上海貝嶺BL0945與BL0939能效管理芯片的漏電監(jiān)測方案

實現(xiàn)漏電監(jiān)測的一種方法就是利用零序互感器監(jiān)測電路中電流的矢量平衡狀態(tài)。理想狀態(tài)下的電路中進線與出線的電流大小相等，方向相反，二者的矢量和為零，當電路發(fā)生漏電時部分電流會通過漏電路徑流向大地或其他非預期路徑流失，導致進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)用中對用電設(shè)備的漏電監(jiān)測直接關(guān)系到人員的生命財產(chǎn)安全和設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。

漏電監(jiān)測能有效防范觸電事故。當線路絕緣層老化、設(shè)備破損導致電流泄漏時，漏電監(jiān)測裝置可在瞬間捕捉到異常電流，觸發(fā)保護機制切斷電源。這一過程僅需短短毫秒級時間，相比人體觸電后自主反應(yīng)斷電的時間大幅縮短，極大降低了人員觸電傷亡風險，尤其在家庭、學校、醫(yī)院等人員密集場所，為脆弱的生命安全撐起保護傘。

在預防電氣火災方面，漏電監(jiān)測同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。漏電引發(fā)的電火花或局部過熱，是電氣火災的重要誘因。漏電監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)測線路剩余電流，一旦發(fā)現(xiàn)異常便立即報警并斷電，將火災隱患扼殺在萌芽狀態(tài)。

此外，漏電監(jiān)測還能保障設(shè)備穩(wěn)定運行。及時發(fā)現(xiàn)漏電故障，可避免因電流損耗、局部過熱等問題造成設(shè)備損壞，延長設(shè)備使用壽命，減少企業(yè)因設(shè)備故障導致的生產(chǎn)中斷與經(jīng)濟損失。在工業(yè)自動化、數(shù)據(jù)中心等對電力穩(wěn)定性要求極高的場景中，漏電監(jiān)測更是確保系統(tǒng)連續(xù)運行的關(guān)鍵一環(huán)。

貝嶺能效管理芯片的漏電監(jiān)測方案

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，為客戶實現(xiàn)用電精準感知，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，我們提供兩種實現(xiàn)漏電監(jiān)測的應(yīng)用方案，一種采用專用漏電保護芯片，另一種則采用計量芯片附帶的漏電監(jiān)測功能來實現(xiàn)。如果產(chǎn)品對漏電監(jiān)測需要強制達到國家相關(guān)標準的，漏電監(jiān)測方案使用專用的漏?？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)測閾值，特點是漏電響應(yīng)速度快（典型內(nèi)部延時時間6ms），應(yīng)用電路簡單。BL0945是一款高性能漏電保護專用集成電路，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)動電路。通過零序互感器采樣剩余電流，配合外圍脫鉤線圈，電源電路等可實現(xiàn)AC型漏電保護器方案。芯片管腳圖如下：

BL0945在AC型漏電保護器應(yīng)用中具有檢測漏電信號靈敏度高，漏電監(jiān)測閾值一致性好，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。BL0945外圍應(yīng)用電路簡單，除了必要的電源和驅(qū)動電路外，只需簡單的片阻片容配合即可實現(xiàn)典型的應(yīng)用方案。管腳布局能夠兼容市面主流的AC型漏電保護專用芯片應(yīng)用，做到直接替換使用。應(yīng)用方案簡易示意圖如下：

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行電參數(shù)監(jiān)控和統(tǒng)計，同時有漏電監(jiān)測需求，如果漏電監(jiān)測響應(yīng)時間要求不高，但對漏電監(jiān)測的閾值，報警方式，檢測精度有更多樣要求的場合，還可以采用BL0939，這是一款免校準的能效監(jiān)測芯片，集成三路獨立的Sigma-Delta ADC，可測量一路電壓，兩路電流。其中兩路電流通道均具備漏電/過流監(jiān)控功能，監(jiān)控閾值及響應(yīng)時間可設(shè)置，漏電/過流信號可配置端口報警輸出（B通道有專用報警指示輸出管腳，無需配置），報警輸出響應(yīng)時間對應(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單個芯片可以完成能效監(jiān)測的同時，快速檢測漏電/過流的異常用電情況。配合主控芯片設(shè)計完整的漏電監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)自定義寬范圍的漏電動作閾值，適配不同回路、負載的防護要求；利用芯片漏電/過流輸出信號實現(xiàn)本地聲光報警或者遠程信號上傳等不同的報警方式；漏電監(jiān)測可按周波刷新對比，動態(tài)實時監(jiān)控，滿足工控系統(tǒng)快速保護要求。實現(xiàn)安全可控的放心用電。BL0939在出廠時已做增益修正，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現(xiàn)整機免校準使用。典型的一路電壓，一路電流，一路漏電監(jiān)測應(yīng)用方案簡易示意圖如下：

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