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CXAO42313 高精度电流检测放大器零漂移架构 | 80V共模 | 1.3MHz带宽 | 增益20/50/100/200/500V
| 产品型号： | CXAO42313 |
| 产品类型： | 运算放大器 |
| 产品系列： | 电流检测放大器 |
| 产品状态： | 量产 |
| 浏览次数： | 3 次 |
产品简介
技术参数
| 输入电压范围 (VIN) | 2.7 - 20V |
|---|---|
| 输出电压 (VOUT) | adj |
| 输出电流 (IOUT) | 20W |
| 工作频率 | 1300kHz |
| 转换效率 | 95% |
| 封装类型 | SOT-25 |
| Type | 电流检测放大器 |
| Bandwidth | 1300kHz |
| Slew rate | 0.5V/μs/10V/μs |
| Offset voltage | 50μA/1mA |
| Noise | 10nV/√Hz |
| Quiescent current | 1.2mA |
| Features | High Precision |
| Control method | 放大器 |
| Gain error (max) (%) | 0.4 |
| Application | 传感器放大/信号调理/滤波 |
| Operating temp | -40℃~125℃ |
| Common-mode voltage (min) (V) | 3 |
| Common-mode voltage (max) (V) | 80 |
| Input offset (+-) (max) (µV) | 80 |
| Input offset drift (+-) (typ) (µV/°C) | 1 |
| Voltage gain (V/V) | 20 |
| CMRR (min) (dB) | 120 |
| Subcategory | Analog current-sense amplifiers |
产品详细介绍
CXAO42313 高精度电流检测放大器
零漂移架构 | 80V共模 | 1.3MHz带宽 | 增益20/50/100/200/500V/V
产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年7月 | 型号：CXAO42313（A/B级，增益可选） | 封装：SOT-23-5
技术咨询：ouamo18@jtm-ic.com 或致电 13823140578 (嘉泰姆电子)
嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的CXAO42313 系列是高精度电流检测放大器，广泛用于电流报告系统和电流检测电路，实现精密电流测量和系统优化。该器件可在3V至80V的宽共模电压范围内检测分流电阻上的微弱压降。通过零漂移架构，实现了极低的输入失调电压、失调漂移、增益误差和增益漂移。
提供五种固定增益选项：20、50、100、200和500V/V，适用于不同的电流缩放应用。CXAO42313 不仅适用于直流电流测量，还适用于高速瞬态应用（如快速过流保护），具有1.3MHz高带宽和50kHz下65dB的交流CMRR。器件采用2.7V至20V单电源供电，消耗1.2mA电源电流。采用SOT-23-5封装，提供两种引脚排列变体。工作环境温度范围-40°C至125°C。
1. 产品概述与市场定位
在服务器、48V机架电源系统、电信设备以及负载点（POL）电源模块中，精确的电流监测对系统管理和保护至关重要。传统电流检测放大器在宽共模电压、高精度和高速响应之间难以兼顾。CXAO42313 系列通过零漂移技术实现了超低失调和漂移，同时提供1.3MHz带宽和9V/μs压摆率，满足快速过流保护需求。5种增益选项使其能够适应从毫安级到百安级的电流检测范围，广泛应用于48V电源系统、服务器电源单元（PSU）及工业控制领域。
2. 主要特点与技术亮点
3V至80V，支持高侧检测
极低失调漂移（0.1μV/°C典型）
120dB DC CMRR，65dB @50kHz
A级：±0.5%增益误差，±25μV失调
1.3MHz，适合高速瞬态检测
20、50、100、200、500V/V
2.7V至20V
1.2mA最大静态电流
SOT-23-5，节省PCB面积
9V/μs，快速响应
- 增益漂移： 最大20ppm/°C，保证全温范围精度。
- 非线性误差： 典型±0.01%，确保线性度。
- ESD等级： HBM 2kV，CDM 500V，增强可靠性。
- 两种精度等级： A级（高精度）和B级（标准精度）。
3. 引脚封装与说明
CXAO42313 提供 SOT-23-5 封装，有两种引脚排列变体（AS/AR 和 BS/BR）。引脚功能包括：OUT（电压输出）、GND（地）、IN+（正输入）、IN-（负输入）、VDD（电源）。详细引脚排列请参考数据手册。
图1. CXAO42313 引脚封装图（顶视图）
[ 封装外形示意图预留位置：SOT-23-5 ]
详细引脚间距及尺寸请联系嘉泰姆电子获取。
4. 典型应用电路与内部方框图
图2. 典型应用电路（高侧电流检测）
电路组成：电源 → 分流电阻（RSHUNT）→ 负载，芯片检测分流电阻上的压降，输出与电流成比例的电压（VOUT = ILOAD × RSHUNT × Gain）。
图2. 典型应用电路
图3. CXAO42313 内部功能方框图
内部集成：精密电阻网络、零漂移放大器、增益选择、输出缓冲等。
5. 极限参数与电气特性（设计参考）
| 符号 | 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| VDD | 电源输入电压 | -0.3 | 22 | V |
| VIN+ | 共模电压（IN+） | -0.3 | 84 | V |
| VIN- | 共模电压（IN-） | -0.3 | 84 | V |
| VIN+ - VIN- | 差分电压 | -4 | 4 | V |
