ina210电流检测放大器（电流检测放大器工作原理）

项目中使用了一个INA240来检测电机的相电流：

示意图在这里

这个东西其实是用来检测电机相电流的。一件要10+

功能框图

两个包，我用的是前一个

使用芯片非常简单，只取决于你想要接受高测试还是低测试。

测量电流的最简单方法是使用分流电阻器（最左边），电阻器两端产生的电压与流过它的电流成正比。为了使用完整的ADC 测量范围，模拟前端(AFE) 会放大分流电阻器上的低电压。

低侧电流测量低侧电流测量在有源负载和接地之间放置一个分流电阻。最适合低压侧电流测量的电路如图所示。该电路使用Texas Instruments INA181 电流检测放大器，但许多其他放大器也可用于低侧测量。

使用Texas Instruments INA181 的低侧电流测量电路将电流检测电阻器放置在有源负载和接地之间。低侧电流测量很容易实现，因为分流电阻器两端的检测电压以地为参考。

这种配置允许电流检测放大器成为低电压部分，因为被检测的电压仅比接地参考高出毫伏量级。在此配置中，检测电压不在较高电压下工作，因此不需要共模抑制。低压侧测量方法是最简单、最便宜的实施方法。

低侧电流测量的缺点是，由于分流电阻的放置，负载不再以地为参考，导致负载的低侧比地高几毫伏。

如果负载和接地之间存在短路，则接地参考不会成为问题。例如，如果金属封闭负载（例如电动机）的接地参考外壳中存在绕组短路，则可能会发生这种短路。电流检测电阻可能无法检测到这种短路。

此外，放大器的共模输入电压必须包括用于低侧测量的接地电压。对于使用正电源和负电源运行的放大器来说，这通常不是问题，但对于使用单电源运行的放大器来说，这可能是一个问题。

因此，在选择合适的放大器进行低侧测量时，包括接地在内的共模电压范围成为一个重要标准。进行低压侧电流测量还有另一个重要方面。

请注意，上图2 中的Texas Instruments ADS114 ADC 直接接地，并且ADC 的低侧输入节点靠近INA181 电流检测放大器的输入接地参考连接。

对于使用低电阻分流电阻器（通过高负载电流）产生的小电压进行电流感测，重要的是要记住所有接地可能不会处于相同的电位。当接地网络或接地层承载与许多电源应用相关的高电流时，系统中的一个接地点与另一个接地点之间很容易出现毫伏级电位差。

作为预防措施，相关接地参考接线必须彼此非常靠近，以尽量减少接地参考之间的电压差。为了消除该误差源，ADC 的接地参考引脚必须靠近电流检测电阻器的低侧和电流检测放大器的低侧输入。连接点是接地层的重要组成部分，决不能掉以轻心。可以肯定的是，请直接在原理图上记下此要求，并显示接地参考的星形连接，以确保真正强调这一点。

同样，当电流检测电阻器两端的电压较小时，电流检测放大器的输入补偿电压会不成比例地影响放大精度。因此，最好选择输入补偿电压很低的放大器。上图2 所示的INA181 放大器的输入失调电压为150 微伏，适用于无共模电压的低侧测量配置。

尽管存在一些缺点，但如果负载不需要参考地并且负载和地之间的内部短路不是问题并且不需要电流测量电路进行检测，那么低压侧电流测量配置是一个不错的选择。

然而，对于必须满足功能安全要求的设计，高侧电流测量技术更合适。高侧电流测量高侧电流测量在电源和有源负载之间插入一个分流电阻，如图所示，使用Texas Instruments INA240 电流检测放大器作为AFE。该器件的共模输入电压可以远远超过其电源电压，使其成为高侧电流测量的理想选择。

高侧电流测量电路在电源和有源负载之间放置一个电流检测电阻。 （图片来源：德州仪器） 与低侧测量相比，高侧电流测量有两个关键优势。

首先，很容易检测到负载内部的接地短路，因为由此产生的短路电流将流过分流电阻，在其两端产生电压。

其次，这种测量技术不以地为参考，因此流经接地层的高电流产生的差分接地电压不会影响测量。

然而，小心地将ADC 的接地参考连接放置在靠近放大器接地的位置仍然是一种好的做法。高侧电流测量技术有一个主要缺点。如上所述，它要求电流检测放大器具有高共模抑制，因为分流器两端产生的小电压略低于负载电源电压。根据系统设计，该共模电压可能非常大。所示的INA240 电流检测放大器具有-4 至80 V 的宽共模范围。

也就是文章中提到的INA240

这是一个输入和输出参数

INA240 设计用于处理宽电压范围内的大共模瞬态。来自线性和PWM 应用的电流测量应用的输入信号可以连接到放大器，从而提供高精度输出并减少共模瞬态伪影。

这里我可能不太理解，也就是说这个芯片不是简单测量一个电流那么简单，而是测量PWM上的电流，也就是电机一极上的电流。

其实也对，就是这样

INA240 通过测量其两端产生的差分电压来确定电流的大小。该电阻器称为电流检测电阻器或分流电阻器。该器件的灵活设计允许测量电流检测电阻器上的各种输入信号。电流检测电阻的理想选择仅基于要测量的满量程电流、器件背后电路的满量程输入范围以及所选器件增益。最小电流检测电阻是基于设计的决定，旨在最大化信号链电路的输入范围。未最大化到系统电路的整个输入范围的满量程输出信号限制了系统执行全动态范围系统控制的能力。

最终确定电流检测电阻器值时需要考虑的两个重要因素是：所需的电流测量精度和电阻器的最大功耗。较大的电阻器电压可提供更准确的测量，但会增加电阻器的功耗。增加的功耗会产生热量，从而在给定温度系数的情况下降低传感电阻器的精度。随着输入信号变大，电压信号测量的不确定性会降低，因为任何固定误差占测量信号的百分比都会变小。提高测量精度的设计权衡增加了电流检测电阻值。电阻值增加会导致系统功耗增加，从而进一步降低整个系统的精度。根据这些关系，由于电阻值和分流器选择，测量精度与功耗成反比。

通过增加分流电阻器，电阻器两端的差分电压会增加。较大的输入差分电压需要较小的放大器增益来实现满量程放大器输出电压。需要较小的分流电阻，但需要较大的放大器增益设置。较大的增益设置通常会增加误差和噪声参数，这对于精密设计来说没有吸引力。

从历史上看，高性能测量的设计目标迫使设计人员选择更大的电流检测电阻和更低的增益放大器设置。 INA240 提供100V/V 和200V/V 增益选项，提供高增益设置并以低于25V 的失调值保持高性能水平。这些器件允许使用较低的分流电阻器值来实现较低的功耗，同时仍满足较高的系统性能规格。

用这个

只需将它们直接连接在一起即可

最后，还有最近构建的螺线管驱动电流感测。

电磁计测量看起来还是不错的。

审稿人：刘庆