风扇1851A 接地故障断路器

特征

性能优于行业同类产品–紧密故障电流范围（典型值±100微安）–温度补偿故障电流特性–无需外部修整,与可控硅直接接口,来自交流线路-26V分路的电源电压,可调灵敏度,接地中性点故障检测,符合UL943标准,450微安静态电流,适用于120V或220V系统,包装选项：8L DIP和8L SOIC

说明

FAN1851A是交流电源插座接地故障的控制器打断者。这些装置检测危险的接地条件（例如：水池或电气设备连接到交流线路的相对相位以及工业环境。IC的输出触发外部可控硅，从而打开继电器断路器防止有害或致命的电击。美国UL943计时规范的全部优点是以确保对假触发的最大豁免权去制造噪音。电路中的一个特殊功能可快速复位噪声脉冲情况下的积分定时电容器引入不需要的充电电流。另外，触发器是包括确保即使是慢速断路器也能点火在线路电压的两个半周期中的任何一个上进行继电器当使用外部全波整流时。应用电路可以配置为检测正常故障（热线接地）和接地中性点错误。

功能描述

电源引脚处的电压被内部分流调节器D3。这个并联调节器也产生人工接地电压A1输入（显示为+10V电源）。A1、Q1和Q2一起充当故障电流信号的电流镜（来自外部变压器）。当故障信号存在，镜像电流充电外部定时电容器，直到其电压超过锁存器触发阈值（通常为17.5V）。当这个阈值是超过，锁闩接合，Q3关闭，允许I2驱动连接到“可控硅触发器”引脚的可控硅。A1反馈路径中的额外电路与开关电流源I1消除CT上的任何电荷由变压器中的噪声引起。如果没有故障电流现在，然后I1放电电流等于3Ith的CT，式中，ITH是外部RSET设定的电流值电阻器。如果故障信号出现在A1的输入端在虚拟地上，+10V），两个电流中的一个A1（Q4和Q5）反馈路径中的后视镜将变为激活，取决于故障发生的半周期。此动作将提高VS电压，将I1切换到a值等于ITH，并将CT的放电率降低到最好让故障电流充电。注意，在行，而IF只在其中如果退出“--输入”引脚（因为Q1只承载故障电流）朝一个方向）。因此，在一个半周期内，如果-ITH充电CT，而在另一个半周期内放电它。

术语的起始

正常故障：负载终端之间的一条非故意的电路，RB如虚线所示图中的线条。正断层接地中性点故障：的负载端子之间的非故意的电通路中线和地面，如虚线所示

正常故障加接地中性点故障：正常故障与接地的结合中性点故障，如图中虚线所示。

直流电特性（TA=+25°C，ISHUNT=5毫安）

技术工程师：1.该外部外加电流是内部“输出驱动电流”源的补充。

交流电气特性（TA=+25°C，ISHUNT=5毫安）

笔记：

1.平均10次。

2.要求的UL系统灵敏度公差为4mA至6mA。

应用程序信息

典型的接地故障断路器电路如所示图。它的设计工作电压为120伏交流电具有5mA正常故障灵敏度。采用全波整流桥和15kΩ/2W电阻提供集成电路所需的直流电源。1μF电容器在“+VS”引脚用于过滤电源电压的纹波，也连接在晶闸管上，以允许两个半周期的可控硅。当故障导致可控硅触发器，断路器通电，线路电压从负载中移除。此时无故障电流流动，CT放电电流从ITH增加到3ITH（见方框图）。这个快速重置定时电容器和输出锁存器。断路器可以复位，线路电压也可以恢复提供给负载，假设故障已排除。使用1000:1感应变压器检测正常过失。故障电流，基本上是热线和中性线之间的电流通过1000并馈入运算放大器的输入引脚通过10μF电容器。0.0033μF电容器将“-Input”引脚和“+Input”引脚以及“+Input”和“Ground”引脚之间的200pF电容器相加以获得更好的抗噪性。正常故障灵敏度由定时电容放电电流ITH决定。伊思计算方法：

在决定点，平均故障电流等于阈值电流，ITH。

其中IF（rms）是运算放大器的rms输入故障电流，因数2是由于只在半个周期内给定时电容充电，当ITH连续放电时。因素0.91将rms值转换为平均值。结合方程（1）和（2）我们有：

例如，为了获得电路的5mA（rms）灵敏度在图中，我们有：

RSET的正确值也可以通过绘制方程式（3）的特征曲线。注意这是近似计算；RSET的精确值关于使用的特定感测变压器和FAN1851A公差。因为UL943指定了灵敏度“窗口”在4mA至6mA之间，应制定调整RSET的规定带电位计。独立于设置灵敏度，所需的积分时间可以通过正确选择时间来获得电容器，CT。由于涉及的变量很多，正确选择CT最好是根据经验。以下设计示例只能用作指导原则。假设目标是满足UL943计时要求。还假设最坏情况发生在GFI期间带有严重正常故障和存在2Ω接地中性点故障。这种情况显示在。

UL943规定在这些条件下的平均行程时间不超过25ms。基于充电电流的电流互感器计算

正常故障如下：

1.从≤25ms规格开始。减去3ms GFI开启时间（15kΩ和1μF）。减去8ms电位由于故障电流感丧失半个周期只有半个周期。

2.减去断开迟缓电路所需的4毫秒时间断路器。

3.这给出了总的小于10ms的最大积分时间。这是可以允许的。

4.要生成包含部件公差和其他变量的8ms积分时间值：

哪里：

T=积分时间

V=阈值电压

I=进入CT的平均故障电流

实际上，CT的实际值必须修改包括中性回路对净充电电流的影响。中性点回路感应电流的影响很难量化，但它们通常与正常故障相加电流，因此允许更大的CT值。用于UL943要求，0.015μF已被发现是定时和噪声之间的最佳折衷。对于那些不需要接地中性点的GFI标准检测，可以使用更大的值容量获得抗噪性。更大的电容器可以容纳，因为RN和RG不存在，允许全故障电流I，输入GFI。在图中，接地中性点检测通过向中性点线圈连续提供120Hz的能量允许一些能量在中性点故障时耦合到感测变压器中。