FAN4146 - 接地故障断路器
2010年8月
FAN4146 - 接地故障断路器
特点
对于两线ALCI和RCD应用
精密检测放大器与带隙基准
内置AC整流器
直接直流耦合到地感线圈
内置噪声滤波器
低压可控硅关闭
SCR栅极驱动器
灵敏度可调
最少的外部元件
符合UL 943B的要求
非常适用于120V或220V系统
节省空间的SuperSOT 6引脚封装
描述
在FAN4146是用于AC电源插座的低功率控制器
电器漏电遮断器（ ALCI ）和两
线剩余电流装置（ RCD ） 。该FAN4146
检测危险的接地条件和开放
有害的震动发生前的电路线。
在内部， FAN4146包含一个整流二极管，
精密带隙12V并联稳压器，高精度低
V
OS
偏移检测放大器，延时噪声滤波器，
窗口检测比较器，和一个可控硅驱动电路。同
加的外部的最小数量
元件， FAN4146检测和防止
热线对地故障。的最小数量
组件和小SuperSOT 封装允许
对于一个小形状因数，低成本应用的解决方案。
在FAN4146电路具有内置的整流器和分流
稳压器，具有低静态电流工作。
这允许一个高值，低功率的系供应
电阻器。内部温度补偿的分流
稳压器，感测放大器和偏置电路提供
精密接地故障检测。低V
OS
OFFSET-
读出放大器能够读出线圈的直接耦合
到放大器的反馈信号。这消除了
大50 / 60Hz的交流耦合电容。内部延时
滤波器抑制高频噪声尖峰常见的有
感性负载。这降低了假误跳闸。
内部可控硅驱动器温度补偿
和设计，以满足对目前的要求
多种选择的外部SCR的。
外部元件和所述的最小数量
6针SuperSOT 封装启用一个低成本，
紧凑的设计和布局。该FAN4146ESX是
增强的温度范围内的设备。
应用
个人护理产品
两线制电源插座，断路器，并
电源线需要GFI安全特性
ALCI和RCCB电路
订购信息
产品型号
FAN4146SX
FAN4146ESX
操作
温度范围
0 ° C至+ 70°C
-25 ° C至+ 80°C
包
6引脚SUPERSOT6 ， JEDEC MO- 193 ， 1.6毫米
6引脚SUPERSOT6 ， JEDEC MO- 193 ， 1.6毫米
包装方法
磁带和卷轴
磁带和卷轴
2010仙童半导体公司
FAN4146 版本1.0.0
www.fairchildsemi.com
FAN4146 - 接地故障断路器
典型应用
图1 。
120/220V
AC
ALCI应用
(2)
典型值
R1 ： 91KΩ （功率按最大V决心
AC
)
R
TEST
: 15K
(1)
R
SET
: 511KΩ
R
IN
: 470Ω
C1 ：值为22nF
注意：
1.价值取决于感应线圈特性及应用（选用5毫安行程阈值） 。
2.联系飞兆半导体为误跳闸甩最佳应用实践。
图2中。
220V
AC
RCD应用
(4)
典型值
R1 ： 174KΩ （功率按最大V决心
AC
)
R
TEST
: 15K
R
SET
: 324KΩ
R
IN
: 470
(
3)
C1 ：值为22nF
C2 ： 10nF的
注意：
3.价值取决于传感线圈特性及应用（选用10毫安行程阈值） 。
4.联系飞兆半导体为误跳闸甩最佳应用实践。
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FAN4146 版本1.0.0
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FAN4146 - 接地故障断路器
绝对最大额定值
应力超过绝对最大额定值可能会损坏设备。该设备可能不能正常运行或
操作上面推荐的工作条件，并强调部分这些级别是不推荐的。
此外，过度暴露在压力高于推荐的工作条件下可能影响器件
可靠性。绝对最大额定值仅为应力额定值。
符号
I
CC
V
CC
T
英镑
ESD
参数
电源电流
电源电压
所有其他引脚
条件
连续电流，线与中性点
连续电压，线与中性点
连续电压至中性
人体模型， JESD22- A114
分钟。
-1.5
-0.8
-65
马克斯。
15
16.0
15.0
+150
2500
1000
200
单位
mA
V
V
°C
V
存储温度范围
静电放电能力带电器件模型， JESD22- C101
机器型号， JESD22- A115
DC电气特性
除非另有规定，T
A
= 25 ° C，I
分流
=1mA.
