电流检测放大器IA2410.doc
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IA2410高电压，高方向性电流检测放大器
概述
IA2410是完善的，定向，高电压高方向性电流检测放大器可用于便携式电脑，智能电池组、汽车、路由应用等等需电流监测及电流控制回路的电源管理应用产品。
IA2410是一款高成本效益、高附加值的电流检测放大器，它对功率要求低且可检测很多种强度的电流。
并且采用非常小巧的5脚SOT-23或8脚SOIC封装。
IA2410通过传感电阻在高电压端测量传输电压。
使用小阻值电阻传感器测量大电流同时保证在该电阻上的压降很小。
IA2410是单路信号输入，+5V~+36V供电。
它的电流输出可由电阻转化为以地为参考的电压。
电流放大器系数可通过调节外部电阻的比值来调整。
IA2410的一个特点是输出电压与外部温度成正比。
可用于温度补偿。
因此，在PCB电路中可用IA2410作为廉价的温度传感器。
特性
●定向高方向性电流检测功能
●内部集成温度传感器
●可选择用于温度测量
●整个量程精度达到0.2%
●+5V~+36V供电
●90uA最大电流
●9uA关断电流
●工作温度范围-40°C~+85°C
●85dB的功率抑制
●5脚SOT-23或8脚SOIC封装
应用
●电池充电器
●直流电机控制
●智能电池组
●后备系统
●电流控制
内部功能电路图
详细描述
IA2410高方向性电流传感放大器的+5V~+36V供电输入无需另外的输入管脚，直接从RG1和RG2提供所需电压。
见内部功能电路图，IA2410的工作流程大致如下：
从电压源出来的电流在电阻上产生压降。
因为相对于流过RG2的电流可以忽略，所以电流检测感应放大器转换的输入电压为RG2管脚。
放大器的开环增益推动没有转换的RG1管脚的输入，RG1管脚的输入被一同样的方法转换为电压，此压降等于*。
运算放大器输入偏置电流非常小，等于
*=*
=*/
输出电流可由转换为以地为参考的电压
=**/
温度传感特性
此电流检测感应放大器具有极小的输入温度漂移。
如果外部电阻,,和具有很低的温度系数，那么温度对整个系统的影响不大。
然而，如果传感电阻有较高的温度系数，例如PCB板的敷铜，那么温度将对系统的精度造成影响。
对于这个问题，可以通过微控制器获得电压与温度的比，然后由微控制器补偿由温度造成的增益变化。
温度与输出电压的等效关系如下：
（T）=（kT/q）（25）[ln（9）]
K=麦克斯韦常数=
T=温度（单位：
开尔文）
q=基本电荷=
图示例子的温度特性的优点：
Gain=/
或Gain=/
=（*/）（1/）
=（）（）/
=/
假设:
和变化轨迹在7°C范围内（注释1）
:
Tc=0.4%/°C（PCB敷线）
Ta:
-40°Cto+85°C=>Ta=22.5°C±62.5°C
推出:
Δ/=（0.4%）（±62.5°C）=±25%
没有温度补偿
因为Δ=±25%，所以Gain=±25%
有温度补偿
=（±7°C）（0.4%/°C）=±2.8%
有效增益,由基于温度变化的微控制器调整。
注释1：
这里假设的7°C与和变化轨迹温度不同。
它包了微控制器能够转换变化温度为数字信号的精度。
这个数字信号表征了温度系数从接点到封装，从封装到周围环境和变化轨迹与的关系。
为了获得全部温度下电流检测输出的电压比值，SHDN管脚突发3个脉冲。
脉冲队列和时间见图1。
这个脉冲要求比高，比低。
在第3个脉冲的上升沿内部信号Temp_ON变高使得输出。
在后，当所有的内部交换都停止且保持不变时，被采样读取。
在时间后芯片自动切换到电流检测模式。
当关断模式（低电流消耗）和电流检测模式（正常模式）之间切换时，临近的关断信号脉冲时间间隔大于，避免电流检测在3个关断脉冲后进入温度测量模式。
图1.温度测量队列
参数
符号
注释
限定值
单位
最大
典型
最小
温度测量模式脉冲高的宽度
1
us
温度测量模式脉冲低的宽度
2
20
us
相邻SHDN脉冲进入温度测量模式的时间间隔
100
us
温度检测输出可用的时间
200
1000
us
温度输出的稳定所需时间
50
us
峰装管脚定义
管脚号
名称
描述
SOIC
SOT23
1
3
SHDN
关闭输入端。
接地时正常工作，高电平时芯片关闭
2
--
N.C.
3
1
RG1
功率端输入
4
2
GND
地
5
--
N.C.
6
5
RG2
负载端输入
7
--
N.C.
