實(shí)現(xiàn)漏電監(jiān)測(cè)的一種方法就是利用零序互感器監(jiān)測(cè)電路中電流的矢量平衡狀態(tài)。理想狀態(tài)下的電路中進(jìn)線與出線的電流大小相等,方向相反,二者的矢量和為零,當(dāng)電路發(fā)生漏電時(shí)部分電流會(huì)通過(guò)漏電路徑流向大地或其他非預(yù)期路徑流失,導(dǎo)致進(jìn)線與出線的電流矢量和不再為零,產(chǎn)生漏電流。在能效管理產(chǎn)品應(yīng)用中對(duì)用電設(shè)備的漏電監(jiān)測(cè)直接關(guān)系到人員的生命財(cái)產(chǎn)安全和設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。
漏電監(jiān)測(cè)能有效防范觸電事故。當(dāng)線路絕緣層老化、設(shè)備破損導(dǎo)致電流泄漏時(shí),漏電監(jiān)測(cè)裝置可在瞬間捕捉到異常電流,觸發(fā)保護(hù)機(jī)制切斷電源。這一過(guò)程僅需短短毫秒級(jí)時(shí)間,相比人體觸電后自主反應(yīng)斷電的時(shí)間大幅縮短,極大降低了人員觸電傷亡風(fēng)險(xiǎn),尤其在家庭、學(xué)校、醫(yī)院等人員密集場(chǎng)所,為脆弱的生命安全撐起保護(hù)傘。
在預(yù)防電氣火災(zāi)方面,漏電監(jiān)測(cè)同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。漏電引發(fā)的電火花或局部過(guò)熱,是電氣火災(zāi)的重要誘因。漏電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路剩余電流,一旦發(fā)現(xiàn)異常便立即報(bào)警并斷電,將火災(zāi)隱患扼殺在萌芽狀態(tài)。
此外,漏電監(jiān)測(cè)還能保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏電故障,可避免因電流損耗、局部過(guò)熱等問(wèn)題造成設(shè)備損壞,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,減少企業(yè)因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷與經(jīng)濟(jì)損失。在工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)中心等對(duì)電力穩(wěn)定性要求極高的場(chǎng)景中,漏電監(jiān)測(cè)更是確保系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵一環(huán)。
貝嶺能效管理芯片的漏電監(jiān)測(cè)方案
上海貝嶺在物聯(lián)網(wǎng)能效管理領(lǐng)域深耕多年,能效管理系列芯片廣泛應(yīng)用于智能家居,兩輪及四輪充電樁,數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域,為客戶實(shí)現(xiàn)用電精準(zhǔn)感知,能源高效管理,此外用電安全也是能效管理芯片重要的應(yīng)用方向,我們提供兩種實(shí)現(xiàn)漏電監(jiān)測(cè)的應(yīng)用方案,一種采用專(zhuān)用漏電保護(hù)芯片,另一種則采用計(jì)量芯片附帶的漏電監(jiān)測(cè)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果產(chǎn)品對(duì)漏電監(jiān)測(cè)需要強(qiáng)制達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的,漏電監(jiān)測(cè)方案使用專(zhuān)用的漏??刂菩酒?,配合外圍零序互感器采樣電路,硬件設(shè)定固定的漏電監(jiān)測(cè)閾值,特點(diǎn)是漏電響應(yīng)速度快(典型內(nèi)部延時(shí)時(shí)間6ms),應(yīng)用電路簡(jiǎn)單。BL0945是一款高性能漏電保護(hù)專(zhuān)用集成電路,內(nèi)部包含穩(wěn)壓電源、放大電路、比較電路 、延遲電路、跳閘控制電路以及SCR驅(qū)動(dòng)電路。通過(guò)零序互感器采樣剩余電流,配合外圍脫鉤線圈,電源電路等可實(shí)現(xiàn)AC型漏電保護(hù)器方案。芯片管腳圖如下:

BL0945在AC型漏電保護(hù)器應(yīng)用中具有檢測(cè)漏電信號(hào)靈敏度高,漏電監(jiān)測(cè)閾值一致性好,低靜態(tài)工作電流,寬工作電壓范圍,優(yōu)秀的抗電磁干擾能力等優(yōu)點(diǎn)。BL0945外圍應(yīng)用電路簡(jiǎn)單,除了必要的電源和驅(qū)動(dòng)電路外,只需簡(jiǎn)單的片阻片容配合即可實(shí)現(xiàn)典型的應(yīng)用方案。管腳布局能夠兼容市面主流的AC型漏電保護(hù)專(zhuān)用芯片應(yīng)用,做到直接替換使用。應(yīng)用方案簡(jiǎn)易示意圖如下:

在一些智能家居或工控產(chǎn)品的應(yīng)用中,客戶使用貝嶺的能效管理芯片進(jìn)行電參數(shù)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì),同時(shí)有漏電監(jiān)測(cè)需求,如果漏電監(jiān)測(cè)響應(yīng)時(shí)間要求不高,但對(duì)漏電監(jiān)測(cè)的閾值,報(bào)警方式,檢測(cè)精度有更多樣要求的場(chǎng)合,還可以采用BL0939,這是一款免校準(zhǔn)的能效監(jiān)測(cè)芯片,集成三路獨(dú)立的Sigma-Delta ADC,可測(cè)量一路電壓,兩路電流。其中兩路電流通道均具備漏電/過(guò)流監(jiān)控功能,監(jiān)控閾值及響應(yīng)時(shí)間可設(shè)置,漏電/過(guò)流信號(hào)可配置端口報(bào)警輸出(B通道有專(zhuān)用報(bào)警指示輸出管腳,無(wú)需配置),報(bào)警輸出響應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)比較的周波次數(shù),最快20ms。芯片管腳圖如下:

典型應(yīng)用條件下BL0939單個(gè)芯片可以完成能效監(jiān)測(cè)的同時(shí),快速檢測(cè)漏電/過(guò)流的異常用電情況。配合主控芯片設(shè)計(jì)完整的漏電監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自定義寬范圍的漏電動(dòng)作閾值,適配不同回路、負(fù)載的防護(hù)要求;利用芯片漏電/過(guò)流輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)本地聲光報(bào)警或者遠(yuǎn)程信號(hào)上傳等不同的報(bào)警方式;漏電監(jiān)測(cè)可按周波刷新對(duì)比,動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控,滿足工控系統(tǒng)快速保護(hù)要求。實(shí)現(xiàn)安全可控的放心用電。BL0939在出廠時(shí)已做增益修正,保證芯片采樣通道增益誤差小于1%,在外圍元件滿足一定條件下可以實(shí)現(xiàn)整機(jī)免校準(zhǔn)使用。典型的一路電壓,一路電流,一路漏電監(jiān)測(cè)應(yīng)用方案簡(jiǎn)易示意圖如下:

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