[参考译文] INA271A-Q1：Vs Vsense和Vout连接

你好，Sara：

感谢您的查询，

无论何时支持如此高的电流范围，都很难确定。 需要考虑的几个因素...

• 它应该有多准确？
• 电路上允许的压降是多少？ (aka ，所需的输出电压调节)
• 感应电阻器上允许的损耗是多少？
• 要与此零件连接的ADC的精度是多少？
• 设备的测量值应低至1mA，高至8A，还是您只需要它来承受此类幅度的瞬变？

现在，让我们来看看数学方面...

• 您指定的电压输入为4.5 - 28V -最坏情况下静态电流接近900uA，5K输入电阻器将指示9.5V的最小输入电压，忽略INA271的任何输出电流。 我将修改电路的这一部分。
  • 通过100mR电阻器的8000mA电流时，最大输入电压为800mV
  • 感应电阻器必须能够在热能中耗散6.4W。

• 您所需的分辨率约为8000步，具体方法是将最大输入值除以最小输入值，因此8000mA/1mA = 8000。
• 这需要16位ADC，因为12位ADC只能测量4096个不同值(2^12)
• 正确的状态是Vo =(VS-VA) 0.2 ，因此对于4.5V电源电压，最大可测量感应电压为215mV或2.15A
• 在电流为1mA时，通过100mR电阻器的最小输入电压为100uV。 这与问题4有关。
  • 该设备的最坏情况下偏移量为2.5mV，加上20uV/°C，实际上低于25mA的任何电流都无法 准确 测量
  • 同样，可以测量低于20mV的Vsense值，但会导致精度下降，TI无法对此进行量化。 您是否能够为您的申请提供所需的准确性？

在推荐合适的零件之前，我需要您提供更多详细信息。 我很可能不会推荐任何分辨率精确到1/8000的产品， 但如果您可以指定所需的电流范围和允许的误差范围以及设备生存所需的最大电流，我当然可以再研究几个解决方案并提出建议。

卡洛斯，您好！

非常感谢您的回复。

我的应用仅用于测量输入电流。 通过测量IN271的Vo，我们可以获得Vsense by除法增益，然后我们可以获得输入电流。 我们使用电流感应部分的原因是，当输入电流低于10mA时，如果没有增益，我们就无法获得准确的Vsense。 因此，我们不需要将Vo连接到ADC，我们只需将Vo连接到万用表即可测量其电压。

•它应该有多准确？

•+- 5 % 没问题。 例如，当输入电流为1mA时，Rsense = 0.1欧姆，增益= 20，因此Vo=2mV。 我们可以接受1.9mV到2.1mV之间的Vo。

•电路上允许的压降是多少？ (aka ，所需的输出电压调节)

•同上。

•感应电阻器上允许的损耗是多少？

•我们使用0.1ohm电阻器的额定功率@25C为30W。

•要与此零件连接的ADC的精度是多少？

•我们不需要ADC。

•设备的测量值应低至1mA，高至8A，还是您只需要它来承受此类幅度的瞬变？

•实际上，我们需要从1mA，2mA…10mA，20mA…100mA，200mA…1A，2A…8A的每个点进行扫描，以测量降压设备的效率。 因此我们需要获得准确的输入电流。  但如果电流感应部分不支持分辨率，我们只能考虑输入电流从1mA到1A的情况。 因为当输入电流超过1A时，我们可以获得无增益(电流感应)的电流。

•您指定的电压输入为4.5 - 28V -最坏情况下静态电流接近900uA，5K输入电阻器将指示9.5V的最小输入电压，忽略INA271的任何输出电流。 我将修改电路的这一部分。

o通过100mR电阻器的8000mA电流时，最大输入电压为800mV

o感应电阻器必须能够在热能中耗散6.4W。

o将5K输入电阻器更改为50K又如何呢？ 对于4.5V-28V输入，电流来自90uA-560uA，带50K电阻。 对吧？ 我认为额定功率为30W的0.1欧姆感应电阻器可以处理6.4W的耗散，而且感应电阻器也有一个散热垫。

