PDF《FM2141(GFCI)》

产品说明书 FM2141(GFCI)低功耗漏电保护器集成电路 版本 1.

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1 FM2141(GFCI) 低功耗漏电保护器集成电路 产品说明书 2007.

10 产品说明书 FM2141(GFCI)低功耗漏电保护器集成电路 版本 1.0

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3 产品综述 产品简介 FM2141是小功率交流插座对地漏电保护器的控制器,能检测危险的对地漏电和地与中线间的漏电, 然后断路器在发生令人致伤或致命的电击前使负载从市电断开. FM2141 内部包括二极管稳压、分路稳压、灵敏放大器、电流参考源、延时电路和SCR驱动器.仅 需二个互感器、SCR、继电器、三个电阻和四个电容就可完成基本的断路器设计. 印制板简单并且最少的元件数使得应用轻松而可靠性高.不需要其他GFCI控制器那种为了消除放大 器的失调电压而必需的互感器与感应放大器之间的耦合电容,并且由于有了内部稳压器而不再需要 耐高压的整流二极管. FM2141仅在市电的正半周被供电,而感应的漏电与市电的相位无关. SCR的栅仅在市电的正半周 期间被驱动. 产品特点 z 交流市电供电 z 内建电压调整器 z 直接驱动SCR z 500?A静态电流 z 精确的灵敏放大器 z 延迟时间可调 z 外围元件最少 z 满足UL943要求 z 适用于110V或220V漏电保护器系统 z 封装为SOP8 或DIP8 产品说明书 FM2141(GFCI)低功耗漏电保护器集成电路 版本 1.0

4 引脚排列 FM2141 采用 SOP8 封装,也可根据用户需要采用 DIP8 封装. FM2141 0603J 引脚说明 功能框图 FM2141 主要由灵敏放大器、二个比较器组成的窗口比较器、延时电路、SCR 驱动器以及内建的稳 压电路这五部分组成. 引脚 符号 引脚 符号 引脚 符号 引脚 符号

1 Amp Out

3 VREF

5 LINE

7 SCR Trigger

2 VFB

4 GND

6 +VS

9 Delay Cap 产品说明书 FM2141(GFCI)低功耗漏电保护器集成电路 版本 1.0

5 电学特性 极限参数 直流参数 除非特别说明,否则 ILINE = 1.5mA,TA = +25℃,RSET = 650K? 交流参数 除非特别说明,否则 ILINE = 1.5mA,TA = +25℃,RSET = 650K? 参数 最小值 典型值 最大值 单位 电源电流 - - -

10 mA 内在功耗 - - -

500 mW 存储温度范围 - -65 - +150 ℃ 工作温度范围 - -35 - +80 ℃ 结温 - - - +125 引脚焊接温度

60 秒DIP - - +300 ℃

10 秒SOP - - +260 ℃ 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 稳压电压(Pins

5 to 4) 稳压电压 Vreg1 I2-3 = 11μA 25.0 27.0 29.0 V 稳压电压 Vreg2 ILINE = 740μA,I2-3 = 9μA 25.0 27.0 29.0 V 静态电流 ILINE V5-4 =24V -

500 - ?A 灵敏度(Pin

2 to 7) 失调电压 Voffset -200

0 200 ?V 增益带宽 GB (设计值) - 1.5 - MHz 输入偏置电流 IBias (设计值) -

30 100 nA 灵敏度 ISEN Pin

7 ↑ 3.49 4.5 5.9 ?A SCR 触发器 输出电阻 RO V7-4 = Open,V5-4 = Open 3.8 4.7 5.6 k? 输出电压 VOL I2-3 = 9μA

0 0.1

10 mV 输出电压 VOH I2-3 = 11μA 2.4 3.0 4.0 V 基准电压(Pins

3 to 4) 基准电压 VRef ILINE = 740μA 12.0 13.0 14.0 V 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 延时器 延迟时间 TD C8-4= 1.2 nF - 0.2 - ms 产品说明书 FM2141(GFCI)低功耗漏电保护器集成电路 版本 1.0

6 系统应用 GFCI通过感应到的火线和零线的电流差来检测对地的漏电故障, 这个电流差可以假设是由火线和地之 间存在潜在危险的通道而产生的故障电流.当火线和零线都穿过敏感变压器中央时,仅仅初级的电流 差被转换到次级.假定圈数比是1:1000,则次级电流是故障电流的1/1000.FM2141的灵敏放大器将 次级电流转换成电压并通过窗口比较器与参考电压VREF 进行比较. 当故障电流超过设计值并持续设定 的延迟时间,FM2141将向SCR的栅极发送一个电流脉冲. 检测地对中线的漏电故障稍难一些.应用原理图中RB代表通常的接地故障电阻,RN是负载/中线与大 地之间的线电阻.RG代表地到中线故障电阻.根据UL 943,GFCI在RN=0.4?,RG=1.6?相当于通常 的接地故障6mA时必须动作. 假定漏电故障是5mA,1mA和4mA将分别通过RG和RN,产生1mA的漏电电流.这个电流被敏感变压 器检测到并放大.由此接地/中线变压器和敏感变压器通过RG、Rn和中线接地环路互相有了联系,通 过灵敏放大器产生了正反馈.新建立的环路使得灵敏放大器发生振荡,频率取决于接地/中线变压器次 级的电感和C4.典型情况振荡频率8KHz. C2用于确定发生漏电故障到SCR被触发的时间.可根据下面这个公式计算: C2 =

6 * T 这里C2的单位是nF,而延迟时间T是mS. RSET调解放大器的灵敏度,用来设定GFCI触发的故障电流.可根据下面这个公式计算: ) P / T ( COS180 I N

6 .

4 R FAULT SET * * = 当使用1:1000敏感变压器是,典型值是1M?,对应于GFCI设计为5mA触发. 产品说明书 FM2141(GFCI)低功耗漏电保护器集成电路 版本 1.0

7 应用原理图 产品说明书 FM2141(GFCI)低功耗漏电保护器集成电路 版本 1.0

8 版本信息 版本号 发布日期 页数 章节或

图表 更改说明 1.0 2007.10

9 首次发布. 产品说明书 FM2141(GFCI)低功耗漏电保护器集成电路 版本 1.0

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