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[参考译文] INA302:电子保险丝应用会损坏电流感测放大器

Guru**** 2391175 points
Other Parts Discussed in Thread: INA302

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/734601/ina302-efuse-application-causes-damage-to-current-sense-amp

器件型号:INA302

你(们)好。

我正在研究一个电流感应应用、该应用使用 INA302A1在机器人电源中进行电子融合。 基本上、我想分别使用 ALERT2和 ALERT1输出来设置"慢速熔断"和"快速熔断"保险丝的电流阈值限制。 两个引脚在有线或配置中连接在一起、并为低电平有效的 FLT 信号使用共享上拉电阻器、然后将其馈送到功率 MOSFET 的控制逻辑中。

我使用 EVM 测试了 INA302芯片、它似乎非常适合此应用。 但是、在组装我自己的原型板后、我遇到了一些问题。 我似乎烧毁了一些 INA302芯片、我不确定原因。 我的共模电压为24V、分流电阻器为10m Ω。 当我使用可变负载调整流经分流电阻器的电流时、最终我在24V 和 GND 之间短路。 这是在电流小于1A 的情况下进行的、因此我认为我不会超过最大差分输入电压。 我已经检查了电路板的其余部分、它与 INA302绝对相关。 我仔细阅读了数据表、并严格遵循了建议的电路板布局、因此我不明白为什么我会不断吹掉芯片。 我所做的唯一改变是以有线或配置将两个警报信号连接在一起、但由于它们是集电极开路输出、我认为这不会导致问题。 我的模拟设计技能有点生锈、因此我希望大家能有任何见解。

下面是原理图的一部分:

谢谢、

Domenic Rodriguez

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    看起来图像第一次没有发布、所以我要在这里重试。

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    高 Domenic、

    您能否详细说明此测试:“当我使用可变负载调整流经分流电阻器的电流时,最终导致24V 和 GND 之间出现短路”?

    由于您没有熔断保险丝,测试是否基本上是直流? 24V 到 GND 的短路径是什么? INA302输入引脚是否损坏?

    如果您只是通过分流器传递直流电流,那么 INA 会失败,我看不到原因。

    您没有显示 MOSFET+保险丝电路的复位。 但是、保险丝接地端连接在哪里? 它是否连接到 GND 或是否分离?

    关先生

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    高 Domenic、

    SMCJ36CA 不会保护 INA302A。 采用具有较低导通电压的 TVS。 此外、不要使用双向 TVS、而是使用单向 TVS。 为什么不采用 SMCJ30A? 使用两个 TVS (每个输入一个)并将其连接到 INA302A、如数据表的图51所示。

    如果必须具有负输入电压、您甚至可以将肖特基二极管并联到每个 TVS。

    Kai
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    您好、Guang、

    电子保险丝+MOSFET 馈入电路板的电源部分、该部分提供24V、12V、5V 和3.3V 输出。 所有 GND 连接都连接到 PCB 第二层上的公共接地层。 电路板从顶部到底部叠层为信号-> GND ->电源->信号。 除了接地平面、PCB 的电子保险丝部分下方还有一个3.3V 电源平面。

    下面是我测试的基本程序的说明:

    1. 将24V 电源连接到 DUT 的输入端。
    2. 将 DUT 的24V 输出连接到可变负载。
    3. 将示波器探针连接到电流感测测试点。
    4. 将可变负载设置为从 DUT 汲取100mA 电流。 启用可变负载。
    5. 检查示波器上的电流感测输出、并验证测量值是否合理。
    6. 增大负载电流、然后重复步骤5。

    因此、本质上我是执行一系列直流步进。 在我的第一次测试中、我注意到从500mA 负载转换到1A 负载期间出现了一个问题。 PCB 上有电源指示灯 LED、在我增加负载后、所有 LED 都关闭。 我关闭了负载并切断了电源。 我的第一个想法是警报输出已锁存、因此我尝试对电路板进行下电上电以清除锁存。 但是、在下电上电后、电源中的电流截止已激活、并且我听到一个噼啪声/看到一个火花。 我对所有涉及的器件断电、在测试后确定24V 输入和 GND 之间存在短路。 我检查了电路板的各个部分、但最终移除 INA302芯片后就消除了短路。 我尝试更换芯片并再次测试、结果类似、这次负载约为200mA。 200mA 的负载不应足够接近来损坏 INA、但在再次调查之后、它再次被破坏。

    我对 INA302 EVM 套件执行了类似的测试、没有任何问题。 我的设计与 EVM 非常相似、因此我不确定这里会发生什么情况。 请告诉我、我是否可以提供更多详细信息来帮助解决此问题。

    谢谢、

    多明性

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    尊敬的 Kai:

    我想知道问题是否与可变负载的瞬态尖峰有关。 我测试过的 EVM 套件不包含 TVS 二极管、也没有任何问题、但我认为电路板上电流感应放大器下游的额外电源可能会改变电路属性。 我将根据您的建议再次访问 TVS 二极管。 在此应用中、我不打算存在负输入电压。

    谢谢、
    多明性
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    高 Domenic、

    电感负载或扩展布线很容易产生过压。 我会始终在输入端使用 TVS。 它甚至有助于抵御 ESD ...

    Kai
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    高 Domenic、

    受损的 INA302很可能是故障的后果、而不是故障的原因。

    由于24V 为您的系统中的所有电源供电、因此我将启动电流限制、使其足够大于测试电流1A。 只要不超过分流器的额定功率、就可以了。 我怀疑当您增大负载电流时、超过24V 电源的电流限制、它会迅速关闭。 此时 INA 由于快速瞬态而损坏。

    之后、当您尝试打开电源时、GND 短路已存在、因此会发出火花和爆裂声。

    除了调高电流限制外、您还可以使用功率电阻器来产生负载电流。 但我认为这两种方法都将改进您的测试。

    关先生

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    您好、Guang、

    我想你在头部碰到了钉子。 我在24V 电源上的电流限制增加的情况下重复了我的测试程序、一切都按照我的预期工作。 我想对电源消耗的电流量感到紧张、这种情况对我来说是背向的。 感谢您的建议! 我还将根据 Kai 关于下一次设计迭代的建议、研究更好的 TVS。

    谢谢、
    多明性