Texas Instruments INA310x/INA310x-Q1电流检测放大器是一款超精密电流检测放大器，能够在宽共模范围内测量分流电阻器上的压降。检测范围为-4V至110V，不受供电电压影响，并集成了一个比较器。该器件具有低失调电压（最大值为20µV）、小增益误差（最大值为0.15%）和高直流CMRR（典型值为160dB）等特性，因此可实现高精度电流测量精度。INA310x/INA310x-Q1具有1.3MHz的高信号带宽，设计用于高压直流电流测量和快速过流保护等高速应用。

数据手册：

*附件：INA310x数据手册.pdf

*附件：INA310x-Q1数据手册.pdf

Texas Instruments INA310x/INA310x-Q1集成了开漏比较器和内部基准，可提供0.6V阈值。外部电阻分压器设置电流跳变点。该比较器具有锁定功能，可通过接地（或保持打开）复位引脚实现透明。INA310x/INA310x-Q1采用2.7V至20V单电源供电，电源电流消耗为1.6mA。INA310x/INA310x-Q1有五个增益选项：20V/V、50V/V、100V/V、200V/V和500V/V。这些增益选项可满足各种动态电流检测应用的需求。INA310x/INA310x-Q1的额定工作温度范围为-40°C至+125°C，采用节省空间的8引脚VSSOP封装。INA310x-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100认证。

特性

• 宽共模电压
  • 工作电压：-4 V至+110 V
  • 耐受电压：-20 V至+120 V
• 高信号带宽：1.3MHz
• 转换率：2.5V/µs
• 出色的CMRR (160dB)
• 精度
  • 增益误差（最大值）
    • 版本A：0.15%，10ppm/°C漂移
    • 版本B：0.5%，20ppm/°C漂移
  • 失调电压（最大值）
    • 版本A：±20µV，±0.25µV/°C漂移
    • 版本B：±150µV，±1µV/°C漂移
• 板载开漏比较器
• 0.6V内部比较器电压基准
• 1µs传播延迟时间
• 比较器上的锁定功能
• 可获增益
  • INA310A1、INA310B1：20V/V
  • INA310A2, INA310B2：50V/V
  • INA310A3, INA310B3：100V/V
  • INA310A4, INA310B4：200V/V
  • INA310A5, INA310B5：500V/V
• VSSOP-8封装选项

典型应用

INA310x超精密电流检测放大器技术解析与应用指南

一、产品概述与关键特性

Texas Instruments的INA310x系列是专为高精度电流检测设计的超精密放大器，具有-4V至110V的宽共模电压范围和集成比较器功能。该系列产品分为A/B两个版本，采用VSSOP-8封装，提供从20V/V到500V/V的多种增益选项。

‌核心优势‌：

• ‌超高精度‌：A版本最大增益误差仅0.15%，偏移电压±20μV，温度漂移10ppm/°C
• ‌宽电压范围‌：工作电压-4V至110V，耐受电压达-20V至120V
• ‌高速响应‌：1.3MHz信号带宽，2.5V/μs压摆率，1μs传播延迟
• ‌集成保护‌：内置0.6V基准的开漏比较器，支持锁存功能
• ‌工业级设计‌：-40°C至+125°C工作温度范围

二、电气特性深度分析

2.1 精度参数

• ‌输入偏移电压‌：A版本最大±20μV（如INA310A1），B版本±150μV
• ‌增益误差‌：A版本0.15%（最大值），温度漂移10ppm/°C
• ‌CMRR‌：典型值160dB（50kHz时）
• ‌PSRR‌：±0.3μV/V（A版本，2.7V≤VS≤20V）

2.2 动态性能

• ‌带宽特性‌：
  • INA310A1/B1：1.3MHz（CLOAD=5pF，VSENSE=200mV）
  • INA310A5/B5：900kHz（VSENSE=8mV）
• ‌建立时间‌：10μs（至0.5%精度）

2.3 比较器特性

• ‌阈值精度‌：0.6V基准±1.5%（全温度范围）
• ‌响应时间‌：1μs（20mV过驱动）
• ‌锁存功能‌：通过RESET引脚控制透明/锁存模式

三、典型应用设计

3.1 48V系统过流保护

‌设计要点‌：

1. ‌分流电阻选择‌：
   • 计算公式：RSENSE = (0.6×R1+R2)/(R2×G×I_TRIP)
   • 示例：1.9A保护阈值，G=50V/V时选择50mΩ
2. ‌布局建议‌：
   • 采用开尔文连接分流电阻
   • 电源旁路电容（0.1μF）靠近VS引脚

3.2 双向电流检测方案

通过两个INA310x反向连接实现（如图7-6）：

• 主放大器检测正向电流
• 副放大器检测负向电流
• 比较器输出通过逻辑电路合并

四、选型指南

型号	增益(V/V)	精度等级	典型应用场景
INA310Ax1	20	高精度(0.15%)	大电流检测（>10A）
INA310Bx3	100	标准(0.5%)	48V电源监控
INA310Ax5	500	高精度	微小电流检测

‌选型建议‌：

1. 优先选择A版本用于精密测量
2. 高带宽需求选择低增益型号
3. 高温环境注意B版本的漂移特性

五、设计注意事项

1. ‌负压处理‌：
   • 避免VSENSE<-0.3V导致的饱和恢复问题
   • 双向应用需采用双器件方案
2. ‌热管理‌：
   • θJA=172.2°C/W（VSSOP封装）
   • 高功耗应用建议增加铜箔散热
3. ‌EMC设计‌：
   • 输入走线长度≤10mm
   • 避免平行布置高dv/dt信号线

六、行业应用案例

1. ‌48V数据中心电源‌：
   • 实时监测每个电源模块电流
   • 比较器直接驱动MOSFET关断
2. ‌工业电磁阀控制‌：
   • 检测线圈短路/开路故障
   • 1MHz带宽捕捉瞬态异常
3. ‌电池管理系统‌：
   • 高边电流检测
   • 0.15%精度实现SOC精确计算