INA199系列差放电流采样原理简明解析

一、如何计算

(6条消息) 通过差分电路和采样电阻对电流进行采集—-基于INA199_懒人在行动的博客-CSDN博客

 他这玩意儿什么意思呢?首先R1就是那图里的1MΩ(datasheet里可知),R3即输入电阻,INA199X1/X2/X3几个型号的输入电阻是不一样的,所以R1/R3值也不一样,这个比值实际上就是这个型号的增益倍数,比如INA199A1的放大倍数是50,因为R3=20K,R1=1M,所以gain=R1/R3=50。

所以这系列电流检测芯片的输出电压值只与你接的VREF有关,通过单片机采样Vout之后,由于R1/R3已知,VREF已知,所以可以求出(Vin+ – Vin-),而(Vin+ – Vin-)=I*Rs,Rs即采样电阻值,这样就能算出电流。

二、共模输入电压?轨到轨?

共模输入电压

INA199共模输入范围:共模范围:–0.3V 至 26V。

要说共模输入范围,就要提到高端采样和低端采样这个概念:BLDC/PMSM三相电流采样方案 – 哔哩哔哩 (bilibili.com)

高端采样就是在半桥上管/每相输出放置采样电阻,低端采样就是在半桥下管与地之间放置采样电阻。高端采样经常说的一个确定就是对后级电路运放的要求高,需要宽共模输入范围,因为高端采样时采样电阻两端的电压实际上很接近三相输出电压(因为采样电阻值小,压降必须很小),即运放的两个输入端相当于直接承受三相输出电压,这个电压对地是同方向变化的,所以两端电压的平均值也叫共模电压(参考模电的共模信号),所以运放的共模输入范围就表示了两个输入端能承受共模电压。

所以在12V、24V的小电机上INA199都是可以随便用的,因为三相供电电压都不超过它的共模范围,但像是正儿八经的220/380v异步电机就明显不能这样了,共模范围大到几百伏的运放我觉得肯定不好找,所以这种时候低端采样用的多,因为采样电阻直接接地的,共模电压几乎为0,但带来的问题就是地平面电压的抬升等。

轨到轨

上面说到共模电压是有一个范围的,而超出这个范围运放就会失真,轨到轨其实就是描述运放共模电压范围的一个说法。

输入轨到轨:共模电压可以超过供电电压少许值

输出轨到轨:输出电压可以接近供电电压(不可能超过,这是运放结构决定的)

轨到轨运放的意义在于在相同的供电电压下能实现更大的信号幅度输入与输出,现在定性了解到这里就差不多了,再深入下去就是运放设计和模拟ic设计的内容了。

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