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[参考译文] INA3221:不同VIN+/VIN-电压下的电流感应精度

Guru**** 2390755 points
Other Parts Discussed in Thread: INA3221, INA219, INA226, INA230, INA220, INA231

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/647649/ina3221-current-sensing-accuracy-under-different-vin-vin--voltage

部件号:INA3221
主题中讨论的其他部分: INA219INA226INA230INA220INA231

您好,团队,

我有一个关于INA3221的问题。

不同VIN+/VIN-电压下的准确度是多少? 例如,当VIN+/VIN-为0~5mV,5~10mV,>10mV时。

这是否只是受到相同偏移,1-LSB步进误差和增益误差的影响?

谢谢。

约翰尼

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    你好,Johnny:

    我假设您指的是VIN+和VIN-之间的输入差分电压。 只有当此差分输入Vin增加时,设备的精度才会提高。 您可以使用 产品文件夹页面右侧的联机错误工具 查看 不同Vin的最大RSS错误。 根据5mV的图形,您将得到一个错误1.62 %。

    输入偏移(Vos)和增益误差导致的误差在Vin的可能范围内是恒定的。 某些错误源将随着Vin的变化而变化:输入偏置电流(IB)随着Vidff和VCM的增加而增加。  由于CMRR导致的VOS将随着VCM的增加而增加。 总的来说,随着Vin变小,这些错误源在Vin信号中所占的百分比会增大,因此错误会增加。

    此致,

    Peter Iliya

    电流感应应用

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    Peter,

    感谢您的回复。 因此 ,错误1.62 % @5mV仅为RSS错误。 我们应该将Vos和其他因素考虑在内。

    对于不同VIN+/VIN-下的总典型错误和最大错误,您是否有一些准确的计算结果或测试结果?

    谢谢。

    约翰尼

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    约翰尼,

    1.62 % 值已考虑Vos,CMR和增益错误。 这是客户在5mV差分 输入, 12V共模,25C温度下应预期的最大RSS (根和平方)误差值。 RSS的计算方法是:从每个错误源(Vos,CMR,增益误差,Vos漂移)中确定单个错误百分比,对这些值的平方求和,然后取总值的平方根。

    rss = sqrt( e_Vos^2 + e_cmr^2 + e_ge^2 + e_lr偏移^2)

    您是否询问如何计算不同感应电压(输入的差分电压)或不同共模值的错误? 您只需参考该工具即可完成此操作。

    Peter Iliya

    电流感应应用

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    Peter,

    感谢您的回复。 我还有另一个问题。

    低于IB+/IB-偏置电流差20uA是否会在10欧姆电阻器上产生200uV电压降?

    谢谢。

    约翰尼

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    你好,Johnny,

    这是正确的,但INA3221输入偏置电流行为与我们的许多其他放大器不同 ,因为在VIN-引脚处有一个内部670kOhm电阻器,用于测量总线电压。 这就是IB-曲线增加,IB+曲线保持平坦,共模增加的原因。 因此,有两种方法可以计算IB感应的偏移(包括 10欧姆滤波电阻器)。

    方法1:转至IB VC VCM和/或IB vdiff曲线

    Vsense =设备在输入引脚处感应到的电压

    Vsense = (Rsun*IB-)- IOS*RF; 其中IOS = IB+- IB-

    Vsense = (Rsun*26uA)-(8uA - 26uA)*10Ohm =

    Vsense = 26uA*分流 器+ 180uV

    方法2:使用参数表中的IB值并使用670kOhm内部电阻进行计算

    在本文中,我们对具有此内阻(Rin-)的INA3221和INA219产品进行了推导和解释:

    Vsense =-IB+* RF +(分流+ RF)*(Vbus/Rin-+ IB-)

    Vsense =-10uA*10Ohm +(rsh + 10Ohm)*(12V/670Kohms + 10uA)

    Vsense =-100uV + 280uV + rsh*28uA

    Vsense = 28uA*分流 器+ 180uV


     在这两种情况下,您大约得到相同的-180uV偏移(由于电阻器)。 对于 +220uV的可能总偏移量,此偏移量将增加到通常为+-40uV的零件的初始偏移量(Vos)。 完整的误差分析需要包括来自CMR的偏移(共模抑制),来自温度变化的偏移以及增益误差。

    最佳,

    Peter Iliya

    电流感应应用

     

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    Peter,

    感谢您的回复。
    是否可以使用一个10欧姆和一个5欧姆电阻器来减少此错误?

    约翰尼
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    约翰尼,

    我想说,只要总线电压(或部件的共模电压)在需要并联测量时没有变化,这是合理的。 此外,滤波器的光纤信道将增加~3kHz,因此滤波器的整体有效性将降低。

    另一种选择是放置一个670kOhm的并联电阻器,以使Vin+输入接地,平衡IB+和IB-电流,尽管如果客户仍然需要滤波器,使用10Ohm /5Ohm滤波器似乎更实用。 我已经发布的文章中显示了这一点: e2e.ti.com/.../3576.ina219-ina3221-input-impedance</s>3221

    另一种替代方法是使用不带此内部670kOhm电阻的替代部件,但仍测量VBUS。 然后,客户可以使用两个10欧姆电阻器进行滤波。 这些替代设备是:INA220,INA226,INA230和INA231。

    此致,
    Peter Iliya
    电流感应应用
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    Peter,

    您能否帮助您检查以下计算是否正确?

    我的问题:

    1. 上述计算中的EO/ A是什么?

    2.对于RSS = sqrt( e_Vos^2 + e_cmr^2 + e_ge^2 + e_lrkt^2),什么是 e_lrkt^2以及如何计算 e_ge^2?

    谢谢。

    约翰尼

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    1.我认为EI/A是增益错误(e_GE)。 此值已在数据表中提供,如GE_max = 0.0025V/V或0.25 %
    2. e_drift =(Tmax - Tmin)*DVOs/dT_max 如果您只关心25C操作,则e_drift = 0。

    E_Vos = Vos/Vsun_Ideal = Vos/(Rsun*I_load)
    E_CMR = Vos_cmR/Vsun_Ideal
    E_IB = Vos_IB/Vsun_Ideal,其中Vos_IB说明初始IB错误和因IB导致的输入过滤器错误。

    vos_ib =-(10uA*Rfilt+)+(rsh + Rfilt-)*(VCM/670Kohms +10uA),如上一个POST所示。

    或者,您可以查看某些VCM的数据表中的实际IB+和IB-值,并按以下公式计算:
    Vos_IB =-(IB+*Rfilt+)+ Rfilt-*IB-+ Rsuny*IB-

    Peter Iliya
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    Peter,

    感谢您的回复。 另一个问题是,在下面的计算工具中是否已经考虑了对10欧姆电阻器的偏置电流影响?

    谢谢。

    约翰尼

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    否。错误工具假定电流感应放大器的输入处没有输入滤波器。

    Peter Iliya