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[参考译文] INA180:输入和输出滤波器

Guru**** 1078800 points
Other Parts Discussed in Thread: TIDA-00472, INA180, INA241A, INA241B, INA240, INA181, OPA374
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/1182322/ina180-input-and-output-filters

器件型号:INA180
主题中讨论的其他器件:TIDA-00472INA241AINA241BINA240INA181OPA374

您好!

我们设计了一个板、用于使用16.6V 15安的电源电池驱动 BLDC 电机。

我们希望针对电机和电池上的电流测量实现逐周期电流感应。

我查看了参考设计 TIDA-00472、发现它使用运算放大器而不是仪表放大器进行电流感应、并且在输入和输出端都有滤波器。

在 INA180数据表中、它表示最好对输出进行滤波、并且仅在没有输出滤波选项时才需要输入滤波器。

我是否需要同时实现输入和输出滤波器、或者只需要一个输出滤波器即可实现?
此外、使用 OP-AMP 而不是输入放大器是否有好处? (如果我错了、我认为请不要纠正我)。

谢谢、

体层器

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    Tomer、您好!

    在低侧应用中、具有简单运算放大器的差分放大器可以实现、因为在低侧应用中、通常不需要大的共模抑制。

    另一方面、在高侧应用中、当需要高共模抑制时、具有简单运算放大器的差分放大器可能无法实现。 那么、只有"INA"系列的电流感应放大器才会实现。 具有简单 OPAMP 的差分放大器无法提供较大的共模抑制、因为反馈电阻器的制造容差、温度漂移和长期漂移会导致不可避免的不平衡。 例如、与100dB 的 INA180的共模抑制相比、具有简单运算放大器的差分放大器将仅提供40...60dB 的共模抑制。 这是一个巨大的差异。

    最好对输出进行滤波、而不是对输入进行滤波。 事实是、INA180输入端的滤波会在输入之间引入非常有害的不平衡、这是由输入滤波组件的制造容差、温度漂移和长期漂移引起的、并且很容易降低 INA180极好的共模抑制性能。 我看到过一些应用、在这些应用中、选择不合适的输入滤波组件完全破坏了共模抑制。

    因此、明智的做法是在 INA180的输入端仅引入非常软的共模输入滤波、并尝试主要在 INA180的输出端进行滤波。 在共模输入滤波方面、经验法则是:"更少就是更多"。

    我认为、根据图9-2进行差分输入滤波在许多应用中是合理的。 但在添加共模滤波(从每个输入到 GND 的额外电容器)时、我会非常小心。 共模滤波电容器应具有较小的电容、并应由 NP0或 C0G 制成。 当然、它们必须尽可能相等。

    当您需要一个用于 ADC 输入的电荷桶滤波器时、INA180输出端的低通滤波器是合理的。

    但是、您是否需要滤波取决于您的应用。 如果不知道您的应用、我无法说出您需要什么滤波。

    Kai

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    Tomer、您好!

    由于前面提到的所有 Kai、我们有 INA240、INA241A 和 INA241B 来处理高共模开关。   我建议查看这些内容。

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    感谢 Kai 和 Javier。

    我认为 INA180适合我的应用、无需 INA240。

    对于电机、PWM 频率为10kHz、因此 INA180就足够了。

    我将遵循仅过滤输出的建议。

    对于电池、我实际上使用 INA181、因为它是双向的、在这里、我使用它通过列计数来测量电池的充电/放电、因此精度变得更加重要。

    我有一个非常精确的基准电压(为此使用 TL431LIAIDBZR)、因此我相信这种组合将为我提供所需的精度。

    如果你有任何意见,我将不胜感激。

    最棒的

    体层器

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    Tomer、您好!

    Javier 现在外出度假、并将在返回时再次访问此帖子。

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    Tomer、您好!

    如果10kHz PWM 信号包含大量远距离谐波、那么使用 INA180数据表图9-2中所示的差分输入信号滤波是有道理的。

    还请记住、INA180的共模输入电压范围仅允许输入电压降至-0.2V。 因此、请尽可能缩短低侧分流器和 INA180之间的距离、以最大限度地减小分流器上的任何电感。

    Kai

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    嗨、Tomer、

    Javier 不在办公室、但我将回答您的问题。

    INA180A1 (增益为20V/V)可替代 OPA374 (以及周围的反馈差分电阻器网络)、因为这是一种直流返回电流配置。 INA180A1还具有350kHz 闭环带宽和2V/us 压摆率、因此、如果占空比不是太低、应轻松跟踪10kHz 信号。 作为参考、OPA372 (6.5MHz 单位增益带宽)将具有6.5MHz/20 = 325kHz 的闭环带宽、因此这是一种相当的替代方案。

    在确保高精度方面、我强烈建议在整个可能的温度范围和分流电阻 器 ppm/C 变化范围内执行完整的误差分析。

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-current-sense-amplifiers-gain-error?context=1139747-1139745-1138708-1139852-1140045

    此致、

    Peter