芯伯乐INA213/INA214/INA210系列双向零漂电流检测放大器技术选型解析

芯伯乐INA213/INA214/INA210系列是双向、零漂移电流检测放大器,可检测分流电阻上的压降,共模电压范围-0.3V至26V,独立于电源电压。该系列包含INA210、INA213、INA214三个增益版本,分别提供200V/V、50V/V、100V/V固定增益。零漂移架构使失调电压极低,支持满量程分流压降低至10mV,适用于电源管理、电池充电、便携设备、工业控制及通信设备等精密电流检测场景。

  • 核心特性

  • 宽共模范围:-0.3V至26V

  • 最大失调电压:INA214/INA210为±180μV,INA213为±300μV

  • 支持10mV满量程分流压降

  • 最大增益误差±0.5%

  • 最大失调漂移5μV/℃

  • 最大增益漂移10ppm/℃

  • 增益选项:INA213为50V/V,INA214为100V/V,INA210为200V/V

  • 静态电流最大100μA

  • 封装:SC70-6(SOT-363)

  • 引脚配置、封装

SC70-6封装引脚:

|-------|-----|-------|-----|
| 脚位 | 名称 | 脚位 | 名称 |
| PIN1 | REF | PIN 4 | OUT |
| PIN 2 | GND | PIN 5 | IN- |
| PIN 3 | Vs | PIN 6 | IN+ |

封装尺寸符合SOT-363标准。

  • 电气特性关键差异

(TA=+25℃,Vs=+5V,VIN+=12V,VREF=Vs/2)

|-------|--------|--------|--------|
| 参数 | INA213 | INA214 | INA210 |
| 增益 | 50V/V | 100V/V | 200V/V |
| 失调电压 | ±300μV | ±180μV | ±180μV |
| 带宽 | 80kHz | 30kHz | 14kHz |
| 共模抑制比 | 105dB | 110dB | 110dB |

三个版本在失调漂移、增益误差、增益漂移、静态电流、电源范围、工作温度、输入偏置电流、压摆率、噪声密度等方面参数一致或相近,选型时主要关注增益、失调电压与带宽的权衡。

  • 设计要点
  • 电源与旁路:Vs引脚需靠近器件放置01μF至0.1μF旁路电容,噪声或高阻电源可增加去耦。输入电路可准确测量高于电源电压的信号,输出范围受电源引脚限制。
  • 分流电阻选择:零漂移低失调允许满量程压降低至10mV,降低分流功耗。宽动态范围应用可选较低增益(如100V/V)以承受较大压降;小压降高精度检测宜选高增益(如200V/V)。
  • 单向操作:REF接地,输出以地为基准。
  • 双向操作:REF设置输出零电流时的电压,通常为半量程,也可根据非对称电流设置其他值。零差分输入时,输出等于REF电压。
  • 输入滤波:可在输出端滤波,但会丧失内部缓冲低阻优势;输入端滤波需注意内部电阻±30%容差。外部串联电阻应≤100Ω以减小误差。
  • 典型应用电路

高边检测配置:分流电阻接在电源与负载之间,IN+接分流电阻电源侧,IN-接负载侧,REF接参考电压,Vs接+2.5V至+18V,GND接地,OUT为输出。旁路电容接于Vs与GND之间。输入引脚尽量靠近分流电阻,以减小串联电阻。

  • 选型建议

根据分流压降和增益需求选择。INA213增益50V/V,适合较大压降或宽动态范围;INA214增益100 V/V,平衡精度与范围;INA210增益200 V/V,适合小压降高精度检测。带宽随增益升高而降低,噪声密度约25nV/√Hz。需根据信号带宽、噪声和功耗综合权衡。对于电池充电、电源管理、便携设备等低功耗场景,100μA静态电流和SC70-6在工业控制与通信设备中小封装具有优势,宽共模范围和零漂移特性可保证长期稳定性。

  • 总结

INA21x系列以零漂移、低失调、宽共模范围和小封装,为精密电流检测提供灵活选择。内部三个增益版本覆盖不同压降与精度需求,设计时需注意REF配置、输入滤波和布局,以充分发挥器件性能。

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