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[参考译文] INA4181:关于 INA4181的内部方框图和功耗问题

Guru**** 1125150 points
Other Parts Discussed in Thread: INA280, INA281, INA186, INA2191, INA4290
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/1318437/ina4181-about-the-internal-block-diagram-and-power-consumption-issues-of-ina4181

器件型号:INA4181
主题中讨论的其他器件:INA186INA2191INA4290、INA280 、INA281

您好、TI 专家!
我使用的是 INA4181A2IPWR、发现它在关断后具有很大的功耗。 测试如下。 IN+1和 IN-1通过 RSENSE 直接连接到电源 B+。 该器件没有 MOS 管控制、始终为 INA4181A2IPWR 输入引脚 IN+1供电。 和 IN-1。 在测试系统关断电源时、我们发现 IN+1引脚将导致75uA 的电流、这对于我的产品设计而言是不可接受的。
如所附的规格图中所示、我将 REF 接地并将其断开、但75uA 电流没有降低。
因此、我想知道此 INA4181A2IPWR 的 IN+1引脚的内部方框图是否等于将250KΩ Ω 电阻器接地? 此 IN+1引脚如何在内部连接? 我想介绍如何降低功耗、或者您有没有更好的解决方案?

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    尊敬的工程师:

    感谢您发布您的问题。 我将对此进行回顾、并很快做出响应。

    此致、

    彼得

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    您好!

    根据数据表的图6-21、即使 Vs=0V、输入偏置电流也可达到75 µA。

    如文本中所述、有一条从 IN+引脚通过内部运算放大器的已禁用输出连接到 GND 引脚的路径。

    还有一条通过输入偏置级到 GND 的路径、这在您连接的图像中没有显示、但在数据表中的其他位置(请参阅下面的内容)。

    从本质上讲、这种75 µA 输入电流

    另一个唯一的选项是使用 INA2191或四个 INA186。

    此致、

    彼得

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    尊敬的 Peter:

    感谢您的答复。
    还有一个问题。 我仅测试了 IN+1的功耗为75uA、但 IN-1未测试功耗。 我的测试结果是否正确? 如果错误、请更正。 如果正确、您能否从方框图的角度分析一下? 据我了解、IN+1和 IN-1直接连接到总线电压。 这有什么不同吗?

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    嘿、JH、

    我认为大部分电流会流过 IN+、因为有一条接地路径、如下面以蓝色显示:

    但是、这实际上并不重要、因为减小电流的唯一方法是增大输入引脚 IN+和 IN-的 RF。 Ω、一旦 RF>10k Ω、您将开始向电路中添加明显的分流电压增益误差(请参阅数据表的第8.1.3节)。

    您还可以减少  与 IN+和 IN-串联的功率添加开关以打开该路径、但这将由于 VDS 和电压的差异而产生偏移误差。

    除此之外、唯一的选择是使用其他器件。 以下是我的建议:

    1. 是 INA4290。
      1. 这是我们当前唯一的其他4通道器件。
      2. 关断期间 IB < 2.5uA (请参阅数据表的图6-14)
    2. 四个 INA280。 INA280与 INA4290的每个通道非常相似 、精度较低、但价格更优。
      1. 如果您需要器件在低侧运行(Vcm=0V)、则使用 INA281。
    3. 两个 INA2191。  
      1. 极低 IB 和 Iq
    4. 四个 INA186
      1. IB 和 IQ 很低。 成本优化。

    此致、

    彼得

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    您好,Peter,è ne

    对于四通道采样、您推荐的器件比 INA4181A2IPWR 更昂贵、这不具成本效益。
    此外、我还想知道为什么电源电压约为19V 时只有 IN+1的功耗为75uA、而 IN-1不受影响? 我的测试方法是依次断开 IN+1和 IN-1电源电路。 我发现只有 IN+1断开时、75uA 功耗消失了、而 IN-1对功耗没有影响。 上述接地路径是从 IN-1到接地的路径。 这与我的测试结论相反。

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    嘿、JH、

    是的、这是相反的。 我应该展示一些更完整的图。

    这三张图显示了当 REF 为悬空且两个输入都被连接并且只有一个输入被连接时的关断输入偏置电流路径。 它们都将从您的19V 总线产生相同的总输入偏置电流、因为偏置电路为~Ω 2.5kΩ、因此、当与小型分流器并联时、会产生可忽略不计的电流路径。

    这里是 REF 连接到 GND 时的电流。 在这种情况下、总输入偏置电流应翻倍。

    您说您已连续断开 IN+1和 IN-1连接。 这是否意味着您曾经在 IN+1引脚悬空且 IN-1引脚连接到19V 的情况下测试过该器件?

    同一总线还连接了哪些其他输入引脚(来自3个其他通道)?

    如何将 REF 引脚与地断开?

    也许有一种方法可以降低输入偏置电流、将 FET 开关置于 GND 引脚上;但是、通常不建议这样做、因为在其他引脚偏置到另一个电压时将 GND 引脚快速从悬空中短接会产生潜在的闩锁风险。

    此致、

    彼得

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    您好,Peter,è ne

    "您说您连续断开 IN+1和 IN-1连接。 这是否意味着您曾经在 IN+1引脚悬空且 IN-1引脚连接至19V 的情况下测试过器件?"、是的、当我在引脚断开且 IN-1引脚仍连接至19V 电源时将 IN+1引脚连接到一起时、功耗小于1uA。 这是我的实际测量结果。
    其他三个通道无法通过硬件原理图设计产生功耗、可以忽略。
    我目前的想法是在 IN+1引脚上添加一个 PMOS 开关控制。 当我关闭计算机时、我可以通过 PMOS 断开 IN+1引脚与19V 电源的连接、从而降低功耗。 这样可以吗?

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    嘿、JH、

    很抱歉昨天的假期推迟了。 我会及时回复。

    此致!

    彼得

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    嘿、JH、

    您可以打开 IN+引脚以降低总体功耗。 缺点是由于 PMOS 漏源电压的存在、会使失调误差显著增加(使输入失调电压、Vos 更负)。

    如果可以通过1点校准来校准失调电压、则可以消除该误差。 如果 REF > 0V、单点失调 电压校准容易得多、因此系统可以在负载=关闭的情况下线性范围内读取 Vout (与负载=精确源不同)。

    如果无法进行单点校准、那么您可以使用相同的 PMOS 打开两个输入引脚、因此失调电压误差主要由两个 PMOS FET 的 VDS 变化造成。

    此致、

    彼得