Texas Instruments INA310x/INA310x-Q1電流檢測放大器是一款超精密電流檢測放大器，能夠在寬共模范圍內測量分流電阻器上的壓降。檢測范圍為-4V至110V，不受供電電壓影響，并集成了一個比較器。該器件具有低失調電壓（最大值為20μV）、小增益誤差（最大值為0.15%）和高直流CMRR（典型值為160dB）等特性，因此可實現高精度電流測量精度。INA310x/INA310x-Q1具有1.3MHz的高信號帶寬，設計用于高壓直流電流測量和快速過流保護等高速應用。

數據手冊：

*附件：INA310x數據手冊.pdf

*附件：INA310x-Q1數據手冊.pdf

Texas Instruments INA310x/INA310x-Q1集成了開漏比較器和內部基準，可提供0.6V閾值。外部電阻分壓器設置電流跳變點。該比較器具有鎖定功能，可通過接地（或保持打開）復位引腳實現透明。INA310x/INA310x-Q1采用2.7V至20V單電源供電，電源電流消耗為1.6mA。INA310x/INA310x-Q1有五個增益選項：20V/V、50V/V、100V/V、200V/V和500V/V。這些增益選項可滿足各種動態電流檢測應用的需求。INA310x/INA310x-Q1的額定工作溫度范圍為-40°C至+125°C，采用節省空間的8引腳VSSOP封裝。INA310x-Q1器件符合汽車應用類AEC-Q100認證。

特性

• 寬共模電壓
  • 工作電壓：-4 V至+110 V
  • 耐受電壓：-20 V至+120 V
• 高信號帶寬：1.3MHz
• 轉換率：2.5V/μs
• 出色的CMRR (160dB)
• 精度
  • 增益誤差（最大值）
    • 版本A：0.15%，10ppm/°C漂移
    • 版本B：0.5%，20ppm/°C漂移
  • 失調電壓（最大值）
    • 版本A：±20μV，±0.25μV/°C漂移
    • 版本B：±150μV，±1μV/°C漂移
• 板載開漏比較器
• 0.6V內部比較器電壓基準
• 1μs傳播延遲時間
• 比較器上的鎖定功能
• 可獲增益
  • INA310A1、INA310B1：20V/V
  • INA310A2, INA310B2：50V/V
  • INA310A3, INA310B3：100V/V
  • INA310A4, INA310B4：200V/V
  • INA310A5, INA310B5：500V/V
• VSSOP-8封裝選項

典型應用

INA310x超精密電流檢測放大器技術解析與應用指南

一、產品概述與關鍵特性

Texas Instruments的INA310x系列是專為高精度電流檢測設計的超精密放大器，具有-4V至110V的寬共模電壓范圍和集成比較器功能。該系列產品分為A/B兩個版本，采用VSSOP-8封裝，提供從20V/V到500V/V的多種增益選項。

?核心優勢?：

• ?超高精度?：A版本最大增益誤差僅0.15%，偏移電壓±20μV，溫度漂移10ppm/°C
• ?寬電壓范圍?：工作電壓-4V至110V，耐受電壓達-20V至120V
• ?高速響應?：1.3MHz信號帶寬，2.5V/μs壓擺率，1μs傳播延遲
• ?集成保護?：內置0.6V基準的開漏比較器，支持鎖存功能
• ?工業級設計?：-40°C至+125°C工作溫度范圍

二、電氣特性深度分析

2.1 精度參數

• ?輸入偏移電壓?：A版本最大±20μV（如INA310A1），B版本±150μV
• ?增益誤差?：A版本0.15%（最大值），溫度漂移10ppm/°C
• ?CMRR?：典型值160dB（50kHz時）
• ?PSRR?：±0.3μV/V（A版本，2.7V≤VS≤20V）

2.2 動態性能

• ?帶寬特性?：
  • INA310A1/B1：1.3MHz（CLOAD=5pF，VSENSE=200mV）
  • INA310A5/B5：900kHz（VSENSE=8mV）
• ?建立時間?：10μs（至0.5%精度）

2.3 比較器特性

• ?閾值精度?：0.6V基準±1.5%（全溫度范圍）
• ?響應時間?：1μs（20mV過驅動）
• ?鎖存功能?：通過RESET引腳控制透明/鎖存模式

三、典型應用設計

3.1 48V系統過流保護

?設計要點?：

1. ?分流電阻選擇?：
   • 計算公式：RSENSE = (0.6×R1+R2)/(R2×G×I_TRIP)
   • 示例：1.9A保護閾值，G=50V/V時選擇50mΩ
2. ?布局建議?：
   • 采用開爾文連接分流電阻
   • 電源旁路電容（0.1μF）靠近VS引腳

3.2 雙向電流檢測方案

通過兩個INA310x反向連接實現（如圖7-6）：

• 主放大器檢測正向電流
• 副放大器檢測負向電流
• 比較器輸出通過邏輯電路合并

四、選型指南

?選型建議?：

1. 優先選擇A版本用于精密測量
2. 高帶寬需求選擇低增益型號
3. 高溫環境注意B版本的漂移特性

五、設計注意事項

1. ?負壓處理?：
   • 避免VSENSE<-0.3V導致的飽和恢復問題
   • 雙向應用需采用雙器件方案
2. ?熱管理?：
   • θJA=172.2°C/W（VSSOP封裝）
   • 高功耗應用建議增加銅箔散熱
3. ?EMC設計?：
   • 輸入走線長度≤10mm
   • 避免平行布置高dv/dt信號線

六、行業應用案例

1. ?48V數據中心電源?：
   • 實時監測每個電源模塊電流
   • 比較器直接驅動MOSFET關斷
2. ?工業電磁閥控制?：
   • 檢測線圈短路/開路故障
   • 1MHz帶寬捕捉瞬態異常
3. ?電池管理系統?：
   • 高邊電流檢測
   • 0.15%精度實現SOC精確計算