精密高压解决方案

Analog Devices 的精密高压信号链结合了精密高压放大器、高压数模转换器 (DAC)、差分放大器和匹配电阻排。驱动信号链提供多种电压、电流驱动、密度和压摆率，让系统设计人员能找到针对其需求优化的解决方案。每个信号链都提供了示例解决方案来驱动最高 216 V 的高压信号或最大 2 A 的电流。

精密高压测量信号链支持一系列共模电压，可根据应用需求实现可互换密度、动态范围和精度。这些信号链提供了测量高达 220 V 的大差分信号或具有大共模电压的小差分信号的示例。

精密高压解决方案

  • 高压/大电流驱动
  • 高差分电压测量
  • 高共模电流测量

高压/大电流驱动

用于高压驱动或大电流驱动的信号链选项。

高压驱动

价值定位

  • 针对高压驱动优化的信号链。
  • 比分立式高压放大器设计更可靠
  • 高压输出级支持
    • ADHV4702-1：±108 V，20 mA 驱动
    • LTC6090、LTC6091：±70 V，50 mA 驱动
  • 与分立驱动器设计相比，占用空间更小
  • 用于扩展范围的可选自举激励级
    • ADHV4702-1：±108 V，20 mA 驱动
    • ±250 V（如图所示）
  • 可选择并联多个放大器以增加驱动电流

产品选型指南：高压驱动

PMU

  • AD5522 具有集成 DAC 和 ADC 的四参数测量单元

输出驱动

  • ADHV4702-1 220 V，2 pA 最大输入偏置电流，高压放大器；ADHV4710 +/- 55V 电源，+/- 52 V 输出，故障保护，可编程；LTC6090/LTC6090-5 140 V，CMOS 轨至轨输出，pA 级输入电流，高压放大器；LTC6091 双路 140 V，CMOS 轨至轨输出，pA 级输入电流，高压放大器

大电流驱动

价值定位

  • 针对大电流驱动优化的信号链。
  • 大电流驱动和高转换能力
  • 比分立式设计占用面积更小
  • 比分立驱动器设计更可靠
    • 热保护
    • 过压/过电流警报

产品选型指南：大电流驱动

PMU

  • AD5522 具有集成 DAC 和 ADC 的四参数测量单元

输出驱动

  • ADA4870 ±20 V，1 A 输出驱动，2500 V/μs 压摆率输出驱动放大器；ADHV4710 +/- 55V 电源，+/- 52 V 输出，故障保护，可编程；LT1210 ±15 V，2 A 输出驱动，900 V/μs 压摆率电流反馈放大器

密度优化电压驱动

价值定位

  • 针对密度和电压驱动优化的信号链。
  • 占用面积小，易于使用：225 mm2
    • 比 32 通道 ADHV4702-1 + DAC 小 8 倍以上
  • 高通道数（最多 32 个通道）
  • 集成 DAC 和高压放大器
    • 平衡电流驱动以获得更集成的解决方案

产品选型指南：密度优化电压驱动

隔离

  • ADuM1441 微功率四通道数字隔离器，默认高电平（3/1 通道方向性）

DAC 和输出驱动

  • AD5535B 32 通道，50 V 至 200 V 14 位 DAC，0.5 mA 驱动，10 V/μs 压摆率；AD5504 4 通道，30 V 或 60 V 12 位 DAC

高差分电压测量

用于测量最高 ±110 V 差分电压的缓冲和非缓冲信号链选项如下所示。

高精度

价值定位

  • 缓冲和非缓冲信号链选项，用于测量最高 ±110 V 的差分电压，并针对高精度经过优化。
  • 高阻抗电压测量
    • ±50 V：LTC6091 或两个 LTC6090s 作为缓冲器
    • ±108 V：两个 ADHV4702-1s 作为缓冲器
  • 差分放大器输出直接与 ADC/PMU 接口
  • 用于 ±50 V 输入的 ±2.5 V
  • 用于 ±100 V 输入的 ±5 V

