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内容描述：	CTSR系列是LEM 在2011年发布的一款用于漏电流检测的传感器，该系列传感器基于Fluxgate原理，目前可实现对300ma，600ma，1A漏电流的检测，可应用于光伏，电力等需要漏电流检测的行业。在进行测量时候，将承载漏电流的接地线通过传感器中间的圆孔，通过测量传感器的输出推算出漏电流值。
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* 所属类别： (不超过20项)	电源产品分类： UPS电源稳压电源 EPS电源变频电源净化电源特种电源发电机组开关电源(AC/DC) 逆变电源(DC/AC) 模块电源(DC/DC) 电源应用分类：通信电源电力电源车载电源军工电源航空航天电源工控电源 PC电源 LED电源电镀电源焊接电源加热电源医疗电源家电电源便携式电源充电机(器) 励磁电源电源配套分类：功率器件防雷浪涌测试仪器电磁兼容电源IC 电池/蓄电池电池检测变压器传感器轴流风机电子元件连接器及端子散热器电解电容 PCB/辅助材料新能源分类：太阳能(光伏发电) 风能发电潮汐发电水利发电燃料电池其他类：其他
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* 内容：	<P align=right>莱姆电子（中国）有限公司深圳分公司赵苏晋 </P> <P>    <STRONG>一：CTSR系列简介 </STRONG></P> <P>    CTSR系列是LEM 在2011年发布的一款用于漏电流检测的传感器，该系列传感器基于Fluxgate原理，目前可实现对300ma，600ma，1A漏电流的检测，可应用于光伏，电力等需要漏电流检测的行业。在进行测量时候，将承载漏电流的接地线通过传感器中间的圆孔，通过测量传感器的输出推算出漏电流值。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能浅析 src="/uploadfile/newspic/20150602092950706.jpg"></P> <P>    由于漏电流检测涉及到安全因素，因此不但要保证测量的精确性，同时也要保证器件本身是否正常。基于这个原因，LEM在该系列产品上增加了器件的自我检测的功能。目前该功能是市场上大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。 </P> <P>    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，而更完善的自检则是对整个传感器输出测试电流，进而检测漏电流传感器精度的方式。 </P> <P>    <STRONG>二：简单自检功能用法 </STRONG></P> <P>    CTSR系列的副边共有4个管脚，分别是VCC（电源），0v（地），Ref（参考脚），Out（输出脚）。 <BR>自检功能是配合使用Ref和Out两个管脚来完成的： </P> <P>    首先，需要将Ref拉低至0v到1v范围内的低电平并持续至少30ms，此时传感器进入自检模式； </P> <P>    然后，对Out管脚的输出电平Vout进行检测，如果在表1所述范围，说明传感器正常，否则说明该传感器已经失效； </P> <P>    <STRONG>表1 自检模式下的Vout输出范围： </STRONG></P> <P align=center><IMG border=0 alt=自检模式下的Vout输出范围 src="/uploadfile/newspic/20150602093016530.jpg"></P> <P>    将Ref管脚的低电平释放后40us，传感器结束自检模式，然后进入持续时间长约110ms的去磁模式，去磁结束之后才进入正常测量模式。整个时序详见下图： </P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能浅析 src="/uploadfile/newspic/20150602093143827.jpg"></P> <P>    <STRONG>三：简单自检功能的实际使用 </STRONG></P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能浅析 src="/uploadfile/newspic/20150602093205569.jpg"></P> <P>    在实际应用中，由于传感器的Ref和Out可能会传输比较长的距离，因此可能引入共模干扰，为了减少共模干扰以及温漂的影响，通常会将Ref与Out接成差分输入的方式。本文采用了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之后再进行AD转换。 </P> <P>    当CTSR的Ref用于输出模式时，Vout的输出范围可达2.5v±2v，因此如果需要得到整个测量范围的值，需设置PGA=1。 </P> <P>    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基准经过内部的500ohm电阻给Q1灌电流，将Ref拉低，当这一过程持续超过30ms，传感器开始自检，此时将AD采集得到的数据与表1中的数据进行比对。由于U1将Ref和Out接成差分模式，因此应该是将AD值与Vout和Vref的差值进行对比。 </P> <P>    例如采用CTSR 0.3-P时，如果发现AD采集值在[0.7，1.7v]的范围，则表明传感器自检成功，否则失败。 {$page$}</P> <P>    自检结束之后，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。 </P> <P>    如CTSR 0.3-P在测量300ma时，U1的输入差值为Vout-Vref=0.34=1.2v,ADS1000的理论输出CODE为：204811.2/5=492。 </P> <P>    <STRONG>四：全面自检功能用法 </STRONG></P> <P>    在CTSR系列中，只有几个特定型号的产品具有全面自检功能，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： </P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能浅析 src="/uploadfile/newspic/20150602093246654.jpg"></P> <P>    检测线圈在传感器内的补偿线圈上绕20匝，这样就可以模拟原边电流进行检测。因此输出与测试电流的关系为：Vout-Vref=GthIt（测试电流）20 </P> <P>    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，需利用漏电流传感器的检测线圈验证传感器的精度。此时可以利用恒流源给检测线圈注入测试电流。在测试结束之后，应该断开测试线圈回路，以免对正常测量形成干扰。此时，由于互感原理的作用，当原边电流发生瞬间变化时，开路的测试线圈两端可能会产生高压，因此电路中应该增加相关保护器件。 </P> <P>    下图是这一功能的一个测试示例，由TL431（U3）构建恒流源为线圈提供测试电流。当U2的IO管脚置为高电平时，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15.620=312mA的电流。此时通过读取AD值与理论值312mA进行比对，对测量精度进行验证。 </P> <P>    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。另外在检测线圈两端跨接TVS管，当原边电流发生瞬变时，测试线圈耦合产生的能量通过TVS管释放。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能浅析 src="/uploadfile/newspic/20150602093327191.jpg"></P> <P>    <STRONG>关于LEM </STRONG></P> <P>    莱姆作为电量传感器领域的市场先导者，为客户提供创新的技术和高质量的电量测量解决方案。其核心产品为电流电压传感器，可广泛应用于驱动与焊接、可再生能源与电源、铁路与轨道交通、高精度、传统汽车与新能源汽车等业务领域。莱姆的战略在于发挥其核心业务固有优势的同时，开发新的应用领域并在新的市场中寻求发展机遇。莱姆作为一家中等规模的全球化公司，在北京（中国）、日内瓦（瑞士）、町田（日本）、哥本哈根（丹麦）设有生产中心，各地的销售办事处能够为全球客户提供周到的服务。莱姆（LEM）集团于1986年在瑞士证券交易所上市（股市代码：LEHN）。莱姆电子（中国）有限公司是莱姆电子在中国的全资公司，在各地区设有销售办事处，为中国客户提供全球化的无缝服务。<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>