日前，ADI 市場經理 張松剛參加了『成套與低壓智能配電技術論壇』，在現場為大家分享了一種針對塑殼斷路器智能脫扣器的解決方案。

ADI 市場經理 張松剛

低壓斷路器有塑殼斷路器（MCCB）、框架斷路器（ACB），由于它們的結構都非常緊湊，所以基本無法維修。

低壓斷路器的脫扣裝置由分為兩種：熱磁及電磁式脫扣器和電子式脫扣器（也就是智能脫扣器 ETU）。其中低壓斷路器的ETU的主要過流保護功能包括長延時、短延時、瞬動、接地保護和漏電保護，此外，它還具備三個輔助功能： 電壓電流測量功能、諧波檢測和通訊和遠程控制。

塑殼斷路器ETU

先來一張塑殼斷路器ETU系統框圖~

從系統框圖我們可以看到塑殼斷路器ETU電路設計的主要應用特點——

從電流互感器中感應能量來供給電路板

電流源轉換成電壓源

目前絕大多數塑殼斷路器的ETU任然是單線圈方式，供電和信號來自于同一個電流互感器

最小啟動電流- 單相0.2倍額定電流

啟動速度和整體電路的啟動的先后順序控制

整板啟動電流需要有一定的滯回控制

兼容單線圈和雙線圈的信號調理要求

一個框架下一種電流互感器需要應對不同額定電流的增益要求

兩種不同的信號調理的拓撲結構（單線圈半/全波整流vs 雙線圈空心線圈雙極性輸出）

模擬脫扣電路使得在MCU初始化完成前，電路有對特大電流做出保護的能力

ADP2450，是 ADI 開發的一款專用CT取電控制器，適合較大輸出電流（mA級~10A級）的CT自取電應用。該產品集成了4.5V~36V可調電流源（CT輸出）轉電壓源、500mA Buck穩壓器、CT上電功率滯洄監測、輸出電壓監控、執行器驅動電路等等。

辣么，采用ADP2450后的塑殼斷路器ETU系統又哪些優勢呢？

采用ADP2450的塑殼斷路器ETU系統框圖

很明顯，采用 ADP2450 的塑殼斷路器ETU系統的電路板體積大大減小，兼容單線圈和雙線圈……想知道是ADP2450的哪些功能實現這些“超越”的嗎？

深度剖析 ADP2450

使用 Shunt Boost 整流控制器進行 CT 取電

Vboost 電壓最高可以到 36V

如果需要兼容輔助電源，只需要外加一對二極管做 OR邏輯即可

Shunt Boost控制器耗電只需 400uA的靜態電流

使用 Buck 整流器進行系統供電

前級從Shunt Boost中構建的電壓源進行次級整流成系統5V或者3.3V供整個電路板工作

最大可以達到500mA電流輸出

快速軟啟動時間為400us

高開關頻率，降低外部電感要求，對于低功耗的應用（假如后級供電電流只有幾十mA的這種case），一個普通的1206的電感便可滿足要求

內部上電時序的邏輯控制

Vboost超過Vpth設置電壓后Buck輸出開始啟動

Buck輸出到達90%設置值以后，Analog Trip電路，PGA輸出等開始使能，同時Reset輸出信號經過delay后被解鎖

單線圈的信號調理拓撲

負電壓輸入=>正電壓輸出+放大

+/-8V過壓保護

雙線圈的信號調理拓撲

信號線圈為雙極性輸出

可以外加RC積分電路用來接口空心線圈

PGA對信號做放大后加1/2 Vref的直流偏置，用來接口通用處理器的ADC輸入量程

PGA動態調整信號增益

PGA的輸出可以在幾十us內快速建立，使得MCU在一個采樣周期中對于信號的兩種不同增益分別采樣成為可能。

模擬脫扣電路邏輯

一張圖總結ADP2450方案

利用ADP2450搭建的ETU系統板

利用 ADP2450 搭建的 ETU 系統板的特點：

40mm x 30mm

4通道（ABCN）LSI過流保護

系統啟動電流（單相）18% （18A@100A額定電流）

Vboost設定電壓為9.2V

10 x In 電源冷啟脫扣時間4ms