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[参考译文] INA169:为 ESC 输入电流监控提供设计帮助

Guru**** 2540720 points
Other Parts Discussed in Thread: INA169, INA228, INA240, INA290, INA229, 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/933463/ina169-design-help-for-current-monitoring-of-input-to-esc

器件型号:INA169
主题中讨论的其他器件: INA228INA240INA290INA229INA293

我目前正在使用 INA169来测量进入天线车辆电子速度控制器(ESC)的高侧电流。 因此、电流可以随时非常快速地变化。 电流范围为0至30A。 我们希望测量在整个范围内都相当精确。 使用 INA169、在低电流下测量的精度不是很高。 此外、我们还有一个微控制器来读取 ADC 值、但我们可能会使用 I2C 或其他一些数字接口。 实际上、数字接口可能更好地防止噪声耦合到 ADC 信号中。

以下是一些有用的信息:

参数 注释
电压(V) 3.3.  
RL (欧姆)  110、000.00  
RS (欧姆) 0.001.  
Rs_Tolerance (%) 1%  
增益(V/V) 110  
最大增益误差(%) 2%  
ILOAD_MIN (A) 0.1.  
Iload 典型值(A) 7.  
Iload 最大值(A) 30  
Vos (V) 0.001. 最大偏移电压。 1mV 非常高
公式 结果 单位 注释
Rsh_max =(Vout +增益)/ILOAD_max 0.001. 电阻 最大电流分流电阻器值
PSH= rsh x ILOAD_max^2.   0.9. 瓦特 电流感应电阻器功率耗散@满量程电流
最小负载时的偏移误差= Vos /(rsh x ILOAD_min) x 100% 1000.00%    
典型负载下的偏移误差= Vos /(rsh x ILOAD_Typical) x 100% 14.29%    
最大负载时的偏移误差= Vos /(rsh x ILOAD_max) x 100% 3.33%    
最大负载=sqrt 时的总误差(偏移误差^2 + Rs_Tolerance^2+增益误差^2)   4.01%    

这是此类应用的理想选择、还是有更好的选择? 就个人而言、由于低负载(0.1A)时的偏移误差、它看起来是一个糟糕的选择。 感谢您的帮助!

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    此外、这里是我使用的电路:  

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    尊敬的 Juan:

    似乎电路图没有通过。

    对于任何器件而言、在0A-30A 的整个范围内进行高精度测量都具有挑战性。 您注意到的趋势对于每个电流感应放大器而言都是真实的、即%误差在电流范围的低端上触发、但与其他放大器相比更是如此。 最终、放大器的偏移开始限制系统精度。

    也就是说、有一些新型的模拟和数字电流传感器可提供更高的精度。 由于电压在3.3V 时较低、因此潜在的候选项数量很大。

    您可能希望浏览我们 的模拟 电流感应放大器或数字功率监控器在线目录。

    了解设备性能的最快方法是利用 产品文件夹中的在线计算器。 它如下所示(以 INA169为例):

    此致、Guang

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    光、  

    感谢您的回答。 我的应用的常见移动电压实际上约为50.2V 最大值(48V 标称值)。 此外、我不确定在该应用中是否有更好的电流测量传感器用于快速变化的电流、或者 INA169是否足够好。  

    我看了计算器、但它基本上与我拥有的计算器相同。 我构建了一个 Excel 电子表格、基本上也绘制了误差。

    您是否有一个计算器、用于输入参数并输出建议的器件型号或类似的器件型号? 我仍然不知道我针对这个特定应用的最佳选择是什么。  

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    尊敬的 Juan:

    选择合适器件的最佳方法是了解所需的内容、就像您所做的那样、并使用在线目录中的筛选功能来放大一些候选项。 遗憾的是、没有计算器根据系统要求提供器件型号。 仍然需要一些手动选择。

    根据您的共模范围要求、您可以查看 INA240、INA290和 INA293。 这些可提供您所需的更高精度。 对于数字电源监控器、请查看 INA229或 INA228。 请查看最短转换时间,并确保它在走太远之前满足您的要求,因为您提到了该应用是针对“快速变化”电流的。

    此致、Guang

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    听起来不错。 我将查看这些内容。  

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    我刚才查看了建议的电流监控器。 对于我们的应用而言、数字信号的速度应该足够快、而且在使用相同参数时、根据您网站上的 RSS 误差图表、数字信号的精度要高得多:

    以上分析是否正确? 为什么没有更精确的模拟电流监控器? 所有这些放大器在低电流下都具有超过20%的 RSS 误差。 很抱歉返回到已关闭的线程。 谢谢!

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    尊敬的 Juan:

    您尝试附加的计算没有完成。

    模拟电流并联监视器也非常精确、这取决于制造成本及其所服务的市场。

    我建议使用的少数几款模拟或数字器件是具有令人惊叹的低失调电压的最新版本、可用于高电压应用。 在测量低电平电流时、如果器件的失调电压为2uV、则看起来确实会更加精确、尽管20uV 已经是一个出色的规格。

    此致、Guang

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    抱歉。 下图:

    从这些数字来看、如果我想要获得最佳精度、我肯定应该使用其中一个数字模块。  

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    尊敬的 Juan:

    这些数字是合理的。 您可以看到、器件失调电压越小、低电流时的精度就越高。 在宽电流范围内进行测量并保持精度是一项挑战。

    虽然不使用30A 为输出供电、但增大分流电阻器值将提高0.1A 时的误差百分比。

    使用高精度系统时、分流电阻器容差和布局也变得很重要、需要牢记这一点。

    此致、Guang

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    感谢你的帮助。 谢谢!