德州儀器INA381A2IDSGR電流檢測放大器中文資料

一、引言

德州儀器（Texas Instruments，簡稱TI）作為全球領先的半導體設計與制造公司，其產品在電子領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放大器，憑借其出色的性能和廣泛的應用領域，在電子行業(yè)中備受矚目。本文將詳細介紹INA381A2IDSGR的型號類型、工作原理、特點、應用以及關鍵參數。

廠商名稱：TI德州儀器

元件分類：電流檢測放大器

中文描述： 具有集成過流比較器的26V、350kHz電流檢測放大器

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共模電流感應放大器和高速比較器。該器件通過測量分流電阻器兩側的電壓并將該電壓與用戶定義的閾值限值(通過比較器基準引腳進行設置)作比較來檢測過流情況。該電流分流監(jiān)控器可在獨立于電源電壓的–0.2V至26V共模電壓范圍內測量差動電壓信號。

開漏極警報輸出可配置為在兩種模式下運行：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，警報輸出僅在鎖存復位時清除。獨立比較器大信號警報響應時間小于2?s，能夠快速檢測過流事件。由INA381提供的總系統過電流保護響應時間小于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

制造商:Texas Instruments

產品種類:電流檢測放大器

系列:INA381

通道數量:1 Channel

GBP-增益帶寬產品: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: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

關閉:Shutdown

SR-轉換速率:2 V/us

INA381A2IDSGR引腳圖

二、型號類型

INA381A2IDSGR是德州儀器INA381系列中的一款具體型號，屬于電流檢測放大器類別。該系列還包括INA381A1、INA381A3、INA381A4等多個型號，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，以滿足不同應用場景的需求。INA381A2IDSGR的增益為50V/V，特別適用于需要高精度電流檢測的場合。

三、工作原理

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

具體來說，INA381A2IDSGR可以在獨立于電源電壓的-0.2V至26V共模電壓范圍內測量差分電壓信號。這種寬共模電壓范圍使得該器件能夠適應多種不同的應用環(huán)境。此外，該器件還具備開漏極警報輸出功能，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，警報輸出僅在鎖存復位時清除。這種靈活的警報輸出配置使得INA381A2IDSGR在過流保護應用中表現出色。

四、特點

1. 高精度：INA381A2IDSGR采用高精度放大器設計，具有低失調電壓和低增益誤差，能夠提供高精度的電流檢測。

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工作，適應性強。

3. 快速響應：獨立比較器的大信號警報響應時間小于2μs，能夠快速檢測過流事件，為系統提供及時的保護。

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

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

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、應用

INA381A2IDSGR因其高性能和廣泛的應用范圍，在多個領域得到了廣泛應用。

1. 電源管理：在電源管理系統中，INA381A2IDSGR可用于檢測負載電流，實現過流保護，防止電源損壞。

2. 電機控制：在電機控制系統中，該器件可用于檢測電機電流，監(jiān)測電機的工作狀態(tài)，實現電機的精確控制。

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

4. 汽車電子：在汽車電子領域，該器件可用于檢測汽車電氣系統的電流變化，實現故障診斷和預警。

5. 工業(yè)自動化：在工業(yè)自動化控制系統中，INA381A2IDSGR可用于檢測各種傳感器和執(zhí)行器的電流變化，實現精確的自動化控制。

六、關鍵參數

以下是INA381A2IDSGR的一些關鍵參數：

• 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用中，INA381A2IDSGR也能保持高效運行。

• 警報輸出類型：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。

• 警報閾值電壓（Vth）：這是一個可編程或外部設定的電壓值，用于與內部放大后的電壓信號進行比較，以觸發(fā)警報輸出。具體閾值由外部電阻分壓網絡或微控制器設置。

• 響應時間（t_response）：獨立比較器的大信號警報響應時間小于2μs，這使得INA381A2IDSGR能夠迅速響應電流瞬變，保護系統免受損害。

• 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），便于在緊湊的設計中集成，減少PCB空間占用。

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

• 電磁兼容性（EMC）：德州儀器的設計考慮了電磁兼容性，以確保INA381A2IDSGR在復雜電磁環(huán)境中也能穩(wěn)定工作，減少外部干擾對測量結果的影響。

• 保護特性：除了過流檢測外，INA381A2IDSGR還可能具備其他保護特性，如熱關斷保護，以防止器件在過熱條件下損壞。然而，具體保護特性可能因不同型號或版本而異，需參考具體的數據手冊。

七、設計注意事項

在使用INA381A2IDSGR進行設計時，需要注意以下幾點：

1. 分流電阻的選擇：分流電阻的阻值應根據待測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，但也會增加功耗和熱量。

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

3. 警報輸出的配置：根據應用需求選擇合適的警報輸出模式（透明模式或鎖存模式），并正確配置外部電路以實現所需的警報功能。

4. 電源去耦：為了減小電源噪聲對測量精度的影響，建議在電源引腳附近添加適當的去耦電容。

5. 布局與布線：合理的PCB布局和布線對于減少電磁干擾和提高測量精度至關重要。應盡量避免長距離的信號傳輸線和電源線的交叉干擾。

八、總結

INA381A2IDSGR作為德州儀器的一款高性能電流檢測放大器，憑借其高精度、寬共模電壓范圍、快速響應和靈活配置等特點，在電源管理、電機控制、電池管理、汽車電子和工業(yè)自動化等多個領域得到了廣泛應用。通過合理選擇設計參數和注意設計細節(jié)，可以充分發(fā)揮INA381A2IDSGR的性能優(yōu)勢，為系統提供可靠的電流檢測和過流保護功能。