在當今工業自動化、電機控制和電源管理系統中，精確的電流檢測是實現高效能控制和系統保護的關鍵。德州儀器(TI)推出的INA790x系列電流檢測放大器憑借其集成式分流電阻、寬共模電壓范圍(-4V至110V)和增強型PWM抑制功能，為工程師提供了卓越的電流測量解決方案。本文將深入探討INA790x的技術特性、工作原理及其典型應用場景。

INA790x 是一款電壓輸出、電流檢測大器，具有一個400μΩ 的集成型分流電阻器。INA790x 可獨立于電
源電壓在 –4V 至 110V 的寬共模范圍內監控雙向電流。可調增益選項有助于優化系統動態范圍。通過將開
爾文連接分流電阻器和零漂移斬波放大器進行整合，可以為檢測電阻器提供校準等效測量精度、±35ppm/°C的超低溫漂性能和優化的布局。

INA790x 采用了增強型 PWM 抑制電路，可抑制較大(dv/dt) 共模瞬態導致的干擾，并在開關系統中實現實時持續電流測量。這種持續測量對于電機驅動應用中的線路內電流測量以及電磁閥控制應用至關重要。
此器件由一個 2.7V 至 5.5V 的單電源供電，汲取一個4.25mA 的最大電源電流。所有版本都具有擴展額定工作溫度范圍（–40°C 至 +125°C），并采用 15 引腳VQFN 封裝。

德州儀器(TI) INA790x 數據手冊免費下載

*附件：ina790a數據手冊.pdf

INA790x 特性
? 具有集成型分流電阻器的精密解決方案
– ±75A 持續電流，25°C
– ±50A 持續電流，+125°C
– 分流電阻器：400μΩ
– 分流電感：2nH
? 寬共模電壓范圍：-4V 至 +110V
? 針對受開關共模電壓影響的系統優化的增強型
PWM 抑制
– 支持高達 125kHz 的開關頻率
? 卓越的 CMRR
– 160dB 直流 CMRR
– 114dB 交流 CMRR（50kHz 時）
? 高測量精度
– 系統增益誤差（最大值）
? 版本 A：±0.35%，±35ppm/°C 溫漂
? 版本 B：±1%，±100ppm/°C 溫漂
– 失調電流（最大值）
? 版本 A：±30mA，±625μA/°C 漂移
? 版本 B：±250mA，±1.25mA/°C 漂移
? 可通過外部電阻分壓器網絡調節增益：
– 20mV/A 至 400mV/A
? TJ 為 160°C 時的開漏溫度警報
? 封裝選項：VQFN-15

INA790x核心特性

集成式精密分流電阻

INA790x最顯著的特點是集成了400μΩ的EZShunt?技術分流電阻器，具有以下優勢：

• 超低溫漂：±35ppm/°C(INA790A)或±100ppm/°C(INA790B)
• 低電感：僅2nH的開爾文連接設計
• 高電流能力：±75A持續電流(25°C)，±50A(125°C)

卓越的電性能參數

• ?寬共模電壓范圍?：-4V至110V，獨立于電源電壓
• ?超高CMRR?：160dB直流CMRR，114dB交流CMRR(50kHz時)
• ?系統增益誤差?：±0.35%(INA790A)或±1%(INA790B)
• ?失調電流?：±30mA(INA790A)或±250mA(INA790B)
• ?增強型PWM抑制?：支持高達125kHz的開關頻率

靈活的增益配置

通過外部電阻分壓器網絡，增益可在20mV/A至400mV/A范圍內調節，優化系統動態范圍：

技術細節解析

增強型PWM抑制技術

INA790x采用特殊設計抑制大(dv/dt)共模瞬態干擾，在開關系統中實現實時持續電流測量。圖6-4展示了其優異的PWM抑制性能，在共模電壓快速變化時輸出保持穩定，這對于電機驅動和電磁閥控制應用至關重要。

溫度管理與熱警報

器件內置熱警報功能，當結溫達到160°C時會通過ALERT引腳發出信號。圖6-2顯示了最大連續電流與環境溫度的關系曲線，工程師可根據實際工作環境確定安全操作電流范圍。

精度與誤差分析

INA790x的總誤差包括多個分量：

1. 輸入失調電流及其溫漂
2. 共模電壓引入的失調
3. 基準電壓引入的失調
4. 增益誤差及漂移
5. 增益非線性誤差

圖7-1和圖7-2分別展示了INA790A和INA790B在不同條件下的總誤差曲線，為工程師提供設計參考。

典型應用電路

高側螺線管驅動電流檢測

圖7-8展示了INA790x在12V液壓閥驅動器中的應用。配置要點：

• 采用雙向電流測量模式
• 基準電壓設置為電源中點(VS/2)
• 可調增益設為5(總增益100mV/A)
• 輸出可直接連接至微控制器ADC

D類音頻放大器中的揚聲器監測

圖7-10顯示了INA790x在音頻系統中的應用優勢：

• 僅2nH電感確保20Hz-20kHz全頻段精確測量
• 基準設置為1/2 VS(3.3V系統為1.65V)
• 80mV/A增益下，±15A電流對應輸出擺幅0.45V至2.85V
• 可實時測量揚聲器阻抗和諧振特性(如圖7-11)

設計實踐建議

布局指南

• 使用2oz覆銅作為電源平面提高電流處理能力
• 散熱過孔分散熱量至多層PCB
• 旁路電容(0.1μF)盡量靠近電源引腳
• 圖7-12提供了推薦的布局示例

信號濾波技術

針對分流電感可能引起的過沖問題，提供兩種解決方案：

1. ?輸入濾波?：在IN+和IN-間添加22μF電容(圖7-4顯示效果)
   
2. ?RISO雙反饋電路?：圖7-5所示配置可抵消電感影響，表7-4提供元件選型參考

INA790x系列電流檢測放大器通過集成精密分流電阻、提供寬共模范圍和優異的PWM抑制能力，解決了工業應用中高精度電流測量的關鍵挑戰。其靈活的可調增益設計和全面的保護功能，使其成為電機驅動、螺線管控制、無線電動工具和音頻系統等應用的理想選擇。通過遵循本文提供的設計指南和應用實例，工程師可以充分發揮該器件的性能優勢，構建更可靠、更高精度的電流監測系統。