INA240 资料阅读：电流采样不能只看失调电压

电流采样器件的失调足够小，只解决测量链中的一部分误差。接入 PA 单板之前，还要确认输入共模、供电与参考端、输出负载、ADC接口及异常状态。本篇使用 TI INA240 的公开资料示范阅读方法，不宣称它已用于任何个人项目或厂商产品。

1. 模块作用

电流检测放大器把分流电阻两端的小差分电压转换为对地输出。遥测可以用于功耗记录与 RF 静默下的 Idq 复核；快速保护还要有独立的时延与动作预算，不能只凭放大器带宽证明可靠关断。

资料版本为 SBOS662C，Rev.C（2021-12 修订），链接指向官方当前文件，读者使用时仍应核对文件页眉。产品页面的摘要不能替代电气表格和脚注。TI INA240 官方数据手册

2. 在 RRU 中的位置

典型测点位于 PA 漏极供电支路的高侧分流电阻。输入共模由支路电位决定，输出则属于低压控制电源域。若分流电阻在大去耦电容上游，遥测的是供电支路电流，动态情况下不等于晶体管瞬时漏极电流。

PA、放大器与 ADC 可能分别供电，读资料时要把启动、运行、RF 静默、掉电和故障状态纳入接口表。地回流与供电参考不同会影响实际读数。

3. 典型电路结构

差分取样线在分流电阻的规定取样端引出，避免把大电流铜箔压降并入被测电压；接口滤波需检查对称性、输入阻抗和增益误差。不能把电流采样放大器当成任意差分运放而随意加大串联电阻。

4. 工作原理

4.1 先分清共模、差模与低压供电

按 Rev.C 推荐条件及第 7.5 节，INA240 的共模范围为 −4～80 V，供电范围为 2.7～5.5 V；这两个范围不是同一电源轨。A1/A2/A3/A4 的名义增益分别为 20/50/100/200 V/V。输入等效失调在电气表基准条件下典型 ±5 μV、最大 ±25 μV；基准为 Ta=25°C、VS=5 V、VCM=12 V、两个 REF 为 VS/2，另有标注的项目除外。跨温度结论还要读对应漂移及条件行，不能把典型值视为保证。

因此，−48 V 母线不能因“高侧检测”就直接接到该器件共模输入；PA 正漏极支路的可用性也要检查瞬态，不只核对名义值。

4.2 REF 定义输出零点

参考端用于设定输出偏移，具体接法见第 8.4 节。两端都需要按资料连接，不应悬空或接到供电范围外。对两端接同一有效参考电压的理想关系：

输出真实摆幅、参考误差及负载条件需进入预算。零电流时输出接近地的单向连接，也不能自动证明小电流区始终线性。

4.3 独立的假设接口计算

假设使用 A1 的 20 V/V 名义增益，分流电阻 10 mΩ，电流 0～4 A，两个参考端接同一假设的 0.50 V，低压供电 3.3 V，ADC 输入范围假设 0～2.5 V：

• 4 A 时分流压降 40 mV，名义输出 1.30 V。
• 分流电阻名义耗散 0.16 W；需核对温升与降额。
• 假设理想 12 bit ADC，电流步长约 $2.5/(4096\times20\times0.010)=3.05\ \mathrm{mA}$。

这些结果仅为名义接口检查，不证明 ADC 驱动稳定、目标误差达成或全部瞬态可承受。真实输出必须同时处于放大器线性范围和 ADC 输入范围，并留出失调、增益、参考和负载余量。

5. 关键参数与资料定位

典型建立时间或抗 PWM 干扰特性不能代替本板总响应时间；滤波、ADC采样、比较逻辑和执行器都要单独计算与测量。

6. 工程设计关注点

小电流误差： 固定的输入失调除以 Rsense 会形成电流误差，电流越小，相对误差越大。提高增益不减少这一输入等效误差；它主要改善后级量化占比，也可能减少大电流余量。

范围与电源域： 共模范围与供电范围分开核对并不意味着断电时所有输入都自动安全。读取无电状态、最大输入与输出端的限制，核对 ADC或参考源经引脚反向供电的路径。

校准边界： 常温零点/增益校准不能消除所有温漂、共模变化与分流电阻自热。校准条件、参数版本和有效温度范围应随数据保存。

7. 调试方法

1. 建立接口状态表，核对 IN+/IN−、REF、供电、ADC端和地参考，保存资料版本。
2. 用许可条件下的已知电流与独立仪表校核零点、斜率和通道映射，先验证测量链再接入 Idq 控制。
3. 分开改变电流、共模与温度，观察输出、分流压降和 ADC读数，保留原始数据。
4. 在实际滤波与 ADC采样条件下测建立时间和噪声；不能用直流万用表结果代表瞬态。
5. 验证复位、低压掉电与 PA 供电仍存在时的接口状态，执行预定义停止条件。

本文交付的是阅读方法与待验证预算，不是整条采样链已达到数据手册器件指标的声明。