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LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能浅析

2015/6/2 9:34:07   电源在线网
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莱姆电子(中国)有限公司 深圳分公司 赵苏晋

    一:CTSR系列简介

    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。

LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能浅析

    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。

    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。

    二:简单自检功能用法

    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)。
自检功能是配合使用Ref和Out两个管脚来完成的:

    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;

    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;

    表1 自检模式下的Vout输出范围:

自检模式下的Vout输出范围

    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:

LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能浅析

    三:简单自检功能的实际使用

LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能浅析

    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。

    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。

    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。

    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。

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本文链接:LEM漏电流传感器CTSR系列自检功能
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