德州儀器INA381A2IDSGR電流檢測(cè)放大器中文資料

一、引言

德州儀器（Texas Instruments，簡(jiǎn)稱TI）作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與制造公司，其產(chǎn)品在電子領(lǐng)域具有廣泛的影響力。INA381A2IDSGR作為TI旗下的一款高性能電流檢測(cè)放大器，憑借其出色的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在電子行業(yè)中備受矚目。本文將詳細(xì)介紹INA381A2IDSGR的型號(hào)類型、工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用以及關(guān)鍵參數(shù)。

廠商名稱：TI德州儀器

元件分類：電流檢測(cè)放大器

中文描述： 具有集成過流比較器的26V、350kHz電流檢測(cè)放大器

英文描述： 26V current sense amplifier with integrated over-current comparator for cost-sensitive applications

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INA381A2IDSGR概述

INA381A2IDSGR包含26V共模電流感應(yīng)放大器和高速比較器。該器件通過測(cè)量分流電阻器兩側(cè)的電壓并將該電壓與用戶定義的閾值限值(通過比較器基準(zhǔn)引腳進(jìn)行設(shè)置)作比較來檢測(cè)過流情況。該電流分流監(jiān)控器可在獨(dú)立于電源電壓的–0.2V至26V共模電壓范圍內(nèi)測(cè)量差動(dòng)電壓信號(hào)。

開漏極警報(bào)輸出可配置為在兩種模式下運(yùn)行：透明或鎖存。在透明模式下，輸出狀態(tài)與輸入狀態(tài)保持一致。在鎖存模式下，警報(bào)輸出僅在鎖存復(fù)位時(shí)清除。獨(dú)立比較器大信號(hào)警報(bào)響應(yīng)時(shí)間小于2?s，能夠快速檢測(cè)過流事件。由INA381提供的總系統(tǒng)過電流保護(hù)響應(yīng)時(shí)間小于10?s。

該器件由2.7V至5.5V單電源供電，消耗取最大電源電流為350?A。該器件具有–40°C至+125°C的工作溫度范圍，并采用8引腳VSSOP封裝。

INA381A2IDSGR中文參數(shù)

制造商:Texas Instruments

產(chǎn)品種類:電流檢測(cè)放大器

系列:INA381

通道數(shù)量:1 Channel

GBP-增益帶寬產(chǎn)品:210 kHz

Vcm-共模電壓:12 V

CMRR-共模抑制比:100 dB

Ib-輸入偏流:80 uA

Vos-輸入偏置電壓:100 uV

電源電壓-最大:5.5 V

電源電壓-最小:2.7 V

工作電源電流:350 uA

增益誤差:0.1%

最小工作溫度:-40 C

最大工作溫度:+125 C

安裝風(fēng)格:SMD/SMT

封裝/箱體:WSON-8

放大器類型:Current Shunt Monitor

en-輸入電壓噪聲密度:40 nV/sqrt Hz

特點(diǎn):Alert Function,Low-side Capable

增益V/V:50 V/V

Ios-輸入偏置電流:0.05 uA

濕度敏感性:Yes

關(guān)閉:Shutdown

SR-轉(zhuǎn)換速率:2 V/us

INA381A2IDSGR引腳圖

二、型號(hào)類型

INA381A2IDSGR是德州儀器INA381系列中的一款具體型號(hào)，屬于電流檢測(cè)放大器類別。該系列還包括INA381A1、INA381A3、INA381A4等多個(gè)型號(hào)，它們的主要區(qū)別在于增益（Gain）的不同，分別為20V/V、50V/V、100V/V和200V/V，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。INA381A2IDSGR的增益為50V/V，特別適用于需要高精度電流檢測(cè)的場(chǎng)合。

三、工作原理

INA381A2IDSGR的工作原理基于電流檢測(cè)放大器的基本原理，即通過測(cè)量電流通道上電阻的壓降來檢測(cè)電流。具體來說，該器件內(nèi)部集成了一個(gè)高精度的電流感應(yīng)放大器和一個(gè)高速比較器。當(dāng)電流通過分流電阻器時(shí)，會(huì)在電阻兩側(cè)產(chǎn)生電壓降，這個(gè)電壓降與電流成正比。INA381A2IDSGR的電流感應(yīng)放大器測(cè)量這個(gè)電壓降，并將其放大至易于處理的水平。同時(shí)，高速比較器將放大后的電壓與用戶定義的閾值進(jìn)行比較，以檢測(cè)是否發(fā)生過流情況。

具體來說，INA381A2IDSGR可以在獨(dú)立于電源電壓的-0.2V至26V共模電壓范圍內(nèi)測(cè)量差分電壓信號(hào)。這種寬共模電壓范圍使得該器件能夠適應(yīng)多種不同的應(yīng)用環(huán)境。此外，該器件還具備開漏極警報(bào)輸出功能，可配置為透明模式或鎖存模式。在透明模式下，輸出狀態(tài)與輸入狀態(tài)保持一致；在鎖存模式下，警報(bào)輸出僅在鎖存復(fù)位時(shí)清除。這種靈活的警報(bào)輸出配置使得INA381A2IDSGR在過流保護(hù)應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

四、特點(diǎn)

1. 高精度：INA381A2IDSGR采用高精度放大器設(shè)計(jì)，具有低失調(diào)電壓和低增益誤差，能夠提供高精度的電流檢測(cè)。

2. 寬共模電壓范圍：該器件能夠在-0.2V至26V的寬共模電壓范圍內(nèi)工作，適應(yīng)性強(qiáng)。

3. 快速響應(yīng)：獨(dú)立比較器的大信號(hào)警報(bào)響應(yīng)時(shí)間小于2μs，能夠快速檢測(cè)過流事件，為系統(tǒng)提供及時(shí)的保護(hù)。

