高端双向电流并联监测芯片INA270应用

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1、高端双向电流并联监测芯片INA270应用顾善忠德州仪器(TI)推岀的两款电压输出、高端电流检测监控器——INA270与INA271,其具有・16V至+80V的宽泛共模输入范亂这两款产品还采用二级架构,能够简化需要额外电流信号滤波的电路设计工作。上述器件特别适合汽车、电机控制、电源管理以及电池充电等领域的电流测量应用。INA270与INA271不仅能够解决高共模电压下小分路压降(shuntdrop)的测量难题，还能通过介于两级之间的滤波器网络保护缓冲电压输出端。因此，驱动模数转换器或低阻抗负载时，无需额外使用放大器。AmplifierforFilteredRii

2、rmnfMpaciirpmAntINA270与INA271支持更广泛的共模输入范围，从・16V汽车电池反向电压(reversal),到超过汽车瞬态过冲要求的+80V峰值电压。要实现上述功能只需通过+2.7V至+18V的单电源电压供电即可。INA270与INA271还实现了较高的精度(整个温度范围内的最大误差为3%)、较高的带宽(130kHz)、较低的静态电流(最大900uA),而且能在・40°C至+125°C的温度范围内正常工作。这些器件提供两种增益：INA270的增益为14JNA271的为20。此外,INA270与INA271的其它应用还包括电信、笔记本电脑

3、、焊接设备以及检试与测量应用。主要特点•宽共模电压范ffl(-16V至+80V)•电源电压：2.7V至18V•共模态抑制比(CMRR)：120dB•偏置电压：0.5mV•总体输出误差：±3%(最大值)INA271(增益G=20V/V)为双级、高侧电流并联监视器，具有宽共模电压范围(-16V至+80V),从而使其极为适用于汽车应用一一需要针对大电压瞬变及电池电位反向进行保护。该器件的电源电压范围为2.7V•双级拓扑结构，可支持带滤波的至18V,在整个扩展温度范围(-40°C至+125°C)缓冲输出受益•可支持带滤波的缓冲输出•免除了额外的运算放大器・采用单个电容

4、即可完成滤波内的最大输出误差不超过±3%。由于其共模态抑制比(CMRR)达到了120dB,使得共模电压在动态范围上的问题不复存在。INA270/1的双级拓扑结构轻松的实现了滤波并保护了缓冲电压输出，免除了对额外运算放大器的需求。典型的应用包括了控制无刷直流电机([BL]DC-motor)及可变力螺线管(variable-forcesolenoid)oTI的INA270（增益G=14V/V）以及INA270内部原理图木次选用的是INA270,数据手册上说INA270的增益为14,也就是放大倍数为25,但是实测放大倍数只有20-21的样子，也就是说实际的增益只有1

5、3.1左右。IN+与IN■之间的电压Vrs和输出电压UoZ间的关系是Uo二K*Vrs,经过实验发现K大概在20.5左右。计算电流的公式如下：I=Uo/k/Rs微控制器通过AD转换可得到Uo的值，固定系数K可以从实验中得到，Uo/k便得出检测电阻RS两端的电压。而RS在一个已经做好的电路里是固定的,可以通过实验得岀RS的阻值（可用欧姆表或伏安法测出电阻），用RS两端的电压除以RS的阻值便可得到RS中的电流，因为INA270的输入阻抗很大而RS的阻值很小，RS和负载便是串联关系，所以RS中的电流也就是负载上的电流。因此只要得岀Uo的值便可计算出对应的负载电流I,并

6、且两者成线性关系。令Ks=K*Rs,那么I便等于Uo/Ks,而一个电路Ks是确定的已知的。所以微控制器只要用AD测出Uo再除以一个Ks便是所测负载的电流了。电路原理图如下：电路原理图可见INA270在应用电路设计中是非常方便的，减少了应用电路设计的复杂性且提高了电路的可靠性和稳定性。因此INA270是电流监测方面的理想选择。