JAJSNZ1C March   2022  – October 2023 INA241A , INA241B

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  5. 4 改訂履歴
  6. 5 デバイスの比較
  7. 6 ピン構成および機能
  8. 7 仕様
    1. 7.1 絶対最大定格
    2. 7.2 ESD 定格
    3. 7.3 推奨動作条件
    4. 7.4 熱に関する情報
    5. 7.5 電気的特性
    6. 7.6 代表的特性
  9. 8 詳細説明
    1. 8.1 概要
    2. 8.2 機能ブロック図
    3. 8.3 機能説明
      1. 8.3.1 アンプの入力同相信号
        1. 8.3.1.1 強化された PWM 除去動作
        2. 8.3.1.2 入力信号の帯域幅
        3. 8.3.1.3 低い入力バイアス電流
        4. 8.3.1.4 低い VSENSE での動作
        5. 8.3.1.5 広い固定ゲイン出力
        6. 8.3.1.6 広い電源電圧範囲
    4. 8.4 デバイスの機能モード
      1. 8.4.1 リファレンス・ピンによる出力の調整
      2. 8.4.2 単方向電流を測定するためのリファレンス・ピンの接続
        1. 8.4.2.1 グランド基準の出力
        2. 8.4.2.2 VS 基準の出力
      3. 8.4.3 双方向電流を測定するためのリファレンス・ピンの接続
        1. 8.4.3.1 出力を外部のリファレンス電圧に設定する
        2. 8.4.3.2 出力を中間電源電圧に設定する
        3. 8.4.3.3 出力を外部のリファレンス電圧の中間に設定する
        4. 8.4.3.4 分割抵抗による出力の設定
      4. 8.4.4 高い信号スループット
  10. 9 アプリケーションと実装
    1. 9.1 アプリケーション情報
      1. 9.1.1 RSENSE とデバイスのゲインの選択
    2. 9.2 代表的なアプリケーション
      1. 9.2.1 インライン・モーターの電流検出アプリケーション
        1. 9.2.1.1 設計要件
        2. 9.2.1.2 詳細な設計手順
        3. 9.2.1.3 アプリケーション曲線
    3. 9.3 電源に関する推奨事項
      1. 9.3.1 電源のデカップリング
    4. 9.4 レイアウト
      1. 9.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 9.4.2 レイアウト例
  11. 10デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 10.1 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    2. 10.2 サポート・リソース
    3. 10.3 商標
    4. 10.4 静電気放電に関する注意事項
    5. 10.5 用語集
  12. 11メカニカル、パッケージ、および注文情報

9.1.1 RSENSE とデバイスのゲインの選択

電流検出アンプの精度を最大にするには、できるだけ大きな値の電流検出抵抗を選択します。検出抵抗の値が大きいと、与えられた電流に対して差動入力信号が最大化され、オフセット電圧の誤差寄与が低減されます。ただし、パッケージの物理的な寸法、パッケージの構造、最大消費電力によって、特定のアプリケーションで電流検出抵抗の値をどれだけ大きくできるかには実用的な制限があります。特定の消費電力予算について、電流検出抵抗の最大値は 式 2 で与えられます。

式 2. GUID-D22B6BBC-6DF1-468C-A29D-92424755A1B3-low.gif

ここで

  • PDMAX は、RSENSE で許容される最大消費電力です。
  • IMAX は、RSENSE を流れる最大電流です。

電流検出抵抗とデバイスのゲインの大きさは、電源電圧、VS、およびデバイスのスイング・ツー・レール制限によっても制限されます。電流検出信号が出力に正しく渡されるよう、正と負の両方の出力スイングについて制限を調べる必要があります。デバイスが正のスイング制限を超えないための RSENSE とゲインの最大値は、式 3 で示されます。

式 3. GUID-481DE8B6-7634-486D-94D7-9FAB6BAA6C7A-low.gif

ここで

  • IMAX は、RSENSE を流れる最大電流です。
  • GAIN は電流検出アンプのゲインです。
  • VSP は、「仕様」に規定されているデバイスの正の出力スイングです。

RSENSE の値を選択するときに正の出力スイング制限を回避するため、検出抵抗の値とデバイスのゲインとの間には常にトレードオフが存在します。最大消費電力に対して選択した検出抵抗が大きすぎる場合は、正のスイング制限を回避するため、ゲインの低いデバイスを選択できます。

負のスイング制限は、特定のアプリケーションで検出抵抗の値をどれだけ小さくできるかを制限します。検出抵抗の最小値の制限は、式 4 で示されます。

式 4. GUID-B96769C5-71F0-4A94-8E7C-F00500978F8A-low.gif

ここで

  • IMIN は、RSENSE を流れる最小電流です。
  • GAIN は電流検出アンプのゲインです。
  • VSN は、「仕様」に規定されているデバイスの負の出力スイングです。

INA241x の 5 種類の異なるゲインのバージョンを使用した場合のさまざまな結果の例を、表 9-1 に示します。表のデータから、最もゲインの大きなデバイスでは、電流シャント抵抗を小さくでき、素子の消費電力も減らすことができます。

表 9-1 RSENSE の選択と消費電力(1)
パラメータ式VS = 5V での結果
A1、B1 デバイスA2、B2 デバイスA3、B3 デバイスA4、B4 デバイスA5、B5 デバイス
Gゲイン10V/V20V/V50V/V100V/V200V/V
VSENSE理想的な差動入力電圧VSENSE = VOUT / G500mV250mV100mV50mV25mV
RSENSE電流検出抵抗の値RSENSE = VSENSE / IMAX50mΩ25mΩ10mΩ5mΩ2.5mΩ
PSENSE電流検出抵抗の消費電力RSENSE × IMAX25W2.5W1W0.5W0.25W
(1) 10A フルスケール電流で、最大出力電圧が 5V に設定された設計例。