[参考译文] INA148：电容器高压老化测试解决方案（0-200V、0.01uA–5uA 电流测量）申请

尊敬的 Mingming：  

我们可以对前端电流检测部分以及 高达 200V 的高压运算放大器范围进行评价、这需要由我们的高压放大器团队来回答。  

您能否提供一些更多详细信息、说明如何设计电流检测部分以及希望在该块中输出的电压范围？ 在小电流下、您可以使用仪表放大器来检测小差分电压并放大此信号。 我们提供  具有高精度和高 CMRR 的 INA630 等器件。  

此外、可以使用哪些电源电压轨？  

此致、
Ashley

您好、Ashley、

感谢您的答复和支持。

对于电流检测部分：
我正在设计一种类似跨阻放大器 (TIA) 的电路、用于测量电容器漏电流、范围从   0.01 μA 至 5 μA  、目标精度为  ±1%或更高 。 该块的预期输出将是范围内的电压  3.3V  ADC 采集。

系统上下文：

重要注意事项：
此系统可以扩展到  ~3000 个相同信道同时运行 所以  每个通道的成本和功耗至关重要  设计限制： 我的目标是同时提供两种解决方案  可扩展  和  高效 而不会影响低电流检测所需的精度。

再次感谢您推荐  INA630  —我将回顾其规格。
如果您可以进一步建议：

…非常感谢。

此致、
蒋明明

尊敬的 Mingming：  

感谢您提供更多信息。 您是否在寻找 TIA 级而不是使用分流电阻器方法进行低侧电流检测？ TIA 可在整个 PA 范围内进行测量、并且可以使用分流电阻器和 INA 测量需要测量的漏电流。  

您能否量化预期输入上的负载效应以证明有理由对超高精度规格的需求？ 根据到目前为止的信息、考虑到误差容差、您似乎不需要输入偏置电流的 fA、但我将运行一些仿真来进行验证。  

从成本、尺寸和功耗的角度来看、 INA351 是一款更适合考虑的器件。 我们提供采用 DDF 封装的该器件、并具有集成缓冲放大器以节省布板空间。

您是否还能说明 3000 个相同信道同时运行的含义？ 是否所有信道都应该通电、或者您的意思是它们都在进行采样并进行电流测量？  

此致、
Ashley

您好、Ashley、

非常感谢您的善意回应和支持。

要阐明 3000 信道注释：
强大的产品 3000 个电容器样本 每个模块都有一个 独立可调节直流偏置电压高达 200V  我们需要 准确测量漏电流 范围内的每个样本  0.01 μA 至 5 μA  。

关于实施：
在电流电路中、我们使用 每通道一个 OPA462、用于实现 0V 至 200V 可调偏置输出 、和 用于电流测量部分的两个额外的 OPA462 。
是的 未完全遵循 SBOA510 应用手册 、因为我们不使用电源跟踪配置来扩展输出摆幅。

但是、因为每个通道都需要 三个 OPA462 、而当前单位成本为 超过 10.5 美元 ,这变得严重 成本和 BOM 挑战 当缩放至 3000 个通道时。

因此、我们正在寻找一个 完整、具有成本效益且可扩展的解决方案 —理想情况下、每通道的功耗和尺寸也更低。 如果您有 INA351 之外的建议、或者在偏置或测量阶段可替代 OPA462、我们非常感激。

即使这意味着在速度或精度方面进行一些权衡、我们也愿意考虑可帮助降低所有 3000 个通道成本和复杂性的替代架构。

再次感谢您的宝贵意见。

此致、
蒋明明

尊敬的 Mingming：  

感谢您提供有关当前实施情况的信息、并了解对解决方案进行成本优化的挑战。 我们绝对希望为您的应用提供经济高效且性能合适的解决方案！

我之前澄清一下我的意见、INA351 建议仅适用于测量阶段。 虽然可以使用同一个运算放大器进行偏置和测量、但所选的运算放大器并未针对这两种应用进行优化。 最好  为测量级选择不同的器件、这就是我推荐一些 成本优化型 INA 的原因。 这确实需要更改 原理图/布局 来 更改设计。 这是可行的吗？  

如果是、下面是我之前尝试解释的建议方框图。  

我在此集中精力、帮助提供电路 2 的解决方案（低侧电流检测解决方案）。 对于电路 1（偏置电路）、您可以稍后重定向至高压运算放大器团队、以帮助建议使用另一种运算放大器解决方案来替换 OPA462 以实现 0-200V 可调偏置输出。  您能帮我们回答一些有关您应用的问题吗、我们可以帮助您进一步了解这一点吗？  

• 使用哪个 ADC 接口来收集样本数据？ 是否在所有通道上同时收集此样本数据？  
• 您可以访问哪些电源电压轨？  
• 您是否使用任何类型的多路复用在通道之间切换？ 如果是、这些电容器是否位于检测块的输入端或输出端？  

如果您有任何问题、敬请告知。
谢谢！

此致、
Ashley

您好、Ashley、

再次感谢您的跟进和持续支持。

要回答您的问题：

• 我们计划使用 低压 8 通道 ADC 进行采样。

• 。 3000 个信道 实际的情况 3000 种相同的电子电路 、每个都具有相同的结构和功能。 打开了 无多路复用器 在检测路径中使用 — 每个通道独立运行，ADC 通道将使用 轮询的 进一步处理。

• 我强调数字“3000"的“的原因是要突出显示 成本和功耗的影响 。 解决方案最终确定后、电路中的每个芯片可能会以 3000 的倍数使用、因此 BOM 成本和集成非常关键 这个点。

至于您的提议、我完全同意将电路分为两个功能块是有意义的：

1. 电路 1： 生成 0–200 V 可调偏置电压

2. 电路 2：低侧电流检测（（0.01 μA 至<xmt-block1> 5 μA</xmt-block> 范围）</s> 5 μA   

现在、我更关注这两种情况 偏置级（高压输出） 和 漏电流测量阶段 特性。 我知道 ADC 的选择和采样由 MCU 逻辑单独处理。

请继续分享您对电路 2 的建议、如果您稍后还能帮助我与电路 1 的高电压运算放大器团队联系、我将不胜感激、因为我仍在寻找更具成本效益的 OPA462 替代产品。

再次感谢您的时间和帮助！

此致、
蒋明明

尊敬的 Mingming：  

明白了、感谢您的澄清。 我要求提供 ADC 和电源电压信息是为了帮助缩小所建议电路的范围。 由于 INA 将直接驱动 ADC、因此了解一些关键规格非常重要、这样我们就可以确定 INA 是否能够正确驱动 ADC 以及可能需要哪些额外的电路。  

我将为 INA351 设计一个建议的电路、并在明天前做出响应。  

谢谢！
此致、
Ashley

尊敬的 Mingming：  

我对 INA351 进行了一些仿真，但不认为它非常适合您在输入侧检测到的低电流 — 我正在努力在此应用中安装一个更好的器件，LOG114 或 LOG200、看看它是否会产生更好的仿真结果、并将在下周初在该主题中为您更新。  

感谢您的耐心！ 如果您有我在上一篇文章中询问的其他详细信息、了解设计会很有帮助。  

此致、
Ashley