针对塑壳断路器智能脱扣器的解决方案

日前，ADI 市场经理 张松刚参加了『成套与低压智能配电技术william hill官网 』，在现场为大家分享了一种针对塑壳断路器智能脱扣器的解决方案。

ADI 市场经理 张松刚

低压断路器有塑壳断路器（MCCB）、框架断路器（ACB），由于它们的结构都非常紧凑，所以基本无法维修。

低压断路器的脱扣装置由分为两种：热磁及电磁式脱扣器和电子式脱扣器（也就是智能脱扣器 ETU）。其中低压断路器的ETU的主要过流保护功能包括长延时、短延时、瞬动、接地保护和漏电保护，此外，它还具备三个辅助功能： 电压电流测量功能、谐波检测和通讯和远程控制。

塑壳断路器ETU

先来一张塑壳断路器ETU系统框图~

从系统框图我们可以看到塑壳断路器ETU威廉希尔官方网站 设计的主要应用特点——

从电流互感器中感应能量来供给威廉希尔官方网站 板

电流源转换成电压源

目前绝大多数塑壳断路器的ETU任然是单线圈方式，供电和信号来自于同一个电流互感器

最小启动电流- 单相0.2倍额定电流

启动速度和整体威廉希尔官方网站 的启动的先后顺序控制

整板启动电流需要有一定的滞回控制

兼容单线圈和双线圈的信号调理要求

一个框架下一种电流互感器需要应对不同额定电流的增益要求

两种不同的信号调理的拓扑结构（单线圈半/全波整流vs 双线圈空心线圈双极性输出）

模拟脱扣威廉希尔官方网站 使得在MCU初始化完成前，威廉希尔官方网站 有对特大电流做出保护的能力

ADP2450，是 ADI 开发的一款专用CT取电控制器，适合较大输出电流（mA级~10A级）的CT自取电应用。该产品集成了4.5V~36V可调电流源（CT输出）转电压源、500mA Buck稳压器、CT上电功率滞洄监测、输出电压监控、执行器驱动威廉希尔官方网站 等等。

辣么，采用ADP2450后的塑壳断路器ETU系统又哪些优势呢？

采用ADP2450的塑壳断路器ETU系统框图

很明显，采用 ADP2450 的塑壳断路器ETU系统的威廉希尔官方网站 板体积大大减小，兼容单线圈和双线圈……想知道是ADP2450的哪些功能实现这些“超越”的吗？

深度剖析 ADP2450

使用 Shunt Boost 整流控制器进行 CT 取电

Vboost 电压最高可以到 36V

如果需要兼容辅助电源，只需要外加一对二极管做 OR逻辑即可

Shunt Boost控制器耗电只需 400uA的静态电流

使用 Buck 整流器进行系统供电

前级从Shunt Boost中构建的电压源进行次级整流成系统5V或者3.3V供整个威廉希尔官方网站 板工作

最大可以达到500mA电流输出

快速软启动时间为400us

高开关频率，降低外部电感要求，对于低功耗的应用（假如后级供电电流只有几十mA的这种case），一个普通的1206的电感便可满足要求

内部上电时序的逻辑控制

Vboost超过Vpth设置电压后Buck输出开始启动

Buck输出到达90%设置值以后，Analog Trip威廉希尔官方网站 ，PGA输出等开始使能，同时Reset输出信号经过delay后被解锁

单线圈的信号调理拓扑

负电压输入=>正电压输出+放大

+/-8V过压保护

双线圈的信号调理拓扑

信号线圈为双极性输出

可以外加RC积分威廉希尔官方网站 用来接口空心线圈

PGA对信号做放大后加1/2 Vref的直流偏置，用来接口通用处理器的ADC输入量程

PGA动态调整信号增益

PGA的输出可以在几十us内快速建立，使得MCU在一个采样周期中对于信号的两种不同增益分别采样成为可能。

模拟脱扣威廉希尔官方网站 逻辑

一张图总结ADP2450方案

利用ADP2450搭建的ETU系统板

利用 ADP2450 搭建的 ETU 系统板的特点：

40mm x 30mm

4通道（ABCN）LSI过流保护

系统启动电流（单相）18% （18A@100A额定电流）

Vboost设定电压为9.2V

10 x In 电源冷启脱扣时间4ms

利用 ADP2450 的塑壳断路器（MCCB）ETU方案

利用 ADP245 的框架断路器（ACB）ETU方案