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內容描述：	CTSR系列是LEM 在2011年發布的一款用于漏電流檢測的傳感器，該系列傳感器基于Fluxgate原理，目前可實現對300ma，600ma，1A漏電流的檢測，可應用于光伏，電力等需要漏電流檢測的行業。在進行測量時候，將承載漏電流的接地線通過傳感器中間的圓孔，通過測量傳感器的輸出推算出漏電流值。
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* 所屬類別： (不超過20項)	電源產品分類： UPS電源穩壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發電機組開關電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫療電源家電電源便攜式電源充電機(器) 勵磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測變壓器傳感器軸流風機電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽能(光伏發電) 風能發電潮汐發電水利發電燃料電池其他類：其他
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* 內容：	<P align=right>萊姆電子（中國）有限公司深圳分公司趙蘇晉 </P> <P>    <STRONG>一：CTSR系列簡介 </STRONG></P> <P>    CTSR系列是LEM 在2011年發布的一款用于漏電流檢測的傳感器，該系列傳感器基于Fluxgate原理，目前可實現對300ma，600ma，1A漏電流的檢測，可應用于光伏，電力等需要漏電流檢測的行業。在進行測量時候，將承載漏電流的接地線通過傳感器中間的圓孔，通過測量傳感器的輸出推算出漏電流值。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏電流傳感器CTSR系列自檢功能淺析 src="/uploadfile/newspic/20150602092950706.jpg"></P> <P>    由于漏電流檢測涉及到安全因素，因此不但要保證測量的精確性，同時也要保證器件本身是否正常。基于這個原因，LEM在該系列產品上增加了器件的自我檢測的功能。目前該功能是市場上大部分同類產品所不具備的，本文即闡述這一功能的具體用法。 </P> <P>    自檢的實現有2個級別，簡單的自檢是對傳感器內部ASIC的檢測，而更完善的自檢則是對整個傳感器輸出測試電流，進而檢測漏電流傳感器精度的方式。 </P> <P>    <STRONG>二：簡單自檢功能用法 </STRONG></P> <P>    CTSR系列的副邊共有4個管腳，分別是VCC（電源），0v（地），Ref（參考腳），Out（輸出腳）。 <BR>自檢功能是配合使用Ref和Out兩個管腳來完成的： </P> <P>    首先，需要將Ref拉低至0v到1v范圍內的低電平并持續至少30ms，此時傳感器進入自檢模式； </P> <P>    然后，對Out管腳的輸出電平Vout進行檢測，如果在表1所述范圍，說明傳感器正常，否則說明該傳感器已經失效； </P> <P>    <STRONG>表1 自檢模式下的Vout輸出范圍： </STRONG></P> <P align=center><IMG border=0 alt=自檢模式下的Vout輸出范圍 src="/uploadfile/newspic/20150602093016530.jpg"></P> <P>    將Ref管腳的低電平釋放后40us，傳感器結束自檢模式，然后進入持續時間長約110ms的去磁模式，去磁結束之后才進入正常測量模式。整個時序詳見下圖： </P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏電流傳感器CTSR系列自檢功能淺析 src="/uploadfile/newspic/20150602093143827.jpg"></P> <P>    <STRONG>三：簡單自檢功能的實際使用 </STRONG></P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏電流傳感器CTSR系列自檢功能淺析 src="/uploadfile/newspic/20150602093205569.jpg"></P> <P>    在實際應用中，由于傳感器的Ref和Out可能會傳輸比較長的距離，因此可能引入共模干擾，為了減少共模干擾以及溫漂的影響，通常會將Ref與Out接成差分輸入的方式。