¿Cómo medir la corriente entregada a la carga por un amplificador de amplificador operacional no inversor de alto voltaje (> 50 V)?

Me gustaría medir la corriente entregada a una carga arbitraria por un amplificador de amplificador operacional no inversor. Información clave para este amplificador y objetivos de diseño:

• La oscilación del voltaje de salida es alta (hasta aproximadamente 100 V). El rango de frecuencia del amplificador es de CC a 1 MHz más o menos.
• La corriente de salida a medir está en el rango de$\pm 100\text{ mA}$(es decir, corriente relativamente baja y bidireccional). Me gustaría que esta medida sea precisa hasta aproximadamente el$10 \mu\text{A}$rango.
• No tengo acceso al lado bajo de la carga, por lo que no puedo simplemente agregar una resistencia de detección del lado bajo a la carga y medir esa corriente.
• La salida del circuito de medición de corriente debe ser un voltaje y puede tener un ancho de banda bajo (CC a un ancho de banda preferiblemente en el rango de 100 kHz, como es típico para muchos IC de monitor de derivación de corriente, pero el ancho de banda puede ser menor si es necesario). No necesita tener el ancho de banda del propio amplificador.
• El espacio de la placa y el costo no son una limitación importante. No quiero tener que comprar una docena de circuitos integrados y gastar $ 100 o más en el circuito de medición actual, pero estoy dispuesto a gastar más por el rendimiento. Por ejemplo, estoy dispuesto a implementar dos circuitos de medición de corriente unidireccionales (uno para corriente positiva y otro para corriente negativa) en lugar de un circuito bidireccional si es necesario.

Revisé la excelente y bastante completa colección de circuitos de detección de corriente de Linear Tech, pero no encontré una solución para mi problema, que se complica por el hecho de que la medición no es ni "lado alto" ni "lado bajo" (ya que el voltaje en la carga varía según la salida del amplificador operacional).

Ignorando el requisito de oscilación de alto voltaje de salida, me parece que la mejor manera de medir la corriente de salida sería agregar una resistencia de detección a la salida del amplificador y medirla con un amplificador de instrumentación. Hay dos ubicaciones posibles para la resistencia de detección, que se muestran como$R_{\text{sa}}$y$R_{\text{sb}}$debajo de ¹ :

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

$R_1$y$R_2$se dan valores de ejemplo para indicar el orden de magnitud de sus resistencias. Deben tener un valor alto, de lo contrario, la corriente a través de ellos será significativa cuando la salida sea de alto voltaje.

El problema con esta solución es que no he encontrado ningún circuito integrado de amplificador de instrumentación capaz de proporcionar un voltaje de suministro tan grande como la oscilación de salida de 100 V. Podría construir un amplificador de entrada a partir de amplificadores operacionales que son capaces de un voltaje de suministro tan alto (por ejemplo, el LT6090 ), pero perdería la excelente combinación de resistencias que proporciona un buen CMRR integrado en el amplificador (definitivamente importante para esta solución ).

¿Existe una mejor solución para medir la corriente entregada a la carga por un amplificador de amplificador operacional no inversor de alto voltaje? ¿O hay algo que pueda hacer para mejorar el rendimiento en esta aplicación de un amplificador de entrada construido con circuitos integrados de amplificadores operacionales de alto voltaje?

¹$R_{\text{sb}}$es la solución más fácil ya que la corriente a través de él es exactamente la misma que$I_{\text{load}}$. Sin embargo, en ese caso, la retroalimentación del amplificador operacional no se toma de la carga en sí; hay un pequeño error de voltaje de salida igual al voltaje a través$R_{\text{sb}}$.

$R_{\text{sa}}$evita este error pero la corriente a través de él es$I_{\text{load}} + I_{\text{f}}$. Dependiendo de los valores de$R_1$y$R_2$,$I_{\text{f}}$puede ser necesario restarlo de la corriente detectada a través$R_{\text{sa}}$. Esto no debería ser demasiado difícil, ya que$I_{\text{f}} \approx V_{\text{in}}/R_{1}$.