[参考译文] INA240：如何解决输入偏置问题

您好 BP101、

我正在研究您的问题。  明天我将咨询我们的设计团队、看看他们是否会在任何情况下期望输入偏置会导致您遇到的错误。  但是、此时我担心您当前器件的性能。  如果您的器件具有 REF2=1.225V、REF2=GND、并且 VSense=10mV (最大正峰值)、则我预计输出为1.225V/2+.01V*20V/V = 0.8125V。  在下面显示的测试设置中、我实际上非常接近该值。

尊敬的 Patrick：

  这是一种在 INA 输入端使用的相当干净的波形 10mV 泄漏电流会被添加到答案中。  即使是 TINA 分析、广泛的输出滤波(470k/15n) 也会在  IG1=8安培时产生奇数答案40mV、无论采用哪种方法配置 REF。 您确实需要使用 真正的电机 PWM 逆变器测试 INA 输入 以查看此结果。   大约12.5kHz PWM 的 TINA 函数发生器扫描模式(ARB 39ms) 不能精确地模拟梯形波 交叉 分流 IG1=8安培的影响。 但奇怪的是   、随着 瞬 态分析大于30ms、梯形波形幽灵的残余出现。

看起来 预偏置 会导致 ADC 调节问题 ( VS=3V3) 并联 泄漏电流、从而在某 种程度上影响整体精度。 几乎不可能缓冲增加的电位、这会以不良的方式改变 ADC 满量程因子。  为了  从 ADC 采样中获得较窄的信号斜率、输出端似乎具有非常大的470k/15n 串联电阻。  然而，从 迄今的结果来看，即使这样做也会产生不正确的电流测量。

[引用 user="Patrick Simmons "]我希望您的器件具有 REF2=1.225V、REF1=GND、且 VSense=10mV (最大正峰值)、[/引用]

 我们的测试分流器500 μ 欧姆。  TINA 输出 可产生40mV/A 峰值@75安培。  奇怪 的24V 直流开关直流电源在为 测试台逆变器供电时 、分流器会很容易地在 75-100mV 8-20mV 峰值顶部形成极高的噪声 、但在某   种程度上、ADC 3k9/15n 滤波器会缓冲这些峰值。  

已重新检查 80V 直流线性电源 750uohm (75mV@100A)内部的100安培电流、 接地端与三个 INA 相同。 500uohm 分流 器(6W) 的额定值大约会降低至 3瓦 @100*C

更新了分流 CH1、INA 输出 CH2、8安培测试台、REF2=GND、REF1 =1.225v 的捕捉。 请注意、输出峰值几乎 与 REF1+2=+1.225v 或 MID REF +1.225v 系列9K1/6K8接地时相同、大约为680mv 输出偏置。

信号的下半部分 (CH2)完全符合 平衡 PWM 负逆变器电流波形的条件。 注意 CH1 X1探针未显示正确的分流信号。

您好 BP101、

请在此处通过绘制与 INA240黄色输出曲线重叠的 INA240输出、来阐明您的查询。  我相信您正在向我们展示、当 INA240的输出接近 REF 电压电平时、噪声会增加。  我希望 INA240的输出会增加、因为系统中的其他器件会通过分流器提供更多电流。  请将 INA240与信号源隔离、只需向 INA240施加输入感应电压即可。  如果通过隔离输入并提供电压、您仍然可以在输出上看到噪声、那么我们可以排除源。  接下来的调试步骤是将输出与电路的其余部分隔离、并查看提供的电压是否会产生噪声、最后尝试使用实验源直接提供 VREF。  一旦我们确定了峰化的来源、我们就可以进一步确定调试工作的目标。

尊敬的 Patrick：

分流器两端的峰值噪声过大是示波器探针 X1的测量误差、其中 X10分别降低了9-16mv 峰值噪声。

然而、这并不解释为什么1/2 REF 在随机瞬变和典型 PWM 峰值通过分流器期间无法降低 A1输出的峰值幅度。 也就是说、任何到达 A1/A2输出的分流瞬态都超过了 REF 引脚限制它们的能力、即尝试达到 VS 引脚3V3电源轨电压的瞬态。  相对于 VS 3V3电源电压、输出中似乎存在缩放误差、在这个电流测量条件下、应该会产生500uohm 分流电阻。 ST 电流监视器 750uohm 分流电阻100安培(75mV/A)可以轻松测量  低于采集值的相同低侧 PWM、但具有 SAR 的240低侧10mV/A 无法测量！

请注意、采集 X1探针上方的分流电压毫伏以及下方的 X10采集真实的分流信号更能揭示3.2-3.6安培的偶数1/2 REF (620mv)输出信号振幅 如何 具有过高的振幅。  无论数据表公式如何给出、误差量都很容易达到30%。  在捕获 CH2下方、我们看到2V 峰 值- 1/2 REF (620mv)= 1.38v/10mV 或13.8安培峰值。 A1输出峰值应为 10mV + 1/2 REF 和635mv/10mV/A 或3.5A、因此输出具有过多的无根据幅度！ INA 输出 违反欧姆定律 E=IR * 20增益。 INA 中使用的某些器件(我们不这么做)会导致增益过高 A1/A2、这违反了欧姆定律 、因为12.5kHz PWM 信号 CMMV 穿过500 μ Ω 分流器。 我们认为、这是 TI 实验室技术人员要弄清楚的、而不是客户也要成为受害者。  

[引用 USER="Patrick Simmons ]接下来的调试步骤是将输出与电路的其余部分隔离、并查看提供的电压是否会产生噪声、最后尝试使用实验室源直接获取 VREF。  一旦我们确定了峰化的来源、我们就可以进一步确定调试工作的目标。

我们的观点有所不同、因为 INA240应该已经过 TI 实验室测试、以便作为   低侧监控器正常工作、并联上存在12.5kHz PWM。 这表明、 我们没有从两个不同的直流逆变器的结果中判断出它是作为低侧监控器进行测试的。 两个逆变        器已经证明、必须对240的输出幅值进行电阻分频、以产生可用信号、并对 SAR 进行适当比例调节、即指标为3.1v 满量程样本和测量。

可以 提供 TI 实验室 裸 PCB 逆变器来测试 为什么使用240 个 低侧 监控器(12.5kHz PWM)、A1/A2输出违反欧姆定律 E=IR * 20或50增益、因为它与 REF、VS 引脚3V3直流电源相关。  TI 工程师有时可能需要跳出思维框。