【参考设计】关于断路器的方案

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【参考设计】关于断路器的方案 [复制链接]

本帖最后由 qwqwqw2088 于 2020-1-29 10:30 编辑

设计注意事项

我们的集成电路和参考设计可创建能够快速检测故障、通过有线和无线接口可靠地进行通信并高效地通过线路发电的断路器，从而帮助您保护电网资产。以下子系统将帮助您快速设计工业断路器（空气、塑壳、真空），以便在过载或短路情况下更好地保护负载。

现代断路器通常需要：

精确的宽输入电流、电压和温度检测
快速启动，以快速识别故障
可靠的有线或无线通信接口

1.面向断路器应用的信号处理子系统和基于电流输入的自供电 (ACB/MCCB)

针对断路器中用到的电子跳闸单元 (ETU) 使用信号处理前端和自供电模块。此设计使用基于 FRAM 的微控制器处理来自信号调节放大器的电流输入，从而获得三相中性接地电流。两个增益用于扩大相电流测量范围。

此参考设计还可使用整流电流输入来进行自供电。TIDA-00498 旨在实现宽广电流和温度范围内的快速重复跳闸（30mS 内）。

特性
测量输入范围为（0.2 至 12 INOMINAL）的三个电流（相）以及输入范围为（0.05 至 2 INOMINAL）的两个电流（中性、接地），精度为 ±3%
使用 TI 的 MSP430™ FRAM MCU 进行快速启动，包括单个周期 RMS 补偿在内的启动时间小于 30 ms
欠压检测提供大约 200μs 的上电后复位时间
自供电电源（基于整流电流输入），具有基于 MOSFET 的分流调控
原理图

设计指南

设计文件

适用于ACB/MCCB 中使用的电子跳闸单元的信号处理前端

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2.适用于ACB/MCCB 中使用的电子跳闸单元的信号处理前端

在用于塑壳断路器 (MCCB) 电子跳闸单元。这种基于可编程增益放大器的设计用于对过流接地故障继电器进行电流监控。通过采用零漂移可编程放大器，此设计提供 ±10 % 的拾取 (A) 准确度和 0 至 -20% 的时间延迟 (s) 准确度。另外，此解决方案的设计宗旨是应对严苛的环境条件，拥有 -10 至 70°C 的环境不敏感性以及较高的电磁抗扰性等特性。最后，此设计的模拟前端无缝连接至 TI MSP430 MCU，可加快评估和缩短上市时间。

特性
架构使客户可轻松创建具有不同电流范围的多种断路器模型
使用可编程增益控制，故障电流感应范围可增至大于 10 倍 Ir 和小于 0.2 倍 Ir
相对于基于机电解决方案的分立式运算放大器，通过减少组件数和减少校准时间来降低总制造成本
可靠的设计，具有 -10 至 70°C 的环境不敏感性，相对于基于机电解决方案的分立式运算放大器，具有更出色的跳闸时间可重复性
宽输入直流/直流转换器，带有欠压和过流保护
自供电（CT 供电）电源，降低了 CT 负载和功率损耗

原理图

测试数据

设计文件

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3.用于塑壳断路器 (MCCB) 的低功耗、低噪声模拟前端设计

在用于塑壳断路器 (MCCB) 电子跳闸单元。这种基于运算放大器的设计用于对过流接地故障继电器进行电流监控。通过采用低成本运算放大器，此设计提供 ±10 % 的拾取 (A) 准确度和 0 至 -20% 的时间延迟 (s) 准确度。另外，此设计充分考虑严苛的环境条件，具有 -10 至 70°C 的环境不敏感性以及较高的电磁抗扰性等特性。最后，此设计的模拟前端无缝连接至 TI MSP430 MCU，可加快评估和缩短上市时间。

特性
拾取准确度 ±10 % 且时间延迟准确度 0 至 -20% 带来了更大的调节范围，实现最大限度的灵活性
-10 至 +70°C 的环境不敏感性，适应全球设计和世界范围认可
出色的跳闸时间可重复性
宽输入直流/直流转换器，带有欠压和过流保护
自供电（CT 供电）电源，降低了 CT 负载和功率损耗
强大的设计，防止过驱条件下的相位反转，具有高静电放电 (ESD) 保护 (4-kV HBM)