德州儀器INA138NA/3K電流監(jiān)控芯片中文詳細(xì)資料

一、型號(hào)與類型

INA138NA/3K是德州儀器（Texas Instruments，簡(jiǎn)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(cè)單極電流分流監(jiān)視器設(shè)計(jì)，旨在提供寬輸入共模電壓范圍和低靜態(tài)電流，同時(shí)保持高精度和穩(wěn)定性。INA138NA/3K特別適用于需要精確電流測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)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?cè)鲆骐娏鞲袘?yīng)放大器,1個(gè)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(cè)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(yīng)用而設(shè)計(jì)。

　　輸入共模和電源電壓相互獨(dú)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(cè)量分流器的任一側(cè)，同時(shí)誤差非常小。

　　該元器件可將一個(gè)差分輸入電壓轉(zhuǎn)換為電流輸出。此電流使用外部負(fù)載電阻轉(zhuǎn)換回電壓，該電阻可設(shè)置的增益范圍為1至100以上。盡管該電路專為分流測(cè)量而設(shè)計(jì)，但同時(shí)也非常適用于創(chuàng)造性應(yīng)用中的測(cè)量和電平轉(zhuǎn)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(yùn)算放大器和均值濾波器技術(shù)。該芯片通過測(cè)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(yùn)算放大器將這一差分電壓信號(hào)放大，并轉(zhuǎn)換為電流輸出。該電流信號(hào)隨后通過外部負(fù)載電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的精確測(cè)量。

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

三、特點(diǎn)

1. 高精度：INA138NA/3K采用高精度運(yùn)算放大器，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)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(cè)量應(yīng)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(jī)或低負(fù)載狀態(tài)下，芯片的功耗極低，有助于延長(zhǎng)設(shè)備的電池壽命。

4. 可編程增益：通過調(diào)整外部負(fù)載電阻的阻值，用戶可以設(shè)定增益范圍從1V/V至100V/V以上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同電流范圍的精確測(cè)量。

5. 電流限制保護(hù)功能：該芯片具備電流限制保護(hù)功能，能夠在電流超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)自動(dòng)停止輸出，防止電路短路或過載電流對(duì)電子設(shè)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(cè)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(shè)備中集成。

四、應(yīng)用

INA138NA/3K電流監(jiān)控芯片廣泛應(yīng)用于各種需要精確電流測(cè)量的電子設(shè)備中。以下是幾個(gè)典型的應(yīng)用場(chǎng)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(cè)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(shí)，它還可以幫助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確的電量估算和剩余使用時(shí)間預(yù)測(cè)。

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(cè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流、車載充電器的充電電流等關(guān)鍵參數(shù)。通過精確測(cè)量這些參數(shù)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)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(cè)生產(chǎn)線上的電機(jī)、泵等設(shè)備的電流消耗情況。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流變化，系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障或過載情況，確保生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)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(cè)各種能源設(shè)備的電流消耗情況，如太陽能板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。通過精確測(cè)量電流變化，系統(tǒng)可以評(píng)估能源設(shè)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(zhǔn)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(xì)電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用注意事項(xiàng)

電路設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)包含INA138NA/3K的電路時(shí)，需要特別注意以下幾點(diǎn)：

1. 電流分流器的選擇：電流分流器的阻值應(yīng)根據(jù)待測(cè)電流范圍和所需的測(cè)量精度來選擇。較小的分流電阻會(huì)產(chǎn)生較大的電壓降，從而提高測(cè)量精度，但也會(huì)增加功耗。因此，需要在精度和功耗之間做出權(quán)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(dāng)?shù)娜ヱ铍娙?。這有助于減少電源噪聲對(duì)芯片性能的影響。

3. 增益設(shè)置：通過選擇合適的外部負(fù)載電阻，可以設(shè)定所需的增益。增益的選擇應(yīng)基于待測(cè)電流的范圍和所需的輸出信號(hào)范圍。需要注意的是，增益過高可能會(huì)導(dǎo)致輸出信號(hào)飽和，而增益過低則可能降低測(cè)量精度。

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

應(yīng)用注意事項(xiàng)

1. 熱管理：在高電流測(cè)量應(yīng)用中，電流分流器可能會(huì)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(dǎo)致性能下降或損壞。

2. 電磁干擾（EMI）防護(hù)：在電磁環(huán)境復(fù)雜的應(yīng)用中，應(yīng)采取措施減少EMI對(duì)INA138NA/3K的影響。例如，可以使用屏蔽罩來覆蓋芯片和關(guān)鍵信號(hào)線，以減少外部電磁場(chǎng)的干擾。

3. 過流保護(hù)：雖然INA138NA/3K本身具有一定的過流保護(hù)能力，但在某些應(yīng)用中可能還需要額外的過流保護(hù)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(gè)保險(xiǎn)絲或使用其他過流保護(hù)元件來實(shí)現(xiàn)。

4. 校準(zhǔn)與驗(yàn)證：在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)對(duì)INA138NA/3K的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證。這可以通過與已知精度的電流源進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)。如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量誤差超出可接受范圍，應(yīng)對(duì)電路進(jìn)行檢查和調(diào)整。

七、總結(jié)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(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)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(diǎn)使得該芯片能夠滿足各種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的需求。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)電流測(cè)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(shù)創(chuàng)新和性能提升方面努力，以滿足市場(chǎng)對(duì)高精度電流測(cè)量解決方案的需求。

同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等新興領(lǐng)域的興起，對(duì)電流監(jiān)控芯片的需求也將進(jìn)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(chǎng)空間和發(fā)展機(jī)遇。我們相信，在未來的發(fā)展中，INA138NA/3K將繼續(xù)發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為電子設(shè)備的智能化和高效化做出貢獻(xiàn)。