德州仪器INA381A2IDSGR电流检测放大器中文资料

一、引言

德州仪器（Texas Instruments，简称TI）作为全球领先的半导体设计与制造公司，其产品在电子领域具有广泛的影响力。INA381A2IDSGR作为TI旗下的一款高性能电流检测放大器，凭借其出色的性能和广泛的应用领域，在电子行业中备受瞩目。本文将详细介绍INA381A2IDSGR的型号类型、工作原理、特点、应用以及关键参数。

厂商名称：TI德州仪器

元件分类：电流检测放大器

中文描述： 具有集成过流比较器的26V、350kHz电流检测放大器

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共模电流感应放大器和高速比较器。该器件通过测量分流电阻器两侧的电压并将该电压与用户定义的阈值限值(通过比较器基准引脚进行设置)作比较来检测过流情况。该电流分流监控器可在独立于电源电压的–0.2V至26V共模电压范围内测量差动电压信号。

开漏极警报输出可配置为在两种模式下运行：透明或锁存。在透明模式下，输出状态与输入状态保持一致。在锁存模式下，警报输出仅在锁存复位时清除。独立比较器大信号警报响应时间小于2?s，能够快速检测过流事件。由INA381提供的总系统过电流保护响应时间小于10?s。

该器件由2.7V至5.5V单电源供电，消耗取最大电源电流为350?A。该器件具有–40°C至+125°C的工作温度范围，并采用8引脚VSSOP封装。

INA381A2IDSGR中文参数

制造商:Texas Instruments

产品种类:电流检测放大器

系列:INA381

通道数量:1 Channel

GBP-增益带宽产品:210 kHz

Vcm-共模电压:12 V

CMRR-共模抑制比:100 dB

Ib-输入偏流:80 uA

Vos-输入偏置电压:100 uV

电源电压-最大:5.5 V

电源电压-最小:2.7 V

工作电源电流:350 uA

增益误差:0.1%

最小工作温度:-40 C

最大工作温度:+125 C

安装风格:SMD/SMT

封装/箱体:WSON-8

放大器类型:Current Shunt Monitor

en-输入电压噪声密度:40 nV/sqrt Hz

特点:Alert Function,Low-side Capable

增益V/V:50 V/V

Ios-输入偏置电流:0.05 uA

湿度敏感性:Yes

关闭:Shutdown

SR-转换速率:2 V/us

INA381A2IDSGR引脚图

二、型号类型

INA381A2IDSGR是德州仪器INA381系列中的一款具体型号，属于电流检测放大器类别。该系列还包括INA381A1、INA381A3、INA381A4等多个型号，它们的主要区别在于增益（Gain）的不同，分别为20V/V、50V/V、100V/V和200V/V，以满足不同应用场景的需求。INA381A2IDSGR的增益为50V/V，特别适用于需要高精度电流检测的场合。

三、工作原理

INA381A2IDSGR的工作原理基于电流检测放大器的基本原理，即通过测量电流通道上电阻的压降来检测电流。具体来说，该器件内部集成了一个高精度的电流感应放大器和一个高速比较器。当电流通过分流电阻器时，会在电阻两侧产生电压降，这个电压降与电流成正比。INA381A2IDSGR的电流感应放大器测量这个电压降，并将其放大至易于处理的水平。同时，高速比较器将放大后的电压与用户定义的阈值进行比较，以检测是否发生过流情况。

具体来说，INA381A2IDSGR可以在独立于电源电压的-0.2V至26V共模电压范围内测量差分电压信号。这种宽共模电压范围使得该器件能够适应多种不同的应用环境。此外，该器件还具备开漏极警报输出功能，可配置为透明模式或锁存模式。在透明模式下，输出状态与输入状态保持一致；在锁存模式下，警报输出仅在锁存复位时清除。这种灵活的警报输出配置使得INA381A2IDSGR在过流保护应用中表现出色。

