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[FAQ] [参考译文] [FAQ] INA190:如何计算电流感应放大器的总功耗?

Guru**** 1074580 points
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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/1089269/faq-ina190-how-can-i-calculate-total-power-consumption-of-my-current-sensing-amplifier

部件号:INA190

在电气设计中创建功率预算时,了解设计中每个设备可以消耗多少功率非常重要。 电流传感器有几个功耗组件,其中一些组件高于其他组件,应考虑这些组件。 例如,INA190将在整个过程中使用,显示数据表中用于计算电流感应放大器总潜在功耗的关键参数。

静态电流(IQ)

第一个组件是由设备静态电流提供的电源,也是最容易计算的组件。 此电源组件取决于设备的IQ以及电源电压(Vs)。 从数据表中查看INA190的IQ,我们看到室温下的最大IQ为65 uA,温度超过90 uA (计算功率时应使用最大值而不是典型值,以规划最高情况), 以及Vs在5 V下的指定工作条件

由于功率由P = I * V定义,因此IQ和Vs组合的INA190的最大功率耗散

P = 65 uA * 5 V

P (IQ)= 325 UW (25°C时)

-或-

P = 90 uA * 5 V

P (IQ)= 450 UW (温度过高)

如果已知系统的最大Vs并在计算中使用,而不是数据表指定的工作Vs为5 V,则可以更准确地计算这些功率估计值

负载电流(Iout)

第二个电源组件来自输出,可以来自源电流或吸入电流(在本例中,我们将重点关注源电流)。 此功率分量是从设备所需的输出电压和电流的组合中推导出来的,可以使用公式(Vs - Vout)* Iout计算得出。 在设计最坏情况时,当输出电压= Vs / 2时,会产生最大功率(请参阅 此TIPL 视频,了解有关此概念的更多说明)

继续我们的示例,使用Vs为5 V,最大输出功率在输出电压= 2.5 V时发生。假设连接到输出的负载为10 kΩ,Iout应为2.5 V / 10 kΩ= 0.25 mA。 计算此条件下的功率

P = 2.5 V * 0.25 mA

P (输出)= 625 UW (25°C时)

共模电流(IB)

最后,功率预算分析中的第三个功率组件来自共模电流。 该功率来自流入器件输入引脚的共模电压(VCM)和输入偏置电流(IB)的组合,并通过等式VCM * IB * 2计算得出。 2倍频是因为IB基本相等,并流入每个输入引脚。

根据INA190数据表的规格表,在12 V的VCM下,IB指定为最大3 nA

使用这些值来计算IB功率分量,我们得到

P = 12 V * 3 NA * 2

P (IB)= 72 NW (25°C时)

如果系统将在上述示例所述的指定条件之外使用VCM,请检查设备的数据表。 一般而言,规格表下方的图中包含IB与VCM (  对于INA190,这是图14)的其他数据。 但是,这里有一个注意事项,即这些曲线通常使用典型值而不是最大值创建,这应考虑在内。

启用当前(iN)

INA190等设备具有启用/禁用的附加功能,此功能附带一些额外的功耗,应考虑在内。 查看数据表,进入使能引脚的最大泄漏电流指定为100 nA。

同样,如果Vs为5 V,并使用Vs作为启用电压电平,则计算启用电流功率将变为

P = 5 V * 100 nA

P (ien)= 500 NW

总功率(Ptot)

现在,每个功耗组件都已计算,只需对它们进行汇总即可得出设备的整体功耗。

P (tot)= P (IQ)+ P (Iout)+ P (IB)+ P (ien)

P (tot)= 325 UW + 625 UW + 72 NW + 500 NW

P (tot)= 950.572 UW

-或-

~ 951 UW

 

在创建系统总功率预算时,必须计算电流感应放大器的总功耗。 使用上述示例作为指导,可以通过将示例中的值替换为实际系统的最大值来复制计算,特别是对于Vs,Vout和Iout