大家好、
我们正在为射频模块测试 Jig 寻找电流感应放大器、以测量睡眠电流和上行链路电流[峰值]。 请向我推荐合适的解决方案来构建设计。
I 负载最小值:1uA [睡眠]
I Load Max:1A [峰值]
电源电压:3.3V
或者建议我采用合适的方法来实现相同的功能。
谢谢、
Rahul
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大家好、
我们正在为射频模块测试 Jig 寻找电流感应放大器、以测量睡眠电流和上行链路电流[峰值]。 请向我推荐合适的解决方案来构建设计。
I 负载最小值:1uA [睡眠]
I Load Max:1A [峰值]
电源电压:3.3V
或者建议我采用合适的方法来实现相同的功能。
谢谢、
Rahul
您好、Benyuan、
您可能希望创建有关测量 OPA544低侧输出电流的新主题/帖子、因此涵盖精密运算放大器(OPA192)和差动放大器(INA592)的其他组可以为您提供帮助。 包括有关感应电流频率、输出电压范围以及放大器供电方式的信息、所有这些都需要包含在内。
与此同时,我可以提供一些指导。 1mA 至1A 的动态范围对于单个放大器来说可能会有点困难、但这是可能的。 有关将运算放大器(如 OPA192)用于低侧感应的信息、请参阅《模拟工程师电路设计指导手册:标准电流感应技术的放大器》。
您可以在下表中看到所有电势电路。
使用 INA592可能很困难、因为您可能希望将增益从1/2增加到更易于管理的部分。
您将需要考虑您的设备需要多大的带宽。 如果它感应非常快的电流瞬变、那么您可能还需要具有高压摆率和较短稳定时间的器件。
如果您感应的1mA 至1A 电流是直流电流、则可以使用 INA226、这是一款具有 I2C 输出的数字电流传感器。 借助81.92mΩ Ω 的分流电阻器、您将能够使用低电压电源上的此单个器件感应1mA 至1A 的电流。
此致、
Peter Iliya
嗨、Rahul、
前面链接中的电流感测电路是否不适用于点2 (感测>200mA)? 在不了解基本系统要求的情况下、很难说出您的解决方案应该是什么。
有多少布板空间?
200mA 时、您需要什么误差?
系统是否需要低成本?
您的功率预算是多少?
允许的最大分流电阻器功耗是多少?
高侧或低侧感应是首选吗? 高侧电压(VCM)是否为3.3V? 是否存在导致 VCM > 3.3V 的电压瞬变? 始终可能的最大和最小 VCM 是多少?
当系统处于睡眠模式时,第2点的电流感应放大器是否需要关闭?
您感应的是直流电流还是交流电流? 您是否尝试测量峰值负载电流?
电流感应放大器是否需要快速阶跃响应时间?
放大器驱动什么? ADC? 比较器输入? ADC 采样速度和位分辨率是多少?
如果不知道这些问题,我就不能真正向您推荐解决方案或部件。 您知道、您可能可以使用第二个 INA190来测量200mA - 5A 电流。 测量电流的主要限制是输入失调电压或输入偏置电流。 当电流以毫安为单位时、这比大多数电流传感器的输入偏置电流大得多、以微安为单位。 只要您确保分流电阻器的额定功率足够高、以达到可能的最大电流电平、INA180也可能正常工作。
--
对于第3点,我再次不知道您要尝试实现哪种类型的系统。 我会说,将“点1”和“点2”所需的分流电阻器放置在同一条总线线路中会有问题。 这是 Ω、当系统完全正常工作时、检测 kΩ μ A 电流所需的~µA 100k Ω 至1k Ω 分流电阻器(RS1)将暴露在电流放大器中。 显然、这会导致 RS1爆炸。
如果不了解您的系统,您可以通过点2的分流电阻周围的两个 FET 来解决此问题(我们将此分流电阻称为 RS2,假设它在毫欧范围内)。 当系统正常运行时、FET 可能会导通、并使 RS2成为大电流的主要导通路径。 当系统进入睡眠模式时、FET 关闭、并使 RS1成为低电流的主要导通路径。
有许多方法可以实现这一目标、但您最终将获得最佳的了解。 您还可以将单个 FET 与 RS1并联。 在睡眠模式下、FET 将关断、而在高电流模式下、FET 将导通并在 RS1上短路、从而使电流通过 FET 而不是 RS1。 在这种情况下、您需要确保漏源泄漏电流远小于 INA190的 IB (输入偏置电流)。
希望这对您有所帮助。
-Peter
e2e.ti.com/.../SCHEMATIC1-_5F00_-PAGE1.pdfDearPeter、
测试了我的电路、我通过 DMM 获取以下读数、
分流电阻:0.00Ohm 1%
输入电压:3.3
放大器输出:51uV
这就是我通过设计的电路 PFA 获得的结果。
预期结果低于预期结果、
