流都在跟踪轨迹,并在旁路罩上方进行分流。 将接地分割与实心接地平面进行精确设置的比较非常有趣。  

    所以我可以做的是分割 GND 平面,如下所示:

    在这里,除了逆变器功率级在 GND 层中有一个独立的返回路径,而 LF 电流不能直接耦合到 INA240测量值之外,GND 随后连接在散装电流盖上。 模拟 GND 平面分区上不会有数字信号。 屏蔽地面是什么意思?

    我在数据表中进一步看到的是, 对于共模信号,INA240的-6V 直流绝对最高额定电压,因此,如果通过寄生电感(接地分配)和高电流,两个接地端 的电势差小于-6V 直流,则 INA240将消失。 但我认为,如上所述,40-50A 和用于回流电流的巨大(已接合) GND 平面可能不是问题。

    此致,

    塞巴斯蒂安

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    塞巴斯蒂安,你

    我也是一个普通实心地面飞机的粉丝。 我会先尝试不要把地面分割开来。 但我已经了解到,在某些情况下,一个地面分割可能会有好处。

    低频电流的压降可以通过“增厚”地面层的铜来实现,方法是切70µm μ m 铜(或更多)而不是35µm μ m。 或者通过与地面平行安装0r 桥。 另一种选择是在多层板中使用多个接地平面。

    正如您已经说过的,通过将高频电流布置在铺设地平面顶部非常近的位置,可以最大限度地降低高频电流的电压降。 接近效应使地面回路电流沿地面平面内电感最小的路径前进,而地面平面正位于 HF 电流的下方。 问题是,当电流不再在印刷电路板上流动时,接近效应就会变得越来越弱, 或者换句话说,靠近地面,但被迫穿过远离印刷电路板和无延迟地面的组件,就像电源电路所看到的那样。 然后,地面回路电流可以分散在整个地面平面上。

    [引用 userid="487695" url="~/support/扩音器-组/放大器/f/扩音器-论坛/1079956/ina240-optimale-Placing/3997366#3997366]',我在数据表中还看到: 对于共模信号,INA240的-6V 直流绝对最高额定电压,因此,如果通过寄生电感(接地分压)和高电流,两个接地端 的电势差小于-6V 直流,则 INA240将消失。

    贪婪! 这个问题需要使用一个通用的,未分离的实心接地平面,从而最大限度地减少不需要的杂散电感。

    我认为,没有彻底的测试,就不可能说更好了。

    [引用 userid="487695" url="~ë/support/Amplers-group/Amplers/f/Amplers-forum/1079956/ina240-optimale-Placing/3997366#3997366’]屏蔽地面是什么意思?

    我想说,当电磁干扰电流太接近地面时,不需要的补偿电流可能会在地面内流动,从而导致地面内意外的电压降。

    根据您的图片:您可以尝试将分流器/INA240组合移至离 ADC 更近的位置。

    凯  

     

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    大家好,

    我同意 Kai 的观点,即分流器应距离 INA240最近,并应配备输出滤波器。

    关于接地分体与实心接地平面,有人说接地分体可能会对 INA240造成伤害,这是一个问题。  

    此致,

    凯斯特伦斯