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[参考译文] INA241A：为改进 RFI 抗扰度、建议使用输入滤波器

admin
Guru**** 2561200 points


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/1376551/ina241a-recommendation-for-input-filter-to-improve-rfi-immunity

器件型号：INA241A

工具与软件：

我们使用您的 INA241在 H 桥的输出端测量电流、该 H 桥通过20kHz PWM 信号和40V 电源电压进行控制。 根据数据表、这是 INA241的完美之选。 由于我们必须处理 RFI (例如 BCI 测试)、因此我们  直接在 IN+、IN-输入端使用采用铁氧体和共模扼流圈的输入滤波器作为串行元件和电容器(请参阅下图)。  
(此电路是为另一种使用另一个电流感应放大器的应用而开发的、并在非常恶劣的环境中成功运行了多年。)

但与 INA241配合使用、此滤波器电路不起作用。 它会导致振铃并驱动 INA241"疯狂"。 我们认为 INA241的 PWM 抑制与我们的滤波器相结合无法实现协调。
(平均时间内、我们不使用输入滤波器、INA241运行正常。)

为了提高 INA241的 RFI 抗扰度、您建议使用什么输入滤波？

非常感谢您的帮助。 提前感谢！

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    TI__Guru**** 2561200 points
    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。

    您好、Kalle、

    您是否曾尝试在输入端没有滤波器的情况下完成这一切。  如果阻抗不匹配、输入滤波器的问题有时会导致更多问题。  INA241检测到快速 VCM 瞬态(共模上的 PWM 信号)并限制该瞬态到输出。  如果您对 INA241进行滤波、可能会将其视为高速转换、并尝试仅仅放大信号。  如果路径不匹配、VCM 变化可能会导致差分电压增加。  我建议在没有滤波器的情况下尝试执行此操作、以查看您是否获得改进。   

    如果您可以解释这一点并显示您看到的一些示波器屏幕截图、我不熟悉 BCI 测试。这也可能有助于找到根本问题、或者 INA241是否可以满足您的应用需求。   

    此致、

    Javier

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    TI__Guru**** 2561200 points
    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。

    Javier、您好！

    感谢您的快速响应。 正如我在要求中提到的、我们将在不带滤波器的情况下运行 INA241、它可以正常工作。 但我们的电子产品必须"能够承受"多项测试。  其中一项测试是 BCI 测试(大电流接触测试)：

    此测试将有一个电流探头用于注入100mA 电流(！) EUT 线束中。 在本例中、频率范围从1MHz 持续到400MHz。 测试信号分别为正弦和 CW 或 AM 调制。 在这个非常硬的测试期间、电子器件一定不能出现故障(！)。

    您明白我们有一些问题、即 如果前端没有外部滤波器电路、INA241将无法通过此测试。

    我已经看到有另一个人也在很难进行 BCI 测试(https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1369145/ina241a-ina240-bci-test-problem)。

    我认为我们必须为同一问题找到解决方案...  

    资料来源： transientspecialists.com

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    TI__Guru**** 2561200 points
    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。

    您好、Kalle、

    当电压超出正常工作范围时、您不能不将电压滤除至器件、而是为电流创建替代路径。  例如二极管或器件？ (https://www.ti.com/lit/ug/tidu473/tidu473.pdf) 问题是、您希望在正常运行期间(而不是在这些测试期间)让一些高速通过。

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    TI__Guru**** 2561200 points
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    Javier、您好！

    感谢您提出解决方案建议。  我昨天的解释可能不够准确。 我说过在 BCI 测试期间我们的电子产品一定不能失败。 换言之、我们的测量电子设备的输出必须保持稳定、不受 BCI 测试的影响。

    在访问 Iris Shen/TI 的应用"实现 BCI 高抗扰度的典型应用"的链接之后： https://www.ti.com/lit/an/slvafg5/slvafg5.pdf。

    "3.2测试结果"一章介绍了几个测试类别。 我们必须达到 A 类(!)。

    目前、我们已将串行元件(铁氧体磁珠、CMC)替换为零欧姆跳线、仅使用 INA241输入端的电容器。 借助此配置、INA241可以正常工作。 我们继续执行项目、使所有功能都可运行。 但之后我们必须再次调查这个问题。

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    TI__Guru**** 2561200 points
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    您好、Kalle、

    我知道、但通过额外的电流、它是否通过分流电阻器、从而产生了可通过 INA241测量的压降。  带宽为1MHz、因此如果电流流经 Rshunt、则某些信号将出现在输出中。  我仍然不明白电流是如何注入的、因为电流似乎是通过探头注入连接它的电缆。   

    此致、

    Javier

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    TI__Guru**** 2561200 points
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    Javier、您好！
    我们将测量 H 桥的输出电流。 分流电阻器位于输出路径中。 BCI 测试使用线束上的探头夹注入100mA 电流。 这意味着注入的 BCI 电流会以某种方式流经电路。 部分电流也将通过分流电阻器。 处理这种不必要电流的唯一方法是立即转移电流(例如、每个 I/O 的电容器接地、额外的滤波)。 但是、在 INA241的输入端进行额外的滤波似乎是一个真正的挑战。

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    TI__Guru**** 2561200 points
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    您好、Kalle8319：

    为什么不用齐纳二极管替换两个1n 电容、使电流正向接地。 也许可以将 TI Tina 和 INA241瞬态分析模型用于各种 BCI 测试电路。 您还可以为每个输入添加多达10欧姆、而不会引入太大的输出误差。  

    此致、

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    TI__Guru**** 2561200 points
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    Javier、您好！
    感谢您努力为我们的问题找到解决方案。 但是、正如我几天前提到的、我们必须满足 BCI A 类测试。 类 A 定义为：
    "器件或系统的所有功能在受到干扰期间和之后均按设计运行。"
    齐纳二极管是保护电路的常用方法、但在本例中、我们没有保护问题、但问题是电路一定不能受 BCI 测试的影响。 INA241的输出不得显示(！)期间的干扰 测试。
    我们几年前就已经使用 MAX9918开发出这样的电路、并在 PCB 布局和滤波器电路上投入了大量精力。 我们成功将铁氧体磁珠、共模扼流圈和电容器组合在一起、可产生差模和共模噪声。
    但是、具有更高带宽和特殊 PWM 抑制输入电路的 INA241似乎带来了另一种处理方式...

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    TI__Guru**** 2561200 points
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    Richard YE 说：
    二极管是一种常用的电路保护方法、但在我们的案例中、我们没有保护问题、问题是电路一定不能受 BCI 测试的影响。 [报价]

    然而、上面显示的 BCI 测试会引入通常并不表示差分放大器电路的条件。 在这种情况下、设计用于测量分流器上的压降。 似乎更适合根据 INA 数据表规格测量输入电阻(EMI/RFI)、PWM 典型带外杂散瞬态或高频静态电压。 输入受到保护、免受静态电压充电的影响。

    也许添加 B2B 齐纳二极管(TVS / MOV)可以钳制错误的接地电流。 在理想情况下、可以使用 TI-Tina 等软件分析来检查分流器预期差分电压范围和 BCI 施加的测试电压@100mA。 过去、工程师可以免费下载 INA 模型以及 Tina 瞬态分析。 而且、频谱分析仪工具对模型电路点(探头)进行扫描的频率会生成一些非常好的图形 DUT 单个输出特性。  

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    TI__Guru**** 2561200 points
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    感谢您的建议。
    我们衷心感谢您为解决我们的问题所做的努力和提供的各种支持。
    我们的问题有一个解决方案、我们必须/将找到它...