深圳市晶格微电子有限公司

深圳市晶格微电子有限公司ShenzhenCrys-latticeMicroelec.Co.ltd地址：深圳市宝安区新安43区易达大厦A栋0801电话：[phone]传真：27592195特点无需外接稳压器直接与SCR接口从交流电获取26V电源电压可调灵敏度中性地故障检测满足UL.943规范要求450uA静态电流可用于120V或220V供电系统说明CL4145是一种用于交流接地故障中断器的低功耗控制IC。这些设备能检测到接地故障危险，例如连接到交流线的设备在潮湿环境中出现漏电流或开路电源线时能提前进行保护。控制IC内部包括一个26V的齐纳基准，运算放大器和一个SCR的驱动器。通过外加双端的变压器桥式整流器，SCR，继电器，和一些外围元件，CL4145可以检测并保护接地的火线或零线。通过简单的布版和常规设计就能确保可实现性和长期可靠性。功能框图CL4145功能框图CL4145CL4145CL4145CL4145型低功耗接地故障中断器深圳市晶格微电子有限公司ShenzhenCrys-latticeMicroelec.Co.ltd地址：深圳市宝安区新安43区易达大厦A栋0801电话：[phone]传真：27592195管脚分配电参数特性（IS=1.5mA，TA=+25℃）电参数特性（IS=1.5mA，-35℃≤TA≤85℃）参数测试条件最小值典型值最大值单位基准检测电压Pin7到Pin36.87.28.1±V并联调整器齐纳管电压(+VS)Pin6到Pin4252629.2V基准电压(VREF)Pin3到Pin412.51314.6V静态电流(IS)+VS=24V450750uA运算放大器失调电压(VOS)Pin2到Pin3-3.00.5+3.0mV正向输出电压摆幅Pin7到Pin36.87.28.1V负向输出电压摆幅Pin7到Pin3-9.5-11.2-13.5V正向源电流Pin7到Pin3650uA负向源电流Pin7到Pin31.0mA增益带宽积F=50KHz1.01.8MHz电阻IIIISSSS=0mA=0mA=0mA=0mAR1Pin1toPin310kΩR2Pin2toPin310kΩR3Pin5toPin43.54.75.9kΩ可控硅触发电压PinPinPinPin5555totototoPinPinPinPin4444检测器输出高电平1.52.8V检测器输出低电平0110mV参数测试条件最小值典型值最大值单位基准检测电压Pin7到Pin36.57.28.3±V并联稳压器齐纳管电压(+VS)Pin6到Pin4242630V基准电压(VREF)Pin3到Pin4121315V静态电流(IS)+VS=24V500uA运算放大器深圳市晶格微电子有限公司ShenzhenCrys-latticeMicroelec.Co.ltd地址：深圳市宝安区新安43区易达大厦A栋0801电话：[phone]传真：27592195工作原理由齐纳二极管产生的26V基准电压稳压器被分成3个参考电压：3/4VS，1/2VS和1/4VS。VREF是1/2VS并且作为运算放大器方向输入端电压13V的虚拟地的参考。图1显示了CL4145在120VAC交流的三线输出GFI应用。从变压器得到的故障信号通过AC耦合到输入端，并且按照下列等式放大：V7＝RSENSE×ISENSE/N这里V7是管脚7对管脚3的RMS电压，RSENSE是管脚7到管脚3的反馈环路电阻大小值，ISENSE是RMS放大器的误差电流，N是变压器的线圈比例。当V7超过±7.2V时，SCR触发器输出变高，并且触发外部SCR。上面用于V7的公式只是个近似等式，因为没有包括变压器的其他参数信息。当短路或者接地故障关闭了感应变压器和接地的中性变压器磁通道，从而使接地故障检测得以实现。结果AC耦合闭合了运算放大器的正反馈环路，因此运算放大器振荡，当振荡器峰值电压超过SCR触发器的比较器门限，SCR输出变高。基准电压稳压器RLINE限制了输入到基准电压稳压器电流；在220V应用系统中需要外接47kΩ2W的电阻。此外对于IC的供电功耗由基准电压稳压器提供内部参考电压决定。运算放大器RSENSE是设置增益和故障灵敏度的反馈电阻。在调整RSENSE的时候遵循下面程序：应用期望的误差电流（在UL943标准中，电流误差为5mA）；调整RSENSE阻值直到SCR触发。同样也可以用固定电阻作为RSENSE，因为±15％的灵敏度变化也能满足UL943中4-6mA规范窗口。截止频率大于中性地故障振荡频率，为了保持环路增益以便能振荡（此频率由200:1的变压器自感系数和C4确定）。中性地故障灵敏度可以通过改变振荡频率实现可调。通过减小正反馈电路环失调电压(VOS)Pin2到Pin3-5.00.5+5.0mV正向输出电压摆幅Pin7到Pin36.57.28.3V负向输出电压摆幅Pin7到Pin3-9-11.2-14V增益带宽积F=50KHz1.8MHz电阻IIIISSSS=0mA=0mA=0mA=0mAR1Pin1toPin310kΩR2Pin2toPin310kΩR3Pin5toPin43.54.75.9kΩ可控硅触发电压PinPinPinPin5555totototoPinPinPinPin4444检测器输出高电平1.32.8V检测器输出低电平0350mV深圳市晶格微电子有限公司ShenzhenCrys-latticeMicroelec.Co.ltd地址：深圳市宝安区新安43区易达大厦A栋0801电话：[phone]传真：27592195路增益就能增加频率减小敏感度。当频率增加时，信号会被衰减，环路增益也减弱。图中显示电路发生中性地故障时，阻抗为2Ω甚至更小。通过背对背的二极管对运算放大器的输入进行了过压保护。SCRSCRSCRSCR驱动器采用的SCR必须具有高的dV/dt速率，以确保线性噪声（例如由马达产生的系列噪声）不会误触发SCR。同时，SCR的门驱动电流必须小于200uA。CF是噪声滤波器电容，它能防止窄脉冲触发SCR。继电器线圈反应时间应该小于3ms，从而满足UL943的时间要求。传感变压器和磁芯传感器和中性地接地变压器的磁芯一般由高磁导率多层钢环制成。穿过磁环的火线和中性线构成了单匝初级线圈，其次级线圈通常是200至1500圈。两线应用电路图2为CL4145应用在120VAC两线电路中的框图。这种电路并不检测中性地接地故障。因此，图1中就去了中性接地的感应变压器和C3，C4。推荐应用线路在实际应用线路中，建议在VS与GND之间并联1uF的退耦电容，滤除电源干扰，使CL4145工作更稳定。当CL4145应用于220V交流电压条件下时，建议RLINE为47kΩ/2W。当CL4145应用于110V交流电压条件下时，建议RLINE为24kΩ/2W。深圳市晶格微电子有限公司ShenzhenCrys-latticeMicroelec.Co.ltd地址：深圳市宝安区新安43区易达大厦A栋0801电话：[phone]传真：27592195图1GFI应用线路图（三线插座）图2GFI应用线路图（两线插座）深圳市晶格微电子有限公司ShenzhenCrys-latticeMicroelec.Co.ltd地址：深圳市宝安区新安43区易达大厦A栋0801电话：[phone]传真：27592195原理框图图3电路原理框图