LT6703交流線路過流指示器

作者：Philip Lane, Gabino Alonso, and Scott Olson

該電路設(shè)計(jì)用于監(jiān)控交流線路連接負(fù)載中的平均電流，并在超過指定電平時(shí)點(diǎn)亮LED。

LT6703-2 交流線路過流指示器原理圖

μ功耗、帶基準(zhǔn)電壓源的低壓比較器

此設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是 LT6703-2，它將一個(gè)微功率、低電壓比較器和一個(gè) 400mV 基準(zhǔn)集成在一個(gè)纖巧型封裝中。該器件僅吸收 6.5μA 電流，非常適合監(jiān)控系統(tǒng)。

來自低側(cè)的信號(hào)1電流檢測(cè)電阻器被無源整流和濾波 （實(shí)際上低邊是任意的，這取決于其接地位置），然后連接到 LT6703-2 比較器的輸入和基準(zhǔn)。如果信號(hào)超過400mV基準(zhǔn)，比較器將打開LED。這并不太復(fù)雜。

還有一個(gè)輸出鎖存電路，它是晶體管SCR。LED 將保持亮起，以“記住”發(fā)生了某些事情。否則你可能會(huì)錯(cuò)過它！

功率因數(shù) = 0 的高效 VCC 穩(wěn)壓器

您可以“把它塞給男人”，即擁有 VCC 電源的電力公司。它基本上是一個(gè)齊納二極管并聯(lián)穩(wěn)壓器，但有一個(gè)半波橋式整流器和一個(gè)電容來降低交流電壓，而不是一個(gè)不冷卻（不必要的耗散）5瓦功率電阻器。電流在電容器中領(lǐng)先電壓90度，因此“實(shí)際”功耗為零（“實(shí)際”功率定義為RMS電壓*電流*余弦（90度），即零）。電力公司討厭它（理論上），因?yàn)樗麄儽仨毺峁┎挥?jì)入可計(jì)費(fèi)千瓦時(shí)的電流。在現(xiàn)實(shí)世界中，這沒關(guān)系，因?yàn)檎w功率水平非常低，并且電流波形不會(huì)高度失真（與具有高峰值的脈沖波形相比，這可能比異相正弦波更糟糕）。

主要的設(shè)計(jì)問題是獲得正確的蓋子。200V陶瓷帽可以工作，但它們有點(diǎn)貴。薄膜蓋是正確的選擇。模擬中指示的零件在試驗(yàn)板上工作得很好。7歐姆ESR不會(huì)產(chǎn)生任何可觀的熱量，僅攜帶幾毫安。

LTspice模擬

負(fù)載設(shè)置為行為電阻，展示了LTspice的“未記錄”特性。電阻與脈沖 CTRL 電壓源成反比，上升和下降時(shí)間較慢，以增加和減小交流負(fù)載電流。

檢測(cè)電阻

從 LT6703-2 輸入向后工作，平均信號(hào)電壓的門限為 400mV – 我們可以除以 0.637 以獲得峰值電壓 （假設(shè)為正弦波），然后加上 ~215mV 以考慮肖特基二極管中的正向壓降，并且由于它只是一個(gè)半波整流器，因此也可以除以 0.5，以獲得打開 LED 所需的檢測(cè)電阻器上的峰值交流電壓。這反過來又可以通過檢測(cè)電阻值與負(fù)載電流相關(guān)。

試驗(yàn)板測(cè)試

以下是測(cè)試設(shè)置;電路建立在銅包板上，75W燈泡作為負(fù)載。

線路過流指示器測(cè)試設(shè)置

危險(xiǎn)！存在致命電壓。僅由經(jīng)過高壓培訓(xùn)的人員操作。由于它連接到帶電的交流電力線，因此存在致命電壓。不要觸摸它，也不要在沒有隔離變壓器的情況下連接示波器探頭;想都別想！在接受高壓操作培訓(xùn)后進(jìn)行構(gòu)建和測(cè)試。

結(jié)果

下面的圖像捕獲顯示了輸入電壓和電流波形。電流波形的峰值（底部跡線）出現(xiàn)在電壓波形越過零時(shí)，表示相位角接近90度。

線路過流指示器結(jié)果

1低側(cè)，因?yàn)闄z測(cè)電阻連接到直流偏置電源的地。它也可以稱為“熱側(cè)”，因?yàn)樗策B接到交流線路的一側(cè)（任一側(cè)）。