Texas Instruments INA296x/INA296x-Q1超精密电流检测放大器测量-5V至110V宽共模范围（与电源电压无关）分流电阻器上的压降。高精度电流测量值是综合低失调电压（最大 ±10µV）、高直流CMRR（典型值166dB）和小增益误差（最大±0.01%）的结果。 双向INA296x/INA296x-Q1设计用于高压直流测量和具有1.1MHz高信号带宽和快速稳定时间的高速应用（例如瞬态检测和快速过电流保护）。

数据手册：

*附件：INA296x数据表.pdf

*附件：INA296x-Q1数据表.pdf

INA296x/INA296x-Q1放大器采用2.7V至20V单电源供电，工作温度范围为-40°C至+125°C，电源电流为2.5mA。增益选项包括10V/V、20V/V、50V/V、100V/V和200V/V。运用多个增益选项，可实现在可用的分流电阻值和宽输出动态范围要求之间进行优化。Texas Instruments INA296x/INA296x-Q1电流检测放大器采用8引脚SOT-23（2.90mm×1.60mm）或8引脚VSSOP（3.00mm ^2^ ）封装。INA296x-Q1器件符合面向汽车应用的AEC-Q100标准。

特性

• 宽共模电压范围
  • 工作电压：-5V至+110V
  • 耐受电压：-20V至+120V
• 双向工作
• 1.1MHz的高小信号带宽（在所有增益下）
• 最大精度
  • 增益误差
    • A版温漂：±0.01%、±1ppm/°C
    • B版温漂：±0.1%、±5ppm/°C
  • 失调电压
    • A版温漂：±10µV、±0.1µV/°C
    • B版温漂：±150µV、±0.5µV/°C
• 压摆率：8V/µs
• 阶跃响应稳定时间为1%：1µs
• 出色的共模抑制比 (CMRR) ：166dB
• 可获增益
  • INA296x1：10V/V
  • INA296x2：20V/V
  • INA296x3：50V/V
  • INA296x4：100V/V
  • INA296x5：200V/V
• SOT23-8和VSSOP-8封装类型

功能框图

INA296x超精密双向电流检测放大器技术解析与应用指南

一、产品核心特性

INA296x是德州仪器(TI)推出的-5V至110V双向电流检测放大器系列，具有以下突出特性：

• ‌超宽共模范围‌：工作电压-5V至110V，耐受电压-20V至120V
• ‌超高精度‌：
  • A版本增益误差±0.01%(最大)，温漂±1ppm/°C
  • 输入失调电压±10μV(最大)，温漂±0.1μV/°C
• ‌高速响应‌：1.1MHz带宽(全增益)，8V/μs压摆率
• ‌双向检测‌：支持正反向电流测量
• ‌多增益选项‌：10/20/50/100/200V/V五种增益版本
• ‌卓越的CMRR‌：166dB(典型值)

二、关键技术创新

1. 零漂移架构设计

采用创新的零漂移输入架构，实现：

• 超低失调电压(INA296A系列仅±10μV)
• 超低噪声密度(28-62nV/√Hz)
• 宽温范围内保持稳定性(-40°C至125°C)

2. 高压隔离技术

独特的多级隔离设计实现：

• 输入共模电压与供电电压解耦(VS仅需2.7-20V)
• 恒定35μA输入偏置电流(不随共模电压变化)
• 集成4000V HBM ESD保护

3. 智能参考网络

双参考引脚(REF1/REF2)支持：

• 单极性/双向电流检测配置
• 外部基准电压接入
• 电源中点自动偏置
• 电阻分压器接口

三、典型应用设计

1. 48V汽车系统应用

‌BMS电池管理系统设计要点‌：

• 选用INA296A3(50V/V)增益版本
• 配置2mΩ采样电阻
• REF1接VS，REF2接地实现双向检测
• 输出接MCU ADC输入

‌关键参数计算‌：

• 满量程电流：100A
• 输出电压摆幅：±2.5V(对应±50A)
• 功耗：100A²×2mΩ=20W

2. 服务器电源监控

‌设计方案‌：

• 采用INA296A5(200V/V)高增益版本
• 0.5mΩ超低阻值采样电阻
• 差分走线长度匹配(±50ps)
• 添加0.1μF电源去耦电容

‌性能优势‌：

• 检测75A过流响应时间<1μs
• 功率损耗仅0.25W@100A
• 支持100kHz PWM电流纹波测量

四、设计注意事项

1. 布局布线规范

• ‌开尔文连接‌：采用四线制连接采样电阻
• ‌走线匹配‌：IN+/-走线长度差<5mm
• ‌接地分离‌：敏感模拟地单独铺铜
• ‌散热设计‌：高温环境建议降额使用

2. 参数选型指南

参数	计算公式	示例值
RSENSE最大值	PDMAX/IMAX²	20W/100A²=2mΩ
最小检测电流	VSN/(G×RSENSE)	20mV/(200×2.5mΩ)=40mA
带宽限制	BW×RSENSE×G < VSP	1.1MHz×5mΩ×100=0.55V

3. 保护电路设计

• 输入侧添加TVS二极管阵列
• 输出端配置1kΩ串联电阻(防振荡)
• 高温环境增加散热片

五、性能对比数据

1. 精度测试结果

型号	增益误差(%)	温漂(ppm/°C)	失调电压(μV)
INA296A1	±0.01	±1	±10
INA296B1	±0.1	±5	±150

2. 动态响应测试

• 1%建立时间：1μs(典型)
• 0.1Hz-10Hz噪声：0.4μVp-p
• 短路恢复时间：20μs