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[参考译文] INA240:DCDC转换器中电流感应放大器的最小带宽

Guru**** 633810 points
Other Parts Discussed in Thread: INA240, INA186, INA293
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/1100301/ina240-minimum-bandwidth-for-current-sense-amp-in-dcdc-converter

部件号:INA240
主题中讨论的其他部分: INA186INA293

您好,

我正在寻找一些有关选择电流感应放大器以测量降压DCDC转换器的输入电流的指导。 此测量将用于MPPT和效率计算。 以下是一些基本电路信息:

VCM:0-100V

最大电流感应电阻:1Mohm

首选增益:>= 50V/V

输入电流范围:需要0-50A (1mOhm感应电阻器允许0-66A,G=50电流感应放大器和3.3V参考电压)

AD转换器精度:12位(~16mA/位)

AD转换器采样频率:~30kHz

DCDC转换器PWM频率:~200kHz

DCDC转换器输出电压:~12V

可接受低侧或高侧测量。

以下是一个快速示例:

我熟悉放大器中导致此类错误的大多数原因(更改VCM,Vos等), 但我正在努力确定此系统所需的最小带宽。 我担心,如果我选择低带宽的电流感应放大器(如INA186),它的响应速度会太慢,不能准确反映输入电流。 INA240的带宽比INA186高,但我仍然不知道400kHz 是否足够。 INA293带宽在1.3MHz下变得越来越好。

slyy154a.pdf的第3章将对该主题进行一些讨论:

此测量的常用方法是选择
具有宽带宽的电流感应放大器。 英寸
为了保持在可听见的频率范围以上,
典型调制频率范围为20 kHz至
30 kHz。 放大器选择用于生成直插电流
这些PWM驱动应用中的测量目标
中具有信号带宽的放大器
200 kHz至500 kHz范围。

这是关于快速变化的VCMS,但我认为它仍然是相关的。 似乎他们建议的带宽是PWM频率的10倍。

需要准确快速地检测负载
通过低侧分流电阻器的电流至关重要
过流保护所需的应用,更快
反馈控制回路,精确的蓄电池和电源
正在监控....

传统的低侧电流测量应用
使用了专用电流感应放大器PRECISION
连接到的放大器或通用放大器
外部感应电阻器。 但是,在应用程序中
您需要检测小的高速瞬态脉冲,
这些设备往往缺乏足够的带宽
需要在单个增益中准确地复制脉冲
阶段。

更复杂的是,采样频率仅为~30kHz (与PWM的边缘同步)。 我认为这一主题可归结为以下问题:

我应该提出高带宽解决方案,以便测量准确的瞬时电流,还是应该选择低带宽解决方案,让它自然地平均输入电流进行测量?

如有任何指导,将不胜感激。

谢谢!

Phillip

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    Phillip,您好!

    下面是一些想法,我希望这些想法有助于澄清一些事情。

    如您所述,电流采样频率与PWM频率分离。 它们是不同的,前者由ADC操作确定,可以任意快速或慢速。

    可以为200kHz的PWM频率实施逐周期低侧电流测量。 但是,需要一个速度适中的放大器,尽管2MHz的闭环带宽不一定是必需的。 ADC和系统的其余部分也必须足够快,以便充分利用快速电流测量功能。

    然而,不太可能需要实时测量,而且回报可能不值得。 测量直流或平均电流可能满足MPPT要求。 除非有强烈的反对意见,否则这就是我要着重讨论的途径。   

    此致,Guang

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    您好,Guang

    感谢您的及时回复和深入见解。 考虑到这是针对MPPT的,我认为这就是答案。 INA186的旋转显示其输出准确反映了平均输入电流,所以我现在就来介绍一下。

    我很清楚未来的设计,在什么情况下,您需要更快的电流感应放大器? 使用 CMC的DCDC转换器?

    谢谢!

    Phillip

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    Phillip,您好!

    INA186是性能/成本方面的最佳选择。

    在电流模式控制中,可能需要实时电感器电流测量。 其他示例包括某些过电流保护应用和电机控制。   

    此致,Guang