Высокоточный датчик тока со встроенным шунтом INA250

Для измерения постоянного тока в цепях питания обычно применяют шунтовые резисторы или датчики Холла. Шунты позволяют получить большую точность при меньших затратах. Недостатком является отсутствие гальванической развязки, но это не всегда требуется. Компания Texas Instruments первой объединила в одном корпусе прецизионный операционный усилитель с нулевым дрейфом и высокоточный шунтовой резистор (рисунок 1).

Встроенный шунтовой резистор имеет номинальное сопротивление 2 мОм ±0,1% и может длительно выдерживать ток до 15 А. Импульсные скачки тока могут достигать 60 А в течение 1 с. Токовый шунт может включаться как в верхнее плечо, так и в нижнее в диапазоне входных напряжений 0…36 В независимо от величины напряжения питания. Для повышения точности измерений входы усилителя подключаются к шунту по схеме Кельвина, то есть измерительные и силовые цепи шунта разделены. Применение прецизионного резистора и усилителя позволило получить максимальную суммарную погрешность во всем температурном диапазоне не более 0,75% с ультранизким температурным дрейфом 15 ppm/°С.

Ток через шунт может протекать в обоих направлениях, а раздельные измерительные выводы шунта и усилителя позволяют подключить внешние цепи фильтрации или защиты усилителя от скачков напряжения более 36 В. Для наиболее полного использования всего диапазона выходного напряжения микросхемы, в зависимости от измеряемого тока, выпускаются с разным коэффициентом передачи: 200, 500, 800 мВ/A и 2 В/A.

По сравнению с традиционными решениями INA250 позволяет улучшить точность измерений или отказаться от калибровки, уменьшить площадь, занимаемую на плате, получить лучшее отношение «стоимость/точность».

Основные технические параметры

• Прецизионный встроенный шунтовой резистор:
  •  сопротивление: 2 мОм;
  •  точность:0,1 % (макс.);
  •  максимально допустимый длительный ток: 15 А (-40…85°С);
  •  температурный коэффициент: 15 ppm/°С.
• Общая точность (шунт + усилитель): 0,75% (макс., -40…125°С)
• Диапазон синфазных входных напряжений: -0,1…+36 В
• Коэффициент передачи:
  •  200 мВ/А (полный диапазон 1 В);
  •  500 мВ/А (полный диапазон 2,5 В);
  •  800 мВ/А (полный диапазон 4 В);
  •  2 В/А (полный диапазон 10 В).
• Частота: до 50 кГц (тип.)
• Напряжение питания: 2,7…36 В
• Собственное потребление: 0,3 мА (макс.)
• Диапазон рабочей температуры: -40…125°С
• Корпус: TSSOP16

Рисунок 1. Схема включения INA250

Опубликовано: 25.01.2017