电流检测放大器IA2410.doc

1、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。IA24

2、10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-40C +85C 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

3、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

4、，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 7C范围内 (注释 1): Tc = 0.4%/C (PCB敷线)Ta: -40C to +85C = Ta = 22.5C 62.5C推出: / = (0.4%)(62.5C) = 25%没有温度补偿因为 = 25%， 所以Gain = 25% 有温度补偿= ( 7C)(0.4%/C) = 2.8%, 有

5、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7C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

6、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1us温度测量模式脉冲低的宽度220us相邻SHDN脉冲进入温度测量模式的时间间隔100us温度检测输出可用的时间2001000us温度输出的稳定所需时间50us峰装管脚定义管脚号名称描述SOICSOT2313SHDN关闭输入端。接地时正常工作，高电平时芯片关闭2-N.C.31RG1功率端输入42GND地5-N.C.65RG2负载端输入7-N.C.84OUT电流输出全部最大额定值参数值单位RG1，RG2，SHDN ，GND电压-0.3-+40VRG1-RG2的差分输入电压VOUT电压-0.3-+8VSHDN

7、, GND, OUT, RG1, RG2电流mA持续功耗(TA = +70 C)8脚SOIC 高于 +70C时，按5.88 mW/C 减小 (注释 1)5脚SOT23 高于+70C时，按7.1mW/C 减小(注释1)471571mWmW工作温度范围-40 - +125C接点温度，高于+150C储藏温度-65- +160C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：V RG1 = +5V to +36V, RG1 = RG

8、2 = 200W , VSENSE = 0V, TA = +25C参数符号测试条件最小典型最大单位工作电压536V全部输入电流IRG1+IRG2ILOAD = 0A4690uA输入电流IRG1, IRG2ILOAD = 0A2345uA输入电流匹配IOSIRG1 IRG2uA感应电压（注释1）VSENSE100mVOUT电流精度IRG/IOUTVSENSE = 100mV%无负载OUT误差VRG1 = 10V, VSENSE = 0V0.52uA低电平OUT误差VRG1 = 10V, VSENSE = 3mV3.59uA电源输入截止PSRVRG1 = 10V, VSENSE = 3mV0.3d

9、B关闭电流IRG1+IRG2VSHDN = 2.4V1.0uASHDN输入低电压VIL2.4VSHDN输入低电流IILVSHDN = 0V1.0uASHDN输入高电压VIH2.4VSHDN输入高电流IIHVSHDN=2.4V1.0uAOUT输出电压范围VOUTVOUT 固定在8 V0VRG1 - 3.5( 1.5 mA内部电流限制器开始限制输出电流 1.510mA温度输出误差VRG1 = 12VC所有 100%的产品都在 Ta = +25C. The -40C +85C 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IA2

10、410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

11、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0.2。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50，那么输入阻抗0.2，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，得：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。