本文采用了TI公司的ADS1000作為AD轉換器，該器件內置有PGA環節，可對差分輸入量放大之后再進行AD轉換。 </P> <P>    當CTSR的Ref用于輸出模式時，Vout的輸出范圍可達2.5v±2v，因此如果需要得到整個測量范圍的值，需設置PGA=1。 </P> <P>    實現自檢模式時，將微控制器的IO口置為高電平，經U3跟隨之后驅動Q1，此時Q1導通，由傳感器內部的2.5V基準經過內部的500ohm電阻給Q1灌電流，將Ref拉低，當這一過程持續超過30ms，傳感器開始自檢，此時將AD采集得到的數據與表1中的數據進行比對。由于U1將Ref和Out接成差分模式，因此應該是將AD值與Vout和Vref的差值進行對比。 </P> <P>    例如采用CTSR 0.3-P時，如果發現AD采集值在[0.7，1.7v]的范圍，則表明傳感器自檢成功，否則失敗。 {$page$}</P> <P>    自檢結束之后，將微控制器的IO口置為低電平，此時Q1截止，Vref輸出2.5v基準電壓，40us后傳感器進入去磁模式，去磁過程將持續110ms，之后傳感器進入測量模式。 </P> <P>    如CTSR 0.3-P在測量300ma時，U1的輸入差值為Vout-Vref=0.34=1.2v,ADS1000的理論輸出CODE為：204811.2/5=492。 </P> <P>    <STRONG>四：全面自檢功能用法 </STRONG></P> <P>    在CTSR系列中，只有幾個特定型號的產品具有全面自檢功能，這些產品的內部均帶有檢測線圈。截至發稿為止有下面幾個型號： </P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏電流傳感器CTSR系列自檢功能淺析 src="/uploadfile/newspic/20150602093246654.jpg"></P> <P>    檢測線圈在傳感器內的補償線圈上繞20匝，這樣就可以模擬原邊電流進行檢測。因此輸出與測試電流的關系為：Vout-Vref=GthIt（測試電流）20 </P> <P>    根據IEC 62109-2標準中4.4.4.15.1和4.8.3.5規定，每次光伏逆變器在重啟時，需利用漏電流傳感器的檢測線圈驗證傳感器的精度。此時可以利用恒流源給檢測線圈注入測試電流。在測試結束之后，應該斷開測試線圈回路，以免對正常測量形成干擾。此時，由于互感原理的作用，當原邊電流發生瞬間變化時，開路的測試線圈兩端可能會產生高壓，因此電路中應該增加相關保護器件。 </P> <P>    下圖是這一功能的一個測試示例，由TL431（U3）構建恒流源為線圈提供測試電流。當U2的IO管腳置為高電平時，Q2將恒流源接通，注入測試線圈的電流為 2.5v/R2=2.5v/160=15.6mA,相當于給原邊通入15.620=312mA的電流。此時通過讀取AD值與理論值312mA進行比對，對測量精度進行驗證。 </P> <P>    驗證完成之后，將U2的IO管腳置為低電平，Q2截止，測試線圈回路斷開。此時可進行正常測量。另外在檢測線圈兩端跨接TVS管，當原邊電流發生瞬變時，測試線圈耦合產生的能量通過TVS管釋放。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏電流傳感器CTSR系列自檢功能淺析 src="/uploadfile/newspic/20150602093327191.jpg"></P> <P>    <STRONG>關于LEM </STRONG></P> <P>    萊姆作為電量傳感器領域的市場先導者，為客戶提供創新的技術和高質量的電量測量解決方案。其核心產品為電流電壓傳感器，可廣泛應用于驅動與焊接、可再生能源與電源、鐵路與軌道交通、高精度、傳統汽車與新能源汽車等業務領域。萊姆的戰略在于發揮其核心業務固有優勢的同時，開發新的應用領域并在新的市場中尋求發展機遇。萊姆作為一家中等規模的全球化公司，在北京（中國）、日內瓦（瑞士）、町田（日本）、哥本哈根（丹麥）設有生產中心，各地的銷售辦事處能夠為全球客戶提供周到的服務。萊姆（LEM）集團于1986年在瑞士證券交易所上市（股市代碼：LEHN）。萊姆電子（中國）有限公司是萊姆電子在中國的全資公司，在各地區設有銷售辦事處，為中國客戶提供全球化的無縫服務。<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>

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