四、特点

1. 高精度：INA381A2IDSGR采用高精度放大器设计，具有低失调电压和低增益误差，能够提供高精度的电流检测。

2. 宽共模电压范围：该器件能够在-0.2V至26V的宽共模电压范围内工作，适应性强。

3. 快速响应：独立比较器的大信号警报响应时间小于2μs，能够快速检测过流事件，为系统提供及时的保护。

4. 灵活配置：开漏极警报输出可配置为透明模式或锁存模式，满足不同应用场景的需求。

5. 低功耗：由2.7V至5.5V单电源供电，最大电源电流仅为350μA，适合低功耗设计。

6. 宽工作温度范围：具有-40°C至+125°C的工作温度范围，适用于各种恶劣环境。

五、应用

INA381A2IDSGR因其高性能和广泛的应用范围，在多个领域得到了广泛应用。

1. 电源管理：在电源管理系统中，INA381A2IDSGR可用于检测负载电流，实现过流保护，防止电源损坏。

2. 电机控制：在电机控制系统中，该器件可用于检测电机电流，监测电机的工作状态，实现电机的精确控制。

3. 电池管理：在电池管理系统中，INA381A2IDSGR可用于检测电池充放电电流，监测电池的健康状态，提高电池的使用寿命。

4. 汽车电子：在汽车电子领域，该器件可用于检测汽车电气系统的电流变化，实现故障诊断和预警。

5. 工业自动化：在工业自动化控制系统中，INA381A2IDSGR可用于检测各种传感器和执行器的电流变化，实现精确的自动化控制。

六、关键参数

以下是INA381A2IDSGR的一些关键参数：

• 增益（Gain）：50V/V

• 共模电压范围（Vcm）：-0.2V至26V

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

• 输入偏流（Ib）：80μA

• 输入偏置电压（Vos）：100μV（或150μV，具体取决于不同资料）

• 电源电压（Vcc）：2.7V至5.5V

• 最大电源电流（Icc）：350μA（典型值），这确保了即使在低功耗应用中，INA381A2IDSGR也能保持高效运行。

• 警报输出类型：开漏极输出，支持透明模式和锁存模式，便于与微控制器或其他逻辑电路接口。

• 警报阈值电压（Vth）：这是一个可编程或外部设定的电压值，用于与内部放大后的电压信号进行比较，以触发警报输出。具体阈值由外部电阻分压网络或微控制器设置。

• 响应时间（t_response）：独立比较器的大信号警报响应时间小于2μs，这使得INA381A2IDSGR能够迅速响应电流瞬变，保护系统免受损害。

• 温度范围（Ta）：-40°C至+125°C，宽工作温度范围确保了该器件能在各种极端环境下可靠工作。

• 封装形式：通常采用小型化的表面贴装封装（如SOT-23-6），便于在紧凑的设计中集成，减少PCB空间占用。

• 精度：包括增益误差、失调电压、温漂等参数在内的综合精度指标，确保了INA381A2IDSGR能够提供准确的电流检测。虽然具体精度值可能因不同生产批次或测试条件而略有差异，但通常都能满足高精度应用的需求。

• 电磁兼容性（EMC）：德州仪器的设计考虑了电磁兼容性，以确保INA381A2IDSGR在复杂电磁环境中也能稳定工作，减少外部干扰对测量结果的影响。

• 保护特性：除了过流检测外，INA381A2IDSGR还可能具备其他保护特性，如热关断保护，以防止器件在过热条件下损坏。然而，具体保护特性可能因不同型号或版本而异，需参考具体的数据手册。

七、设计注意事项

在使用INA381A2IDSGR进行设计时，需要注意以下几点：

1. 分流电阻的选择：分流电阻的阻值应根据待测电流范围和所需的电压降来确定。较小的电阻值可以提供更高的灵敏度，但也会增加功耗和热量。

2. 共模电压的考虑：在设计电路时，需要确保INA381A2IDSGR的共模电压保持在规定的范围内，以避免性能下降或损坏。

3. 警报输出的配置：根据应用需求选择合适的警报输出模式（透明模式或锁存模式），并正确配置外部电路以实现所需的警报功能。

4. 电源去耦：为了减小电源噪声对测量精度的影响，建议在电源引脚附近添加适当的去耦电容。

5. 布局与布线：合理的PCB布局和布线对于减少电磁干扰和提高测量精度至关重要。应尽量避免长距离的信号传输线和电源线的交叉干扰。

八、总结

INA381A2IDSGR作为德州仪器的一款高性能电流检测放大器，凭借其高精度、宽共模电压范围、快速响应和灵活配置等特点，在电源管理、电机控制、电池管理、汽车电子和工业自动化等多个领域得到了广泛应用。通过合理选择设计参数和注意设计细节，可以充分发挥INA381A2IDSGR的性能优势，为系统提供可靠的电流检测和过流保护功能。