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[参考译文] INA190:INA190的奇数响应、因为它监控了极低的占空比电流波形

Guru**** 2502205 points
Other Parts Discussed in Thread: INA190, MSP430F5359

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/1368762/ina190-odd-response-from-an-ina190-as-it-monitors-a-very-low-duty-cycle-current-waveform

器件型号:INA190
主题中讨论的其他器件: MSP430F5359

工具与软件:

我们有一个设计、就是用三个 TI 芯片作为电源:

  • TPS62821DLC 开关模式稳压器将锂离子电池调节至2.5V、
  •  BQ27510DRZR-G3电池电量监测计通过低侧的20 mΩ 感应电阻器来监测锂离子电池、并且
  • 一个  INA190A2IRSWT 电流检测放大器、用于监控该检测电阻。

大多数时候、我们的 Vcc 电流消耗非常低、而开关模式稳压器运行在非常低的频率下、从电池汲取电流脉冲、速率为(比如说) 28kHz。 这些脉冲也非常窄、宽度约为500ns。 我们 DO NOT 在电流检测电阻和 INA190输入之间进行滤波:

INA190似乎并不想以良好的保真度放大这些脉冲。 会发生以下几种不同的情况之一:

  • 不良情况1:INA190几乎没有响应
  • 良好情况:INA190响应脉冲类似于其输入脉冲的带宽受限的副本
  • 不良情况2:INA190似乎产生了非常强的无诱因尖峰
  • 有时良好情况与不良情况2发生重叠、否则带宽受限的脉冲也包含非常强的尖峰、

下面是一个示例图、显示前三种病例中的每一种。 窗口顶部显示了启用 INA190的 IMEASURE_EN 窗口的完整宽度(黄色迹线)。 绿色迹线表示电流检测电阻两端的电压。 蓝色迹线是 INA190的输出。 窗口的下半部分放大 到稳压器的输入电流脉冲中的几个。

您可以看到、INA190仅对两个输入电流脉冲做出了良好的响应、而对第三个脉冲的响应则要弱得多。 同时、它会产生强、但非常窄的输出脉冲、与输入脉冲没有实际相关性。

我会 假设 所有这些都是由于输入电流脉冲的大约28kHz 频率与 INA190交流耦合斩波控制输入放大器的大约100kHz 频率之间的"拍频"造成的。 "你怎么知道的?

这是否意味着我们应在输入端进行一些 RC 滤波、以便为 INA190呈现的信号远比这些非常窄的低频脉冲更为类似于直流信号? (即、如数据表中的图40所示?) 或者我们是否应该考虑其他替代方案?

请注意一个复杂因素:我展示的电路原理图用于在低侧进行电流检测、在这种情况下、我们可以很容易地使用传统运算放大器而不是 INA190。 但一个较新的设计取代了 BQ27427YZFR 电池电量监测计、这迫使我们进行高侧电流检测。 在此新设计中、INA190操作其输入而远高于其 Vcc 的能力是 真的很好,真的很有帮助  传统运算放大器无法提供的特性、因此我们还是愿意选择 INA190。

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    尊敬的 Atlant:  

    我需要一些时间来审核您的数据、并将在周一(6/3)之前提供回复。

    感谢您的耐心等待、  

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    乔:

     谢谢—我期待您的回复!
     同时,有一个美好的周末!

                大西洋报

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    尊敬的 Atlant:

    您的周末过得很愉快、我将在周一向您提供一些反馈。

    感谢您的耐心等待、

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    尊敬的 Atlant:

    我对这里的延误深表歉意。  

    我想知道您将通过 INA190的输出驱动什么。  

    另外、还请观看《 用于驱动 SAR ADC 的电流分流放大器注意事项》 如果 INA190的输出驱动 SAR ADC。

    如果是、您可能必须实施电荷桶滤波器、如注意事项应用手册中的滤波器:

    我建议尝试一下您在数据表中提到的输入滤波器、其截断频率高于您的输入频率、我认为这是28kHz? 我希望这会增加 INA190内部测量的稳定性。  

    感谢您的耐心等待、  

  • 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。

    Atlant,  

    对于此应用还有一个注意事项、当输入信号的周期在 INA190的 BW 范围内时、信号的较高频率分量超出此器件的 BW 范围。

    因此、您将得到更像是输入平均值的输出响应。 如果您对此满意、我将继续执行上述建议。  

    希望这对您有所帮助、

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    乔:

    谢谢文档要点;我会确保我们的电气工程师知道这一点。

    我们将驱动 MSP430F5359的一个采样保持 ADC12输入。 本周末我将阅读这本笔记、看看它是否/如何应用于该 ADC。

    > 对于此应用、还有一条注意事项、当输入信号的周期在 INA190的 BW 内时、
    >信号的较高频率分量在此设备的 BW 之外。
    >
    >因此、您将获得更像是输入平均值的输出响应。 如果您对该结果感到满意、
    然后,我将继续执行上述建议。

    没错、我们很可能会朝着在 INA190输入之前增加 RC 滤波的解决方案发展、这样其内部电路就无法检测到这些非常窄的电流脉冲。

    我们可能会试验一个建议的解决方案、看看它的效果如何。当我们手头有一些数据时、我会再次回复。

    感谢您目前的帮助!

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    感谢您发送编修。  

    我不会关闭此帖子、但会将其标记为"Waiting for customer"、以便您可以在将来发布问题。

    我希望你度过一个美好的周末。