| VOUT | 输出电压 | -0.3 | VDD+0.3 | V |
| TJ | 结温 | - | 150 | ℃ |
| TSTG | 存储温度 | -65 | 150 | ℃ |
| 参数 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 电源电压 | VDD | 2.7 | - | 20 | V |
| 共模电压（IN+ 或 IN-） | VCM | 3 | - | 80 | V |
| 环境温度 | TA | -40 | - | 125 | ℃ |
| 参数 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 电源范围 | VDD | 2.7 | - | 20 | V |
| 静态电流 | IQ | - | 0.6 | 1.2 | mA |
| 共模输入范围 | VCM | 3 | - | 80 | V |
| 共模抑制比（DC） | CMRR | 120 | 140 | - | dB |
| 共模抑制比（50kHz） | CMRR | - | 65 | - | dB |
| 失调电压（A级，RTI） | VOS | - | ±25 | ±100 | μV |
| 失调电压（B级，RTI） | VOS | - | ±250 | ±1000 | μV |
| 失调漂移（A级） | d VOS/dT | - | ±0.1 | ±1 | μV/℃ |
| 增益误差（A级） | AV_ERROR | - | ±0.04 | ±0.5 | % |
| 增益误差（B级） | AV_ERROR | - | ±0.1 | ±0.8 | % |
| 增益漂移 | dGain/dT | - | ±2 | ±20 | ppm/℃ |
| 带宽（20/50V/V） | BW | - | 1300 | - | kHz |
| 带宽（100/200/500V/V） | BW | - | 1000/900/900 | - | kHz |
| 压摆率 | SR | - | 9 | - | V/μs |
| 输入偏置电流 | IB | - | 50 | 150 | μA |
6. 工作原理与设计指导
6.1 增益误差与输入失调电压
增益误差和失调电压通过两步法表征。首先，在不同感测电压下测量输出电压以确定实际增益。然后，在VSENSE=0mV时测量输入参考失调电压。具体计算公式请参考数据手册。A级器件典型增益误差±0.04%，失调电压±25μV。
6.2 温度对增益的影响
增益误差随温度变化，最大误差可通过增益误差和增益漂移计算。例如，A级器件在125°C时，增益误差从25°C的0.5%增加至0.7%（假设增益漂移20ppm/°C）。
关键公式：
Gain = Gain_Error% + (Gain_Drift/10000 × ΔT)%
VOUT = (ILOAD × RSHUNT) × Gain
最大输出摆幅限制：VOUT ≤ VDD - 0.2V（确保线性）
7. 应用信息与设计指南
7.1 分流电阻选择
分流电阻值需要在精度和电压损耗之间权衡。较高的电阻值在低电流下提供更好的精度（减小失调影响），但会增加电压损耗。选择时需确保 VOUT = ILOAD × RSHUNT × Gain ≤ VDD - 0.2V，以避免输出饱和。下表给出了不同增益下（VDD=5V, Imax=10A）的最大推荐RSHUNT值：
| 增益选项 | 20V/V | 50V/V | 100V/V | 200V/V | 500V/V |
|---|---|---|---|---|---|
| 最大RSHUNT | 25mΩ | 10mΩ | 5mΩ | 2.5mΩ | 1mΩ |
| 功率耗散（Imax²×R） | 2.5W | 1W | 0.5W | 0.25W | 0.1W |
7.2 输入滤波
在噪声环境中，可在输入端添加RC滤波器。建议串联电阻≤10Ω，以防止电阻失配对增益、CMR和失调电压产生显著影响。
7.3 误差分析示例
以系统共模电压20V，电源3.3V，分流电阻10mΩ（1%），负载电流10A，采用A级器件为例：
- 失调误差：100μV / (10mΩ×10A) = 0.1%
- 增益误差：0.5%
- PSR误差：(|5-3.3|×8μV/V) / (10mΩ×10A) = 0.014%
- CMR误差：(|48-20|×1μV/V) / (10mΩ×10A) = 0.028%
- 偏置电流误差：(100μA×10mΩ) / (10mΩ×10A) = 0.001%
- 非线性误差：0.01%
- 分流电阻误差：1%
总误差（均方根）约1.12%，满足大多数系统要求。
7.4 布局指南
- 采用开尔文连接：IN+和IN-直接连接到分流电阻两端，使用四线连接。
- 分流电阻尽量靠近芯片，走线宽而短。
- VDD旁路电容（0.1μF）尽量靠近VDD和GND引脚。
- 避免数字信号或开关节点靠近输入引脚。
8. PCB布局建议
- 开尔文检测： VIN+和VIN-必须直接连接到分流电阻的对应端，避免走线电阻引入误差。
- 旁路电容： VDD引脚对地放置0.1μF陶瓷电容，尽量靠近芯片。
- 走线宽度： 分流电阻到芯片的走线应足够宽（≥0.5mm），减少压降。
- 接地： 使用完整地平面，减少噪声耦合。
- 热管理： SOT-23-5封装热阻θJA=192.7°C/W（二层板），最大功耗0.52W@25°C，注意散热。
9. 订购信息与技术支持
CXAO42313 提供A级和B级精度，以及五种增益选项（20/50/100/200/500V/V），采用 SOT-23-5 封装（两种引脚排列可选），无铅、RoHS合规且无卤素。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括评估板、参考设计、应用笔记和FAE现场支持。
技术邮件：ouamo18@jtm-ic.com | 技术热线：13823140578
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