德州仪器INA310EVM评估模块技术解析与应用指南

Texas Instruments INA310EVM评估模块 (EVM) 设计用于对INA310器件进行基本功能评估。该评估模块包括一个印刷电路板 (PCB)，具有可选PCB切口，用于五个增益选项（1至5）中的每一个。每个PCB切口均具有一个INA310xn器件（其中x为版本A或B，n为1、2、3、4或5）、测试点和插座（用于外部硬件连接）以及焊盘（用于焊接可选电路）。Texas Instruments INA310EVM评估模块通过PCB支持高达5A电流测量。

数据手册：*附件：Texas Instruments INA310EVM评估模块 (EVM)数据手册.pdf

特性

• 通过提供的器件电路板评估所有增益选项
• 多种输入信号选项，包括焊接分流电阻 (2512) 并测量高达5A的电流的方法
• 通过测试点轻松访问器件引脚
• 焊盘和插座，用于在输入引脚和输出引脚上进行可选滤波

板布局

德州仪器INA310EVM评估模块技术解析与应用指南

一、模块概述‌

INA310EVM是德州仪器（TI）推出的高精度电流检测放大器评估模块，核心器件为‌INA310x系列‌，支持-4V至110V宽共模电压范围，集成20μV超低偏移电压和1.3MHz高带宽特性。该模块专为汽车BMS、工业电源等需要精确电流监测的应用设计，提供完整的硬件评估平台，包含：

• 可配置增益选项（20V/V至500V/V）
• 集成开漏比较器与0.6V内部基准
• 板载2512封装分流电阻焊盘（支持5A电流测量）
• PHI控制器接口与GUI配置工具

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‌二、核心特性‌

1. ‌高精度电流检测‌
   • ‌超低误差‌：最大增益误差0.15%（A系列），偏移电压±20μV（最大值）
   • ‌宽输入范围‌：支持-4V至110V共模电压，独立于供电电压（2.7V-20V）
   • ‌快速响应‌：1.3MHz带宽满足过流保护等高速应用需求
2. ‌集成比较器功能‌
   • 内置0.6V阈值比较器，可通过外部电阻分压网络设置触发点
   • 支持锁存/透明模式切换（SW1拨码开关控制）
   • LED指示灯（D1）实时显示报警状态
3. ‌灵活硬件配置‌
   • 输入信号路径可选板载分流电阻（R1焊盘）或外部分流器（通过J1端子接入）
   • 支持输入/输出滤波网络（C2/R2/R3及C3/R4）

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‌三、硬件设计详解‌

‌1. 电源架构‌

• ‌供电方案‌：
  • 单电源供电（2.7V-20V），通过VS测试点接入
  • 板载0.1μF去耦电容（C1）降低电源噪声

‌2. 信号路径设计‌

• ‌电流检测接口‌：
  • J1端子提供IN+/IN-差分输入，支持外部 shunt 电阻直连
  • 默认R1焊盘可焊接2512封装电阻（如0.01Ω/3W）
• ‌滤波选项‌：
  • 输入RC滤波（C2=0.1μF，R2/R3默认0Ω）
  • 输出滤波（R4=0Ω，C3可选100pF）

‌3. 比较器电路‌

• ‌阈值设置‌：通过R5（10.2kΩ）/R6（3.4kΩ）分压网络配置
• ‌报警输出‌：CMPout信号经MOSFET（Q1）驱动LED指示

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‌四、快速启动指南‌

1. ‌硬件连接‌
   • 步骤1：选择增益版本（通过PCB标签LBL2_1至LBL2_5识别）
   • 步骤2：连接电源（VS/GND测试点）与负载电流路径（J1或R1焊盘）
   • 步骤3：配置比较器模式（SW1选择锁存/透明）
2. ‌测量验证‌
   • 输出电压计算：Vout = Gain × (Vin+ - Vin-)
   • 比较器触发点：Vth = 0.6V × (1 + R5/R6) = 2.4V（默认配置）
3. ‌安全警示‌
   • 高压操作时需佩戴绝缘手套
   • 板载分流电阻电流不得超过5A

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‌五、典型应用场景‌

1. ‌电动汽车BMS‌
   • 电池组充放电电流监测
   • 硬件过流保护（比较器响应时间<1μs）
2. ‌工业电源模块‌
   • 开关电源电感电流采样
   • 多相并联系统的均流控制

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‌六、设计注意事项‌

• ‌布局优化‌：
  • 高电流路径采用短而宽的铜箔（如R1焊盘至J1的走线）
  • 敏感信号（IN+/IN-）远离高频开关节点
• ‌热管理‌：
  • 持续5A电流时需保证环境温度≤85℃
• ‌校准建议‌：
  • 通过GUI软件校准增益误差（支持0.15%精度修正）