萊姆電子（中國(guó)）有限公司 深圳分公司 趙蘇晉
一：CTSR系列簡(jiǎn)介
CTSR系列是LEM 在2011年發(fā)布的一款用于漏電流檢測(cè)的傳感器，該系列傳感器基于Fluxgate原理，目前可實(shí)現(xiàn)對(duì)300ma，600ma，1A漏電流的檢測(cè)，可應(yīng)用于光伏，電力等需要漏電流檢測(cè)的行業(yè)。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)候，將承載漏電流的接地線通過(guò)傳感器中間的圓孔，通過(guò)測(cè)量傳感器的輸出推算出漏電流值。
由于漏電流檢測(cè)涉及到安全因素，因此不但要保證測(cè)量的精確性，同時(shí)也要保證器件本身是否正常。基于這個(gè)原因，LEM在該系列產(chǎn)品上增加了器件的自我檢測(cè)的功能。目前該功能是市場(chǎng)上大部分同類產(chǎn)品所不具備的，本文即闡述這一功能的具體用法。
自檢的實(shí)現(xiàn)有2個(gè)級(jí)別，簡(jiǎn)單的自檢是對(duì)傳感器內(nèi)部ASIC的檢測(cè)，而更完善的自檢則是對(duì)整個(gè)傳感器輸出測(cè)試電流，進(jìn)而檢測(cè)漏電流傳感器精度的方式。
二：簡(jiǎn)單自檢功能用法
CTSR系列的副邊共有4個(gè)管腳，分別是VCC（電源），0v（地），Ref（參考腳），Out（輸出腳）。
自檢功能是配合使用Ref和Out兩個(gè)管腳來(lái)完成的：
首先，需要將Ref拉低至0v到1v范圍內(nèi)的低電平并持續(xù)至少30ms，此時(shí)傳感器進(jìn)入自檢模式；
然后，對(duì)Out管腳的輸出電平Vout進(jìn)行檢測(cè)，如果在表1所述范圍，說(shuō)明傳感器正常，否則說(shuō)明該傳感器已經(jīng)失效；
表1 自檢模式下的Vout輸出范圍：
將Ref管腳的低電平釋放后40us，傳感器結(jié)束自檢模式，然后進(jìn)入持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)約110ms的去磁模式，去磁結(jié)束之后才進(jìn)入正常測(cè)量模式。整個(gè)時(shí)序詳見下圖：
三：簡(jiǎn)單自檢功能的實(shí)際使用
在實(shí)際應(yīng)用中，由于傳感器的Ref和Out可能會(huì)傳輸比較長(zhǎng)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(huì)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(zhuǎn)換器，該器件內(nèi)置有PGA環(huán)節(jié)，可對(duì)差分輸入量放大之后再進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。
當(dāng)CTSR的Ref用于輸出模式時(shí)，Vout的輸出范圍可達(dá)2.5v±2v，因此如果需要得到整個(gè)測(cè)量范圍的值，需設(shè)置PGA=1。
實(shí)現(xiàn)自檢模式時(shí)，將微控制器的IO口置為高電平，經(jīng)U3跟隨之后驅(qū)動(dòng)Q1，此時(shí)Q1導(dǎo)通，由傳感器內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)經(jīng)過(guò)內(nèi)部的500ohm電阻給Q1灌電流，將Ref拉低，當(dāng)這一過(guò)程持續(xù)超過(guò)30ms，傳感器開始自檢，此時(shí)將AD采集得到的數(shù)據(jù)與表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。由于U1將Ref和Out接成差分模式，因此應(yīng)該是將AD值與Vout和Vref的差值進(jìn)行對(duì)比。
例如采用CTSR 0.3-P時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)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。
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