德州儀器INA138NA/3K電流監(jiān)控芯片中文詳細資料

一、型號與類型

INA138NA/3K是德州儀器（Texas Instruments，簡稱TI）生產(chǎn)的一款高精度、高性能的電流監(jiān)控芯片。它屬于INA1x8系列，該系列專為高側單極電流分流監(jiān)視器設計，旨在提供寬輸入共模電壓范圍和低靜態(tài)電流，同時保持高精度和穩(wěn)定性。INA138NA/3K特別適用于需要精確電流測量的應用場景，如電源管理系統(tǒng)、車載電子系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)等。

　　廠商名稱：TI德州儀器

　　元件分類：電流監(jiān)控芯片

　　中文描述： TI德州儀器,2.7V至36V、800kHz可變增益電流感應放大器,1個放大器,2?A,SOT-23,5引腳,-40°C,125°C

　　英文描述： 2.7 to 36V,800kHz Variable gain current sense amplifier 5-SOT-23-40 to 125

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　　INA138NA/3K概述

　　INA138NA/3K是高側單極電流分流監(jiān)視器。具有寬輸入共模電壓范圍和低靜態(tài)電流，并且采用小型SOT-23封裝，廣泛適用于各類應用而設計。

　　輸入共模和電源電壓相互獨立，INA138的電壓范圍為2.7V至36V，額定溫度范圍為–40°C至125°C。。靜態(tài)電流僅為25?A，允許電源連接到電流測量分流器的任一側，同時誤差非常小。

　　該元器件可將一個差分輸入電壓轉換為電流輸出。此電流使用外部負載電阻轉換回電壓，該電阻可設置的增益范圍為1至100以上。盡管該電路專為分流測量而設計，但同時也非常適用于創(chuàng)造性應用中的測量和電平轉換。

　　INA138NA/3K中文參數(shù)

　　INA138NA/3K引腳圖

二、工作原理

INA138NA/3K的工作原理基于高精度運算放大器和均值濾波器技術。該芯片通過測量電流分流器（也稱為分流電阻）兩端的電壓差，利用內(nèi)部運算放大器將這一差分電壓信號放大，并轉換為電流輸出。該電流信號隨后通過外部負載電阻轉換為電壓信號，從而實現(xiàn)對電流的精確測量。

具體來說，INA138NA/3K具有一個差分輸入端，用于接收來自電流分流器的電壓信號。該信號經(jīng)過內(nèi)部高精度運算放大器放大后，通過芯片的一個輸出引腳以電流形式輸出。為了將電流信號轉換為電壓信號以便于后續(xù)處理，用戶需要在輸出端連接一個外部負載電阻。通過調(diào)整負載電阻的阻值，用戶可以設定所需的增益范圍，從而實現(xiàn)對不同電流范圍的精確測量。

三、特點

1. 高精度：INA138NA/3K采用高精度運算放大器，確保測量結果的準確性和穩(wěn)定性。其誤差范圍通常非常低，能夠滿足大多數(shù)高精度電流測量應用的需求。

2. 寬輸入共模電壓范圍：該芯片的輸入共模電壓范圍從2.7V至36V，適用于多種電源電壓環(huán)境，提高了芯片的適用性和靈活性。

3. 低靜態(tài)電流：INA138NA/3K的靜態(tài)電流僅為25μA（典型值），這意味著在待機或低負載狀態(tài)下，芯片的功耗極低，有助于延長設備的電池壽命。

4. 可編程增益：通過調(diào)整外部負載電阻的阻值，用戶可以設定增益范圍從1V/V至100V/V以上，從而實現(xiàn)對不同電流范圍的精確測量。

5. 電流限制保護功能：該芯片具備電流限制保護功能，能夠在電流超出預設范圍時自動停止輸出，防止電路短路或過載電流對電子設備造成損害。

6. 寬溫度范圍：INA138NA/3K的工作溫度范圍從-40°C至+125°C，適用于各種惡劣環(huán)境條件下的電流測量。

7. 小型封裝：采用SOT-23-5封裝形式，體積小、重量輕，便于在小型電子設備中集成。

四、應用

INA138NA/3K電流監(jiān)控芯片廣泛應用于各種需要精確電流測量的電子設備中。以下是幾個典型的應用場景：

1. 電源管理系統(tǒng)：在電源管理系統(tǒng)中，INA138NA/3K可用于監(jiān)測電池的充電和放電電流，以確保電池的安全和高效使用。同時，它還可以幫助系統(tǒng)實現(xiàn)精確的電量估算和剩余使用時間預測。