•在电流为1mA时，通过100mR电阻器的最小输入电压为100uV。 这与问题4有关。

o该器件的最坏情况下偏移量为2.5mV，加上20uV/°C，实际上低于25mA的任何电流都无法准确测量

o同样，可以测量低于20mV的Vsense值，但会导致精度下降，TI无法对此进行量化。 您是否能够为您的申请提供所需的准确性？

o对于此功能，我真的要注意较低的1mA。 您的意思是，当电流低于25mA，与我的应用不匹配时，无法准确测量此部分。 那么您是否会推荐一款能够使用100mR感应电阻处理低电流1mA-1A的零件？

感谢您的回复。

我相信你对低电流的最佳选择是使用运算放大器。 我强烈建议使用负偏置电源，而不是简单地依赖轨对轨电流，以便在测量小电流时尽可能保持偏移和线性。 我将移动此主题，以便我的同事可以帮助您。

关于您的上述评论，我认为您没有正确理解我关于5K输入电阻器的观点。 这是串联电阻器R2，它与zenner二极管一起构成电压调节器电路，为器件通电。 应降低此电阻值，以适应较低输入电压下所需的工作电流，同时还应提供所需的最小反向电流，以便调节zenner。

您好Sara：

您的咨询已在精密放大器中与我们分享，以了解我们是否 可以提出可能的解决方案。

从概念上讲，我们最近的一些精密运算放大器版本     可以在所需的4.5 V至28 V电源范围内工作，并且具有从电源轨到电源轨的输入共模电压范围，这些版本可能提供了解决方案。 具有必要属性并通过AEC-100认证的设备是OPA192-Q1。  它是低噪声，低偏置，高性能运算放大器，具有此应用所需的轨对轨共模电压范围。 请注意，数据表标记为"高级信息"，因此您必须检查其可用性。

下面，我 展示 了1 mA至8 Amperes范围的电流并联监视器概念，带有100毫欧姆并联电阻器。 增益设置为6 V/V，因为如果分流电阻器的压降大于 8安培电流，则输出将冲击高上轨。 这实际上限制了1 mA极低电流末端的分辨率。 此外，由于OPA192-Q1输出不能完全变为零，因此会在同相输入中添加一个小的100 mV共模电压，以保持输出远离下轨。 电路的这一部分需要进一步改进。

此致，Thomas

精密放大器应用工程

Sara，

您可以使用我们的零漂移INA188仪表放大器(最大Vos为55uV，因为您尝试测量输出电流为1mA的100uV感应电压)，但这需要您使用双电源，+/-2V <电压<+/-14V， 因为输入共模和输出电压范围不会到达负极轨。  

此外，由于您尝试测量Vsense输入范围的四十年变化，您必须切换增益电阻器以将输出范围调整为 100uV < Vsense < 800mV的输入范围。  例如，8A的Ishunt的增益为5 (4V的输出电压)，ish=1mA (1V的输出电压)的1万 增益-请参阅以下内容：

但是，最简单的解决方案需要使用我们的一个精确操作图(如OPA191)，并在特定的Ishunt级别使用开关来更改增益-请参阅下面的内容：

您好，

感谢您的详细回复。

您是否想检查以下SCH是否正常？

我真正想要的是电阻器R1的两个端子之间的电压差。 因此，我希望将OPA191引脚3连接到VIN电压而不是GND。

非常感谢您的申请。

极小或零差动输入电压将驱动差动放大器的输出至参考电压连接至上图中的- VS2的电压。  由于OPA192的输出不能一直摆动到负极轨，因此必须将VS2引用到输出可到达的电压；OPA192的输出电压为~100mV，RL>10kohm -参见下文。

您好，Marek：

非常感谢您的回复。

我还有一个问题：

第三种测量高侧电流，输出参考负轨，与我的SCH与之前的POST相同(如下所示) ，除了R3和R5的增益设置。 我对吗？我错过了什么？