产品选型指南：高精度

高压放大器

  • ADHV4702-1 220 V，2 pA 最大输入偏置电流，高压放大器；ADHV4710 +/- 55V 电源，+/- 52 V 输出，故障保护，可编程；LTC6090/LTC6090-5 140 V，CMOS 轨至轨输出，pA 级输入电流，高压放大器；LTC6091 双路 140 V，CMOS 轨至轨输出，pA 级输入电流，高压放大器

差分放大器

  • LT1997-2 精密漏斗放大器，宽电压范围，可选增益（0.1 至 0.05）

PMU

  • AD5522 具有集成 DAC 和 ADC 的四参数测量单元

性能尺寸优化

价值定位

  • 缓冲和非缓冲信号链选项，用于测量最高 ±110 V 的差分电压，并针对性能尺寸经过优化。
  • 电压源为低阻抗时的高性能
    • 高源阻抗会降低 CMRR 和增益精度 — 由于 IBIAS 和 RSOURCE 之间的相互作用，它会产生失调电压
    • 通过添加 HV 缓冲器来提高性能的选项 — 请参阅高精度解决方案
  • 差分放大器输出直接与 ADC/PMU 接口
    • ±2.5 V 用于 ±50 V 输入，±5 V 用于 ±100 V 输入

产品选型指南：性能尺寸优化

高压放大器

  • 不适用

差分放大器

  • LT1997-2 精密漏斗放大器，宽电压范围，可选增益（0.1 至 0.05）

PMU

  • AD5522 具有集成 DAC 和 ADC 的四参数测量单元

高共模电流测量

测量 nA 负载电流时，需要高输入阻抗。ADHV4702-1 提供两个高精度缓冲选项作为输入级。一个使用差分放大器，而另一个使用 LT5400 匹配电阻排创建一个差分放大器。

初始精度高

价值定位

  • 测量 nA 负载电流时，需要高输入阻抗。ADHV4702-1 提供高精度缓冲选项作为输入级。
  • 高阻抗 ±110 V VCM 电流测量
  • 允许 nA 电流测量
  • 比校准后最高精度信号链的占用面积小 40%

产品选型指南：初始精度高

高压放大器

  • ADHV4702-1 具有 2 pA 最大输入偏置电流的 220V 高压放大器

差分放大器

  • LT6375A 低功耗、±270 V 共模电压差放大器

PMU

  • AD7606C-18 8 通道、1 MSPS 双极输入 18 位同步采样数据采集系统 ADC

性能尺寸优化

价值定位

  • 测量 nA 负载电流时，需要高输入阻抗。
  • 功耗低 5 倍
  • 比校准后最高精度信号链的尺寸更小
    • 11× LT6375A DFN：16 mm²
    • 6× 使用 AD8479 标准 8 引线 SOIC：31 mm²
  • 电流测量分辨率
    • 采用 AD8479 可达数百 uA
    • LT6375A 为 1 mA
  • 精度随共模电压而变化
    • 基于差分放大器
    • 输入阻抗：

产品选型指南：性能尺寸优化

高压放大器

  • 不适用

差分放大器

  • LT6375A 低功耗，±270 V 共模电压差放大器；AD8479 低功耗，±600 V 共模电压差放大器

PMU

  • AD7606C-18 8 通道、1 MSPS 双极输入 18 位同步采样数据采集系统 ADC

校准后最高精度

价值定位

  • 测量 nA 负载电流时，需要高输入阻抗。ADHV4702-1 提供高精度缓冲选项作为输入级。该信号链使用 LT5400 匹配电阻排创建了一个差分放大器。
  • 高阻抗 ±75 V VCM 电流测量
  • 允许 nA 电流测量
  • 室温校准后的最高精度
    • 温度范围内精度比高精度选项高 2 倍
  • ±5 V 差分放大器输出按比例缩小以连接 ADC/PMU

产品选型指南：校准后精度高

高压放大器

  • ADHV4710 +/- 55V 电源，+/- 52V 输出，故障保护，可编程

差分放大器

  • LT5400 用于改善 CMRR 和增益误差的四路匹配电阻排

PMU

  • AD5522 具有集成 DAC 和 ADC 的四参数测量单元

其他资源