德州仪器INA296xEVM评估模块深度解析与应用指南

Texas Instruments INA296xEVM评估模块是小型模块，包括五块完全独立的电路板，用户可对其进行拆分。为INA296x的五种增益变化中的每一种提供五个原理相同的电路板，输入高达110V共模和10A（板载分流器）输入能力。INA296AEVM和INA296BEVM之间的唯一区别在于安装在器件上的软件版本：“A”或“B”。

数据手册：*附件：Texas Instruments INA296xEVM评估模块数据手册.pdf

特性

• 通过提供的器件电路板评估所有增益选项
• 焊盘和插座，用于在输入引脚和输出引脚上进行可选滤波
• 通过测试点轻松访问器件引脚
• 多种输入信号选项，包括焊接分流电阻 (2512) 并安全测量高达10A的电流的方法

PCB布局

德州仪器INA296xEVM评估模块深度解析与应用指南‌

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‌一、核心器件与评估模块概览‌

‌1.1 INA296x系列特性‌

• ‌宽共模范围‌：支持-4V至+110V共模电压，耐受-20V至+120V极端条件
• ‌高精度测量‌：双向电流检测，带宽1MHz，压摆率5V/μs
• ‌灵活增益选项‌：提供10V/V至200V/V五档增益（A1/B1至A5/B5型号）
• ‌低功耗设计‌：2.7-20V供电，静态电流仅2.5mA（典型值）

‌1.2 EVM核心功能‌

• 五合一PCB设计，通过可切割面板支持全系增益型号评估
• 集成2512封装焊盘，支持外接分流电阻（最大10A电流测量）
• 测试点全覆盖设计，支持输入滤波网络扩展（R1_n/R2_n/R3_n/C2_n/C5_n）

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‌二、硬件设计关键解析‌

‌2.1 安全规范‌

• ‌高压操作警告‌：需在专业实验室环境下使用，需佩戴绝缘防护装备
• ‌热管理要求‌：满负载时禁止触碰裸露电路，表面温度可能超过55°C

‌2.2 电路架构‌

• ‌NVDC电源路径‌：VS引脚支持2.7-20V宽输入，需并联0.1μF去耦电容（C1_n）
• ‌参考电压配置‌：
  • 双向模式：J4短接REF1至VS，J5短接REF2至GND
  • 单向模式：移除J4/J5跳线，通过J6短接REF1与REF2

‌2.3 PCB布局优化‌

• ‌功率回路设计‌：输入/输出路径长度<5mm，采用星型接地拓扑
• ‌EMI抑制‌：信号层与电源层间插入完整地平面，关键信号线做包地处理

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‌三、典型测试配置流程‌

‌3.1 无分流电阻测试‌

1. 差分信号源连接J1_n（IN+）与J2_n（IN-）
2. 浮动电源正极接J2_n，负极接GND测试点
3. 测量Vout测试点电压（输出=增益×输入差分电压）

‌3.2 带分流电阻测试‌

1. 在R4_n位置焊接2512封装分流电阻（需预计算功率耐受）
2. 系统断电状态下串联接入负载回路
3. 上电后测量Vout，注意输出不得超出供电电压范围

‌3.3 保护功能验证‌

• ‌过压测试‌：Vin+施加>120V电压，观测nFAULT引脚状态
• ‌反向电流检测‌：切换负载极性，验证输出极性跟随性

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‌四、应用场景扩展‌

‌4.1 工业电源监控‌

• 搭配0.5mΩ分流电阻实现100A大电流检测（增益选50V/V）
• 通过I2C接口集成至PLC控制系统

‌4.2 新能源BMS系统‌

• 支持高压电池组（≤110V）充放电电流双向监测
• 结合C5_n电容实现1kHz噪声滤波

‌4.3 车载电子保护‌

• 符合AEC-Q100标准（INA296x-Q1车规型号）
• 集成TVS二极管增强ISO 7637-2脉冲抗扰度

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‌五、设计 checklist‌

• 确认增益型号与目标量程匹配（参考Table 2-1）
• 输入共模电压始终≥-4V
• 输出端未接容性负载>100pF
• 高温环境下降额使用（θJA=316.3°C/W）

‌附：关键BOM项‌

位号	参数	制造商
U1_1~U1_5	INA296A1A5/B1B5	Texas Instruments
R4_n	2512封装分流电阻	Stackpole
C1_n	0.1μF X7R 0603	Kemet