4. 靈活配置：開漏極警報(bào)輸出可配置為透明模式或鎖存模式，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

5. 低功耗：由2.7V至5.5V單電源供電，最大電源電流僅為350μA，適合低功耗設(shè)計(jì)。

6. 寬工作溫度范圍：具有-40°C至+125°C的工作溫度范圍，適用于各種惡劣環(huán)境。

五、應(yīng)用

INA381A2IDSGR因其高性能和廣泛的應(yīng)用范圍，在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

1. 電源管理：在電源管理系統(tǒng)中，INA381A2IDSGR可用于檢測(cè)負(fù)載電流，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)，防止電源損壞。

2. 電機(jī)控制：在電機(jī)控制系統(tǒng)中，該器件可用于檢測(cè)電機(jī)電流，監(jiān)測(cè)電機(jī)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精確控制。

3. 電池管理：在電池管理系統(tǒng)中，INA381A2IDSGR可用于檢測(cè)電池充放電電流，監(jiān)測(cè)電池的健康狀態(tài)，提高電池的使用壽命。

4. 汽車電子：在汽車電子領(lǐng)域，該器件可用于檢測(cè)汽車電氣系統(tǒng)的電流變化，實(shí)現(xiàn)故障診斷和預(yù)警。

5. 工業(yè)自動(dòng)化：在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，INA381A2IDSGR可用于檢測(cè)各種傳感器和執(zhí)行器的電流變化，實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)化控制。

六、關(guān)鍵參數(shù)

以下是INA381A2IDSGR的一些關(guān)鍵參數(shù)：

• 增益（Gain）：50V/V

• 共模電壓范圍（Vcm）：-0.2V至26V

• 共模抑制比（CMRR）：100dB（不同資料中略有差異，但均表明高共模抑制能力）

• 輸入偏流（Ib）：80μA

• 輸入偏置電壓（Vos）：100μV（或150μV，具體取決于不同資料）

• 電源電壓（Vcc）：2.7V至5.5V

• 最大電源電流（Icc）：350μA（典型值），這確保了即使在低功耗應(yīng)用中，INA381A2IDSGR也能保持高效運(yùn)行。

• 警報(bào)輸出類型：開漏極輸出，支持透明模式和鎖存模式，便于與微控制器或其他邏輯電路接口。

• 警報(bào)閾值電壓（Vth）：這是一個(gè)可編程或外部設(shè)定的電壓值，用于與內(nèi)部放大后的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，以觸發(fā)警報(bào)輸出。具體閾值由外部電阻分壓網(wǎng)絡(luò)或微控制器設(shè)置。

• 響應(yīng)時(shí)間（t_response）：獨(dú)立比較器的大信號(hào)警報(bào)響應(yīng)時(shí)間小于2μs，這使得INA381A2IDSGR能夠迅速響應(yīng)電流瞬變，保護(hù)系統(tǒng)免受損害。

• 溫度范圍（Ta）：-40°C至+125°C，寬工作溫度范圍確保了該器件能在各種極端環(huán)境下可靠工作。

• 封裝形式：通常采用小型化的表面貼裝封裝（如SOT-23-6），便于在緊湊的設(shè)計(jì)中集成，減少PCB空間占用。

• 精度：包括增益誤差、失調(diào)電壓、溫漂等參數(shù)在內(nèi)的綜合精度指標(biāo)，確保了INA381A2IDSGR能夠提供準(zhǔn)確的電流檢測(cè)。雖然具體精度值可能因不同生產(chǎn)批次或測(cè)試條件而略有差異，但通常都能滿足高精度應(yīng)用的需求。

• 電磁兼容性（EMC）：德州儀器的設(shè)計(jì)考慮了電磁兼容性，以確保INA381A2IDSGR在復(fù)雜電磁環(huán)境中也能穩(wěn)定工作，減少外部干擾對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

• 保護(hù)特性：除了過流檢測(cè)外，INA381A2IDSGR還可能具備其他保護(hù)特性，如熱關(guān)斷保護(hù)，以防止器件在過熱條件下?lián)p壞。然而，具體保護(hù)特性可能因不同型號(hào)或版本而異，需參考具體的數(shù)據(jù)手冊(cè)。

七、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在使用INA381A2IDSGR進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 分流電阻的選擇：分流電阻的阻值應(yīng)根據(jù)待測(cè)電流范圍和所需的電壓降來確定。較小的電阻值可以提供更高的靈敏度，但也會(huì)增加功耗和熱量。

2. 共模電壓的考慮：在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要確保INA381A2IDSGR的共模電壓保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，以避免性能下降或損壞。

3. 警報(bào)輸出的配置：根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的警報(bào)輸出模式（透明模式或鎖存模式），并正確配置外部電路以實(shí)現(xiàn)所需的警報(bào)功能。

4. 電源去耦：為了減小電源噪聲對(duì)測(cè)量精度的影響，建議在電源引腳附近添加適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙荨?/span>

5. 布局與布線：合理的PCB布局和布線對(duì)于減少電磁干擾和提高測(cè)量精度至關(guān)重要。應(yīng)盡量避免長(zhǎng)距離的信號(hào)傳輸線和電源線的交叉干擾。

八、總結(jié)

INA381A2IDSGR作為德州儀器的一款高性能電流檢測(cè)放大器，憑借其高精度、寬共模電壓范圍、快速響應(yīng)和靈活配置等特點(diǎn)，在電源管理、電機(jī)控制、電池管理、汽車電子和工業(yè)自動(dòng)化等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過合理選擇設(shè)計(jì)參數(shù)和注意設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，可以充分發(fā)揮INA381A2IDSGR的性能優(yōu)勢(shì)，為系統(tǒng)提供可靠的電流檢測(cè)和過流保護(hù)功能。