射频模块睡眠电流:2uA
我的集成部件似乎有问题。 请帮助找到我的模块预期的实际电流。(或)请告诉我在这里是否发生了错误。
谢谢、
Rahul
嗨、Rahul、
我在原理图中看到了几个问题。 第一、您可能通过在 OUT 引脚放置过大的电容器来使 INA190变得不稳定。 您使用 INA190在无隔离电阻(R2 =0)的情况下驱动0.1uF 电容(C3)。 我们将最大容性负载规格为1nF。 我首先要移除 C3。
其次、如果您尝试使用2mΩ Ω 分流电阻器测量2uA、则无法实现您的目标。 这会产生9nV 的分流电压、鉴于其输入偏移电压最大为10uV、INA190将无法感应到该电压 此外、9nV 远低于70nV/rtHz 的输入噪声密度。 您不能相信 OUT 引脚上的任何电压测量值小于器件的 VZL (零电流输出电压)。 数据表中的电气特性表第6.5节规定了 VZL。 对于 INA190A1、VZL 最大值为3mV 因此、小于3mV 的任何值都不可靠、可能不意味着任何值、这使得51uV 测量毫无意义。
Ω 使用增益为25V/V 的 INA190A1版本、您需要将分流电阻器增加至200k Ω 这意味着2uA 时的输入分流电压为400uV、增益为25V/V、因此 INA190A1输出引脚的读数为10mV。 您还可以 Ω 一个15k Ω 分流电阻器来选择 INA190A5 (500V/V 增益)。 这意味着2uA 时的输入分流电压为30uV、增益为500V/V、因此 INA190A5输出引脚的读数为15mV。
实际上、器件的输入失调电压(Vos)会在上述示例中增加显著误差、尤其是当分流电压仅为30uV 时。 如果您需要更高的精度、则很可能需要增加分流电阻。
此致、
Peter
嗨、Rahul、
我不确定你要做什么。 我将假定您仍在尝试测量150mA 至200mA 的电流、在使用电流感应放大器时、这需要一个非常简单的电路。 您之前说过 VS=3.3V、分流电阻为1Ω Ω;但是、对于许多放大器、这在3.3V 电源下不起作用。 为了缩放 INA190 (或 INA199或 INA180等任何其他放大器)的分流电阻器、您必须确定 VS 和在最小电流下允许的最大误差量)。 我在前面的一个线程中包含了有关如何计算误差的链接、但这里又是这些链接。
下面是 INA190的一个示例。 请注意、即使使用最低增益选项(25V/V)、我也需要将分流电阻器减小至500mΩ Ω、以便 VOUT 信号不会在200mA 负载电流下饱和。 请考虑下载 我们的 TINA 仿真器 以及 您选择的电流感应放大器模型。
e2e.ti.com/.../INA190A1_5F00_simulation.TSC
此致、
Peter
嗨、Rahul、
您能否将两个电路都放置在同一个射频模块上? 如果您将两个电路的分流电阻器串联放置在您的射频模块上、会发生什么情况。
这是最直接、最简单的方法来完成您的要求。 Ω、当您的模块以峰值电流(200mA)运行时、很可能会出现问题、该电流会流经您的15 μ A 大分流电阻器。 第一个问题是、如果分流电阻的额定值不正确、它可能会烧断。 因此、在这种情况下、它需要至少 R*I^2 = 15Ω Ω*(0.2A^2)= 0.6W 的额定功率。
第二个问题是这个分流电阻器会使您的射频电压下降3伏= 15Ω Ω*0.2A、因此下游电路可能看不到它们需要看到的电压。
因此、我建议使用增益最高的 INA190A5 (500V/V)来测量休眠电流、以便尽可能减小此分流电阻。 但是、您只能在 INA190A5输出引脚饱和之前大幅降低分流电阻。 一旦 Vsense = Rshunt*SLEEP_CURRENT 变得很小,INA190A5输出将不会处于线性区域,并且其输出将满贯到接地。 这就是我们提供零电流输出电压规格的原因、因此您知道当器件以接地为基准(VREF=0V)时 VOUT 应该有多大。
如果您为 INA190A5 REF 引脚提供基准电压、您可以进一步减小分流电阻。 这样可将输出电压(VOUT)偏移 REF 电压。 Vout 始终等于以下公式:
VOUT = Vsense *增益+ VREF
其中 Vsense = VIN+- VIN-
虽然这需要额外的电压源和电路、但提供基准电压可让您测量更小的电压、因为您可以差分读取 INA190的输出电压。 也就是说、ADC 将读取相对于 VREF 而不是相对于 GND 的 VOUT。
总的来说、INA190的输入失调电压(Vos)仍然会限制测量睡眠电流的精度;然而、您可以在系统中编程一个失调电压校准程序、其中 Vos 可由 ADC 测量、并记录到存储器中、然后从那里的所有测量值中减去。