[参考译文] INA199：IN-上的电阻器过热

BART、

感谢您使用论坛回答您的问题。  

IN-引脚上有任何瞬态电压。  我会更担心电压会低于器件的 GND。  请记住、器件的 GND 与系统的 GND 不同、具体取决于布局和其他条件。  在诸如接合和断开开关等瞬态事件期间、这将更加深刻、因为此时电流变化很大。  如果任何瞬变从器件 GND 引脚降至0.3V 以下、则可能会损坏该引脚。  这适用于 INA199A 版本。  该数字比 GND 低0.1V 的 INA199B 和 INA199C。

在另一个注释中、我将查看数据表中的第8.4节、建议您不要添加大于10Ω Ω 的滤波器电阻器。  数据表中对此进行了更详细的描述。   

另一个注意事项是、由于两个原因、Rshunt 不应在输入端持续连接14V 电压。  它不在差分的正常线性范围内、并且在它们空载时可以得到正满量程测量。  我 Ω 将 IN-连接到 Rshunt 的另一侧、并减小进入器件的电阻(220k Ω)。  这将确保即使在无负载的情况下也能获得低输出电压。  另一种方法是在开关断开时导轨输出。  

您好 Bart、

您是否考虑了 SMBJ22A 阈值电压的制造容差？

这是汽车应用吗？

您想要检测什么负载电流？

Kai

尊敬的 Kai：

感谢您的输入。 您是否建议大于26V 的干扰尖峰会破坏 INA 的稳定性？

是的、它是汽车应用、INA 正在检测0-20A 电流。 还有一个1000uF (与负载并联)的电容。

谢谢、此致

您好 Bart、

遗憾的是、标准汽车应用中的电池电压直接来自地狱。 存在巨大的尖峰、骤降、反向电压等 您不仅需要对 INA199的输入引脚、还需要对电压引脚进行大规模保护。

您可能希望阅读本文：

Kai  

尊敬的 Kai：

在+Battery 上有一个 transil smbj22CA。

INA 是否有可能强制 IN-输入端的+Battery 上的电势、这会导致下电阻220R 上的功率耗散(14 * 14 / 220R = 0.89W)？

您好 Bart、

是的、如果 IN-输入损坏并对地短路、最终是由于 ESD 单元损坏、则每次开关闭合时、R23都会过热。

您能详细介绍一下负载和开关吗？

Kai

您好 Bart、

请不仅查看高瞬态。  任何低于 GND 的低瞬态也会导致问题。  这就是为什么我建议在开关之前将 IN 上的连接移至电阻器。  这样、INA199的输入端 CM 上没有变化、并且当没有电流时、电流感测放大器的输入/输出端不会产生大电压。

您好、Javier、Kai、

非常感谢您的反馈、并为延迟回复而道歉。

我们更新了该设计的一个变体、在其中添加了额外的 GND 电势肖特基(标记为黄色)、我们认为这有助于消除负尖峰。 然而、在进一步检查之后(并考虑到设计的另一个变体、其中 GND_INJ 和 GND 是常见的且短接)、这个额外的肖特基二极管可能不会改变任何(？)。

此外、在输出端有一个与负载并联的电解电容器、在开关关断期间、这将保持流经电感负载的电流并衰减负尖峰。

您能否帮助再次查看当前原理图、您可以建议些什么来缓解该问题？

e2e.ti.com/.../INA199-_2D00_-ApplicationCircutv2-_2800_2_2900_.pdf

BART、

我仍然认为您应该连接到开关的另一侧。  您需要考虑可能导致测量误差的开关寄生电阻。  通常情况下、寄生电阻随温度的变化要大得多、因为铜在电阻~0.4%°C 时具有较大的漂移  具体取决于负载电流和总漂移可能变化的电阻大小。   

您好 Bart、

我会这样做：

e2e.ti.com/.../bart_5F00_ina199.TSC

Kai

您好 Bart、

原理图上的其他一些词语：

正如 Javier 已经提到的、R3到 R6有点过大、无法从 INA199A 获得最佳精度。 不过，我仍将他们维持在高水平，以维持尽可能高的保护水平。 但是、一旦您确认此保护方案有效、您应该考虑稍微减小电阻器。

这里的另一个关键点是 Z1和 Z3的泄漏电流。 您应该从 ST 获取泄漏电流为超低的 TVS、例如 SMCJ18A。 它们规定25°C 时的泄漏电流小于200nA、85°C 时的泄漏电流小于1µA μ A 另一方面、肖特基二极管的泄漏电流可能在 mA 范围内！ 这太多了、无法在这里正常工作。

Z1、Z2和 Z3可以是 SMCJ18A 或 SMBJ18A、但重要的是其泄漏电流超低。

R3至 R6应具有非常低的制造容差、小于+/-1%或更佳的<+/-0.1%。 在可承受高电流尖峰的更大封装中采用稳健的电阻器。

D1可保护 INA199A 免受负电压尖峰的影响、例如由电感反冲引起。 R7保证通过 D1的泄漏电流不会在 INA199A 的电源引脚上产生危险的高负电压。 R9限制电流尖峰、例如源自"+12V_IGN"线路上的正电压尖峰。 它还会限制流入 C1至 D1的浪涌电流。

Z1、Z2和 Z3只能与限流电阻 R3、R5和 R9配合使用。

当负电压尖峰到达输入时、R4和 R6通过电流限制来保护 INA199A 的输入。 R3和 R5会在电流正向偏置时限制流过 Z1和 Z3的电流。 假设压降为0.8V、则 R4和 R6会将电流限制为<8mA。 如果 INA199A 在 GND 引脚上看到一个较小的负电源电压、可实现更好的保护。 LM7705可用于生成-0.232V 的电源电压。 然后、R4和 R6上的电压下降仅约0.6V、将输入电流限制在约<6mA。

蓝色标记的信号接地应尽可能靠近 INA199A 的 GND 引脚。 D1、Z1、Z2、Z3、R1、 R3至 R7、R9、C1和 C2应该被安装在靠近 INA199A 的位置。 C1应为100nF...470nF/X7R/0805。 我仍然会47µF 一个与 C1并联的10...5 μ F/35V 电解电容。

Kai