符号
V
REG
I
Q
V
REF
V
TH
V
OS
I
OS
G
f
GBW
V
SW +
V
SW-
I
SINK
I
SRL
t
d
R
OUT
V
OUT
I
OUT
参数
电源并联稳压器
电压
静态电流
参考电压
跳变门限
放大器的失调
放大器的输入失调
放大器的直流增益
(5)
(5)
(5)
条件
行至中性
行至中性，我
分流
=-2mA
行至中性= 10V
V
REF
至中性
AMPOUT到V
REF
R
SET
= 511KΩ ，R
IN
=500
设计值
设计值
设计值
AMPOUT到V
REF
, I
故障
=10A
AMPOUT = V
REF
+ 3V,
V
FB
=V
REF
+ 100mV的
AMPOUT = V
REF
– 3V,
V
FB
=V
REF
- 为100mV
延迟从C
1
旅SCR ，
从低到高
SCR至中性= 250mV的，
AMPOUT = V
REF
SCR至中性， AMPOUT = V
REF
SCR至中性，
AMPOUT = V
REF
+4V
SCR至中性= 1V
AMPOUT = V
REF
+ 4V
分钟。
12.2
-0.9
350
5.8
3.4
-450
-50
典型值。
12.7
-0.7
400
6.0
3.5
0
0
100
1.5
马克斯。
13.2
450
6.2
3.6
450
50
单位
V
A
V
V
V
nA
dB
兆赫
V
V
A
A
放大器增益带宽
放大器同相电压摆幅
4.0
4.0
400
400
0.75
1.00
0.5
1
2.5
350
500
1.25
1.0
10
放大器的负电压摆幅V
REF
到AMPOUT ，我
故障
=-10A
放大器灌电流
放大器的电流源
延迟滤波器
SCR输出电阻
SCR输出电压
SCR输出电流
ms
KΩ
mV
V
A
注意：
5.由设计保证;在生产中测试。
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功能说明
参阅图1和图3 。
在FAN4146是一个两线的GFCI控制器，用于交流
接地故障电路断流器。内部整流器
电路由AC线中的正半偏压
交流线电压的周期。内部12V并联
稳压器采用精密温度补偿
带隙基准源。精密的结合
参考电路和精密检测放大器
提供了一个精确的接地故障容差。这
允许选择的外部元件与更广泛的
而成本较低的参数变化。由于低
静态电流，高值外部串联电阻
(R
1
）可以用来降低最大功率
为此所需电阻的瓦数。 12V的分流
调节器产生的参考电压V
REF
对于
感测放大器的（A
1
）的非反相输入端（交流接地
参考），并提供了偏置延时定时器（T
1
),
比较器（C
1
＆放大器;
2
） ，和SCR驱动器。
感测变压器的次级绕组
直接直流耦合到所述读出的反相输入端
引脚5放大器（V
FB
） 。第r
SET
电阻转换
感变压器的电压，在次级电流
引脚6 （ AMPOUT ） 。这个电压是相对于内部
窗口比较器（C
1
＆放大器;
2
），并且当所述AMPOUT
电压超过+/- V
TH
阈值电压，则
窗口比较器触发内部延迟定时器。
窗口比较器的输出必须保持较高水平
为吨的持续时间
1
定时器。如果窗口
比较器的输出瞬间变为低电平时，T
1
复位定时器。如果窗口比较器的输出是静止
高在吨的端
1
脉冲，可控硅驱动程序启用
电流源I
1
并禁用Q
1
。趋势/涌流
源I
1
然后使外部SCR ，这
通电螺线管，打开触点开关
的负载，并去除有害的接地故障。该
窗口比较器可检测的正或
负我
故障
从相位信号独立
线电压。一个内部欠压闭锁电路
禁用可控硅驱动程序，如果在销3（线）上的电压是
下面7.5V 。这可以防止在SCR从激励
电磁铁时可控硅的阳极电压低于65V 。
所述感测变压器通常具有一个环形磁芯
制成层压钢板环或实心铁素体材料制成的。
变压器的次级绕组的通常为1000匝
40号线的缠绕通过环形。主要是
通常一匝通过使交流热制成并
通过环形的中心零线。当一个
接地故障存在，之间存在的差
中流动的电流热和中性导线。主
差电流除以初级到次级
匝数比是流过电流
变压器的次级线。
的R计算
SET
电阻器
该AMPOUT信号必须超过窗口
比较器的V
TH
阈值电压比长
延迟定时器和计算如下：
V
TH
=I
故障
X 1.41个R
SET
乘C
OS
(2
π
×（ T / 2P ） ） / N
R
SET
= (V
TH
X N） / （ 1.41 ×1
故障
乘C
OS
(
π
X T / P） ）
其中：
V
TH
t
P
N
= 3.5V
为1ms （定时器延迟）
AC线路的周期= （ 1 / 60Hz）的
=次级到初级匝数比（ 1000 ： 1 ）
I
故障
= 5毫安（ UL943B ）
(1)
(2)
R
SET
= 505KΩ
(511KΩ
标准的1 ％的值）
在实际应用中，该变压器是不理想的，以r
SET
五月
需要通过向上调整到30％ ，以获得所需
I
故障
跳变门限。
V的计算
OS
旅行阈值错误
由于感测线圈被直接连接到
读出放大器中，V的反馈
OS
OFFSET
介绍了我
故障
阈值的误差。这个误差可以
计算公式如下：
误差（％） = 100× （V
OS
个R
SET
) / (R
IN
+ RL
DC
+ RL
AC
) / V
TH
(3)
其中：
V
OS
R
SET
R
IN
=
+/- 450μV （最坏情况）
+/- 150μV （典型值）
= 511KΩ
= 470Ω （典型值）
1.5 KΩ （AC
(j
ω
L)
地感线圈的阻抗） ，
L = 4H中，f = 60Hz）的
±3.2 ％ （最坏情况）
±1.1 ％ （典型值）
RL
DC
= 75Ω （地感线圈次级直流电阻）
RL
AC
=
V
TH
= 3.5V
误差（％） =
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