2. 車載電子系統(tǒng)：在車載電子系統(tǒng)中，INA138NA/3K可用于監(jiān)測電動機的驅動電流、車載充電器的充電電流等關鍵參數(shù)。通過精確測量這些參數(shù)，系統(tǒng)可以實時調(diào)整工作狀態(tài)，提高車輛的行駛安全性和舒適性。

3. 工業(yè)控制系統(tǒng)：在工業(yè)控制系統(tǒng)中，INA138NA/3K可用于監(jiān)測生產(chǎn)線上的電機、泵等設備的電流消耗情況。通過實時監(jiān)測電流變化，系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)并處理設備故障或過載情況，確保生產(chǎn)線的穩(wěn)定運行。

4. 能源管理系統(tǒng)：在能源管理系統(tǒng)中，INA138NA/3K可用于監(jiān)測各種能源設備的電流消耗情況，如太陽能板、風力發(fā)電機等。通過精確測量電流變化，系統(tǒng)可以評估能源設備的性能并優(yōu)化能源分配方案。

五、參數(shù)

以下是INA138NA/3K電流監(jiān)控芯片的主要參數(shù)：

• 電源電壓范圍：2.7V至36V

• 靜態(tài)電流：25μA（典型值）

• 工作溫度范圍：-40°C至+125°C

• 封裝形式：SOT-23-5

• 增益范圍：1V/V至100V/V（可編程）

• 輸入偏流：2μA

• 輸入偏置電壓：1mV

• 帶寬：800kHz

• 準確性：0.5%（典型值）

• 引腳數(shù)：5Pin

• 尺寸：3.05mm x 1.75mm x1.1mm（典型SOT-23-5封裝尺寸）

六、詳細電路設計與應用注意事項

電路設計

在設計包含INA138NA/3K的電路時，需要特別注意以下幾點：

1. 電流分流器的選擇：電流分流器的阻值應根據(jù)待測電流范圍和所需的測量精度來選擇。較小的分流電阻會產(chǎn)生較大的電壓降，從而提高測量精度，但也會增加功耗。因此，需要在精度和功耗之間做出權衡。

2. 電源去耦：為了確保INA138NA/3K的穩(wěn)定工作，建議在電源引腳附近添加適當?shù)娜ヱ铍娙?。這有助于減少電源噪聲對芯片性能的影響。

3. 增益設置：通過選擇合適的外部負載電阻，可以設定所需的增益。增益的選擇應基于待測電流的范圍和所需的輸出信號范圍。需要注意的是，增益過高可能會導致輸出信號飽和，而增益過低則可能降低測量精度。

4. 布局與布線：在PCB布局時，應盡量縮短電流分流器到INA138NA/3K輸入端的走線長度，以減少信號路徑上的寄生電阻和電感。同時，應避免將高噪聲信號線靠近芯片的敏感引腳。

應用注意事項

1. 熱管理：在高電流測量應用中，電流分流器可能會產(chǎn)生顯著的熱量。因此，需要確保分流器具有良好的散熱條件，以避免過熱導致性能下降或損壞。

2. 電磁干擾（EMI）防護：在電磁環(huán)境復雜的應用中，應采取措施減少EMI對INA138NA/3K的影響。例如，可以使用屏蔽罩來覆蓋芯片和關鍵信號線，以減少外部電磁場的干擾。

3. 過流保護：雖然INA138NA/3K本身具有一定的過流保護能力，但在某些應用中可能還需要額外的過流保護電路來確保系統(tǒng)的安全。這可以通過在電流分流器上串聯(lián)一個保險絲或使用其他過流保護元件來實現(xiàn)。

4. 校準與驗證：在實際應用中，應對INA138NA/3K的測量結果進行校準和驗證。這可以通過與已知精度的電流源進行比較來實現(xiàn)。如果發(fā)現(xiàn)測量誤差超出可接受范圍，應對電路進行檢查和調(diào)整。

七、總結與展望

INA138NA/3K作為一款高精度、高性能的電流監(jiān)控芯片，在電源管理、車載電子、工業(yè)控制等多個領域具有廣泛的應用前景。其寬輸入共模電壓范圍、低靜態(tài)電流、可編程增益等特點使得該芯片能夠滿足各種復雜應用場景的需求。隨著電子技術的不斷發(fā)展，對電流測量精度的要求也在不斷提高。因此，未來INA138NA/3K及其同類產(chǎn)品將繼續(xù)在技術創(chuàng)新和性能提升方面努力，以滿足市場對高精度電流測量解決方案的需求。

同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等新興領域的興起，對電流監(jiān)控芯片的需求也將進一步增加。這為INA138NA/3K等高精度電流監(jiān)控芯片提供了更廣闊的市場空間和發(fā)展機遇。我們相信，在未來的發(fā)展中，INA138NA/3K將繼續(xù)發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢，為電子設備的智能化和高效化做出貢獻。