8
4
OUT
电流输出
全部最大额定值
参数
值
单位
RG1，RG2，SHDN，GND电压
-0.3--+40
V
RG1--RG2的差分输入电压
V
OUT电压
-0.3--+8
V
SHDN,GND,OUT,RG1,RG2电流
mA
持续功耗（TA=+70°C）
8脚SOIC高于+70°C时，按5.88mW/°C减小（注释1）
5脚SOT23高于+70°C时，按7.1mW/°C减小（注释1）
471
571
mW
mW
工作温度范围
-40--+125
°C
接点温度，
高于+150
°C
储藏温度
-65--+160
°C
注释1：
此元件安装在标准PCB板上时用100的铜箔接地，不要有空隙。
超过上表的范围将造成器件的永久损坏，而且长时间工作在最大限定值会降低器件性能。
推荐使器件工作在下表中的电性能范围之内。
电性能
直流，交流特性
除非另做说明：
VRG1=+5Vto+36V,RG1=RG2=200W,VSENSE=0V,TA=+25°C
参数
符号
测试条件
最小
典型
最大
单位
工作电压
5
36
V
全部输入电流
IRG1+IRG2
ILOAD=0A
46
90
uA
输入电流
IRG1,IRG2
ILOAD=0A
23
45
uA
输入电流匹配
IOS
IRG1–IRG2
uA
感应电压（注释1）
VSENSE
100
mV
OUT电流精度
IRG/IOUT
VSENSE=100mV
%
无负载OUT误差
VRG1=10V,VSENSE=0V
0.5
2
uA
低电平OUT误差
VRG1=10V,VSENSE=3mV
3.5
9
uA
电源输入截止
PSR
VRG1=10V,VSENSE=3mV
0.3
dB
关闭电流
IRG1+IRG2
VSHDN=2.4V
1.0
uA
SHDN输入低电压
VIL
2.4
V
SHDN输入低电流
IIL
VSHDN=0V
1.0
uA
SHDN输入高电压
VIH
2.4
V
SHDN输入高电流
IIH
VSHDN=2.4V
1.0
uA
OUT输出电压范围
VOUT
VOUT固定在8V
0
VRG1-3.5（<8）
V
OUT输出阻抗（内部）
IOUT=1.5mA
1
3
M
OUT上升，下降时间
VSENSE=5mV~150mV,ROUT=2kÙ,COUT=50pF,10%~90%（Note2）
0.4
0.5
us
us
OUT稳定时间（1%的最终结果）
VSENSE=5mV~150mV,ROUT=2kÙ,COUT=50pF（Note2）
1
2
us
us
最大输出电流
IOUT
当IOUT>1.5mA内部电流限制器开始限制输出电流
1.5
10
mA
温度输出误差
VRG1=12V
°C
所有100%的产品都在Ta=+25°C.The-40°C~+85°C设计的温度条件下测试过。
注释1：
是通过检测感应电阻的电压
注释2：
是OUT脚的等效负载电容。
典型性能数据
典型应用
应用提示
IA2410可以通过不同的电阻值检测多种强度电流。
见下列一些典型的工作值
值的选择
值的选择基于以下标准，这些标准有些方面是对立的。
要得到小的电压损耗，就用较小的。
另一方面，在低电流时要获得最大精度，就要选用较大的。
因为对于大感应电压，便移已经不再那么重要了。
另一个标准是关于功耗的。
感应电阻应该可以降低功率损耗。
如果电阻超过了额定功耗，检测值就会发生便移和下降，并可能使RG1和RG2的差分电压超过元件的额定最大值。
要求选用自感系数小的，以减小被测电流中高频成分的影响。
这里可以选用自感系数小的金属膜电阻。
IA2410需要RG1与OUT之间的电压动态变化空间至少为3.5V。
这只要增大，在RG1上的压降就可以达到对电压动态变化空间的要求。
选择和
选择和的值来确定电流增益，电流增益=，其中。
的最小值受到输入阻抗的限制，在片上输出最大电流1.5mA时，芯片封装内走线的输入阻抗约为0.2Ω。
如果减小，输入阻抗对增益影响的比例就增大。
例如，为推荐的最小值50Ω，那么输入阻抗0.2Ω，对增益的影响只有0.4%。
这个误差可以通过调整和来补偿。
在最大输出电流时，
在给定条件下，减小则增大。
功率消耗在而不是消耗在负载上。
输入电流，输入失配电流和的影响所造成的误差如下：
例如：
假设Ω，
得：
ΩΩ
减小，和减小他们的公差或增加（增加）可以减小误差。
选择
选择的值使得在全刻度电流下获得要求的全刻度输出电压。
由，和决定。
的上限由元件的输入阻抗决定。
输入阻抗应该大于，否则测量精度会下降。
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