另一种趋势是使用精密低温度系数组件的成本增加。如果使用温度系数较低的低欧姆值电流检测电阻器,同时 兼顾精度容差水平(约 0.1%),那么解决方案的成本在未计入精密放大器相关成本的情况下便高达数美元。 INA250(如图 2 中所示)或 INA253 等组件有助于减 少为需要精确且温度稳定测量的应用选择这些精度更高、成本更高的电阻器所面临的挑战。该器件将精密、 零漂移电压输出电流检测放大器与 2mΩ 集成电流检测电阻器相结合,可以在该器件 -40°C 至 +125°C 的 完整工作温度范围内实现 0.1% 的最大容差和 15ppm /°C 的温度漂移。该器件可以承受高达 15A 的流经板 载电阻器的连续电流。

除了该器件内部的集成精密电阻器之外,INA250 和 IN A253 还解决了实现电流检测解决方案过程中最为常见的问题之一。低欧姆值分流电阻器可降低电流检测功率 耗散。适应这种低电阻值所面临的一项挑战是寄生电阻对印刷电路板 (PCB) 的潜在影响。在电流流经电阻产生分压电压的同时,与分流电阻串联的寄生电 阻会引发附加测量误差。糟糕的布局技术是这些测量误差的最常见来源。

基于INA210电流检测放大器实现优化电流检测信号链

需要使用开尔文连接(也称四端子连接或强制检测)来确保最大限度地降低额外产生的电阻,进而改变在放大 器的输入引脚之间产生的差分电压。可以采用 PCB 布 局技术来降低寄生电阻影响;不过,如果采用 INA250 或 INA253,就无需为此担忧。

如前所述,典型的电流检测信号链路径包括电流检测 电阻器、模拟前端、ADC 和系统控制器。INA250 将分流电阻器和电流检测放大器组合 时域。INA260 将电流检测电阻器、测量前端和 ADC组合到一个器件中。

基于INA210电流检测放大器实现优化电流检测信号链

将精密低漂移电流检测与这些精密电流检测器件配对使 用,可实现采用分立式放大器和电阻器组合难以实现的 测量解决方案。少数电流检测电阻器目录产品能够实现精密且温度稳定的测量,但以与薄型小外形尺寸封装 (TSSOP)-16 集成解决方案相当的解决方案尺寸实现该精度水平是不可能的。

图 3 显示 INA260 采用相同的精密集成检测电阻 器,搭配使用针对电流检测应用进行了优化的 16 位精密 ADC。 这种组合可实现 优于 INA250 的测量性能,在整个温度范围内的最大测量增益误差为 0.5%,最大输入失调电流为 5mA。