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一:CTSR系列简介

        CTSR系列是LEM在2011年宣布的一款用于漏电流检测的传感器,该系传记感器基于Fluxgate道理,今朝可实现对300ma,600ma,1A漏电流的检测,可应用于光伏,电力等须要漏电流检测的行业。在进行测量时刻,将承载漏电流的接地线经由过程传感器中心的圆孔,经由过程测量传感器的输出推算出漏电流值。

        因为漏电流检测涉及到安然身分,是以不只要包管测量的精确性,同时也要包管器件本身是否正常。基于这个原因,LEM在该系列产品上增长了器件的自我检测的功能。今朝该功能是市场上大年夜部分同类产品所不具备的,本文即阐述这一功能的具体用法。


        自检的实现有2个级别,简单的自检是对传感器内部ASIC的检测,而更完美的自检则是半数个传感器输出测试电流,进而检测漏电传播感器精度的方法。

        将Ref管脚的低电平释放后40us,传感器停止自检模式,然落后入持续时光长约110ms的去磁模式,去磁停止之后才进入正常测量模式。全部时序详见下图:

        三:简单自检功能的实际应用

        在实际应用中,因为传感器的Ref和Out可能会传输比较长的距离,是以可能惹人共模干扰,为了削减共模干扰以及温漂的影响,平日会将Ref与Out接成差分输入的方法。本文采取了TI公司的ADS1000作为AD转换器,该器件内置有PGA环节,可对差分输入量放大年夜之后再进行AD转换。

        当CTSR的Ref用于输出模式时,Vout的输出范围可达2.5v±2v,是以如不雅须要获得全部测量范围的值,需设置PGA=1。

        实现自检模式时,将微控制器的IO口置为高电平,经U3跟随之后驱动Q1,此时Q1导通,由传感器内部的2.5V基准经由内部的500ohm电阻给Q1灌电流,将Ref拉低,当这一过程持续跨越30ms,传感器开端自检,此时将AD采集获得的数据与表1中的数据进行比对。因为U1将Ref和Out接成差分模式,是以应当是将AD值与Vout和Vref的差值进行比较。

        例如采取CTSR 0.3-P时,如不雅发明AD采集值袈溱[0.7,1.7v]典范围,则注解传感器自检成功,不然掉败。

        自检停止之后,将微控制器的IO口置为低电平,此时Q1截止,Vref输出2.5v基准电压,40us后传感器进入去磁模式,去磁过程将持续110ms,之后传感器进入测量模式。

        如CTSR 0.3-P在测量300ma时,U1的输入差值为Vout-Vref=0.3*4=1.2v,ADS1000的理论输出CODE为:2048*1*1.2/5=492。

根据IEC 62109-2标准中4.4.4.15.1和4.8.3.5规定,每次光伏逆变器在重启时,需应用漏电传播感器的检测线圈验证传感器的精度。此时可以应用恒流源给检测线圈注入测试电流。在测试停止之后,应当断开测试线圈回路,以免对正常测量形成干扰。此时,因为互感道理的感化,当原边电流产生刹时变更时,开路的测试线圈两端可能会产生高压,是以电路中应当增长相干保护器件。

        四:周全自检功能用法    

        在CTSR系列中,只有几个特定型号的产品具有周全自检功能,这些产品的内部均带有检测线圈。截至发稿为止有下面几个型号:


        检测线圈在传感器内的补偿线圈上绕20匝,如许就可以模仿原边电流进行检测。是以输出与测试电流的关系为:Vout-Vref=Gth*It(测试电流)*20

       下图是这一功能的一个测试示例,由TL431(U3)构建恒流源为线圈供给测试电流。当U2的IO管脚置为高电日常平凡,Q2将恒流源接通,注入测试线圈的电流为 2.5v/R2=2.5v/160=15.6mA,相当于给原边通入15.6*20=312mA的电流。此时经由过程攫取AD值邮攀理论值312mA进行比对,对测量精度进行验证。


       验证完成之后,将U2的IO管脚置为低电平,Q2截止,测试线圈回路断开。此时可进行正常测量。别的在检测线圈两端跨接TVS管,当原边电流产生瞬变时,测试线圈耦合产生的能量经由过程TVS管释放。

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