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[参考译文] INA210:电流测量,带 µC Ω

Guru**** 2531600 points
Other Parts Discussed in Thread: AMC1200, INA210, DRV421, INA180

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/580021/ina210-current-measurement-with-c

部件号:INA210
线程中讨论的其他部件:TMS320F2.8027万,AMC1200 DRV421INA180

你好

我想测量交错升压转换器中的电感器电流(输入电压:10-60V;输出电压最大为120V,电感器电流:0-10A)
电流测量值被馈入 µC ² TMS320F2.8027万,用于PI电流控制回路。

目前我正在使用LEM电流传感器,因为它们在电源和信号级之间提供电化绝缘。 但它们相当大,占用了我的板上的大量空间。

我正在考虑通过电阻器与INA210结合测量电流,因为在我看来,它是一个简单而坚固的解决方案,具有最低的组件数量和较小的占用空间。

不过,我有点担心,在这种情况下,电力和信号部分之间并没有隔离。
有没有人会给我一些关于将此组件用于电力电子应用的建议? 是否有很多问题需要解决? 我是否需要采取特殊措施来保护n ü µC ...
我知道您还提供了IC,如AMC1200 (全差分隔离放大器),但此组件的主侧需要单独的电源。 由于我有四个电流测量值,我不希望有这么多单独的电源,因为我认为我的主板的可靠性会大大降低。

我非常感谢任何帮助或意见,因为我在这一主题上的经验很少。

此致

西蒙

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    您好,Simon:

    我会尝试让我们系统的工程师对此提供一些见解,并会回复给您。 我也没有电力电子方面的经验。 对于像您这样的应用,我通常会看到客户使用AMC设备。
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    您好Mayrim

    感谢您的快速回复。
    我期待着他们的回答

    西蒙

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    您好,Simon:

    我们的一位系统工程师具有强大的能力经验,因此我想找他,在这里为您提供一些帮助/支持。 他目前正在国外出差,因此他的支持将会延迟。  

    同时,您对处理高VCM电压有何计划?  

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    您好Mayrim

    感谢您跟进我的问题! 我目前正在原型中使用AMC1200,但我想摆脱对单独电源的需求。

    我期待着你的同事提供意见。

    此致

    西蒙

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    您好,Simon:

    在我们等待的时候,我想推荐一些参考设计,这些设计可满足高电压电平转换要求(如您的要求)的电流感应。

    1) TIDA-0.0332万 演示了使用电流输出放大器将电流测量值从400V电平转换到GND电平。 请注意,这是一种非隔离解决方案,在齐纳二极管和电源限流电阻器中会浪费一些电源,但是,此解决方案的优点是其简单性和低元件数。

    2) TIDA-0.0313万 是一种隔离解决方案,它使用具有隔离输出的数字输出电流感应器件(基本上是高精度ADC),将数据从-48V电源域发送到UC。 此方法提供高分辨率测量,但通常仅适用于测量低带宽信号。 换言之,如果您对通过电感器的平均(DC)电流感兴趣,那么这可能不是一个不好的选择。  

    3) TIPD196 也是一种隔离电流感应解决方案,它使用DRV421,这是一种需要外部线圈来调节其输入处的总磁场的流闸传感器。 这将为您提供更高的带宽来测量动态电流和高精度,但由于您必须控制变量的数量才能获得高精度,因此实施比常规电流并联解决方案更复杂。

    如果您对这些方法感兴趣,请查看并告知我们,以便我们可以进一步帮助您。

    此致,

    Harsha Munikoti

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    您好Harsha

    您的同事已经回来了吗? 我想知道,如果我将其与MOSFET串联,而不是与电感器串联,是否可以使用它?

    感谢您详细的回答,400V设计非常有用。

    此致

    西蒙

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    Harsha您好吗?
    您还在吗?
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    您好Simon,

    我是Mayrim在之前的帖子中提到的工程师,我在直流/直流转换器方面有一些背景,可能能够提供帮助。

    我有几个问题可以帮助我加快速度。

    交流电流信号对您的控制算法有多重要?您的目标切换频率是多少?   

    此外,您是否有目标的最小和最大占空比?  

    您是否有转换器的简化示意图,以及您想在何处测量您可以共享的电流?

    您可以通过添加带有FET的串行电阻器来感应电流。  理想情况下,将电阻器放置在电流感应放大器看不到高共模电压转换的位置,即不在转换器的切换侧。  如果您将电阻器放置在开关节点对面,您需要注意,感应电阻器上的下降将降低您的有效栅极驱动电压,因此尽量减小此电阻器的值非常重要。   

    如果您确实计划感应电感器电流,最好在电感器的输出侧进行此操作,以避免出现上述切换转换。

    此致,

    Dennis

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    您好Dennis

    事实上,这主要是我感兴趣的DC信号。 我想在电流等于直流值时测量电流,因此在工作时间的中间。 转换器的目标频率为100-500 kHz。 最大占空比与80 % 有关。

    原理图非常简单明了。 它是一个升压转换器,从20-50V输入到80-120V输出,我会将并联电阻器放在开关下面,这样共模电压几乎为零。 如果我将其与电感器串联,则CM可能太高。

    此致
    西蒙
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    西蒙

    是的,您是正确的, 进行低电流侧感应可避免输出处的高电压。  您可能要检查此应用程序的设备是INA180。  与 INA210相比,它的成本更低,带宽和转换率更高。  它应该能更好地跟踪当前波形,但仍只有350 kHz的带宽(G=20),因此您 将看到边缘有一些倒圆,但是,如果您只关心平均电流,这可能不是问题。

    我不确定INA210或INA180如何与您的控制算法或 用例交互。  我一定会看看这款产品的原型设计,看看它是否能满足您的需求。  

    此致,

    Dennis

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    Simon,

    另一件需要注意的事情是电流感应放大器的转换速率和设置时间限制。

    INA180的转换速率限制为2V/us。  根据您所选放大器的峰值电流和增益,输出转换速度将不能超过2V/us。  如果 您选择的器件增益或电流感应电阻器过大,则可能是一个问题。

     最大输入电流转换通过  以下公式计算:器件输出转换率/增益/ RSENSE。

    假设您的增益为20,RSENSE为2 m Ω,则输入信号的最大速率为50A/us。  您的电感器的电流转换速率很可能低于此值,但如果您使用较高增益和较高的RSENSE,则转换速率可能会受到限制。

    INA180还需要~2.5us才能适应差分输入步长。  如果您在500kHz的连续电流模式下操作升压转换器,恐怕速度太慢。  不连续模式可能正常,因为您不必因初始电流步骤而稳定。

    此致,

    Dennis

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    很棒的Dennis,感谢你详细的回答:)

    我现在知道要注意什么了!

    此致
    西蒙