D4145低功耗GFCI接地故障控制芯片介绍

01

应用范围110~220V 2线/3线制

适用于北美地区UL标准的GFCI接地故障保护产品，主要为厨房、厕所用带GFCI功能的面板插座，保护开关等；

适应标准：美国UL943标准(5mA ,15% tolerance)

保护类型：火线对地漏电/零线对地漏电/火线与零线间异常漏电等。

02     芯片内部电路结构

03     引脚配置及功能说明

04   双线式应用原理图

周边器件及规格要求（2线制）

05     工作原理

1.供电：

芯片供电取自110V（美标）交流电，经过整流桥DB1整成脉动155V直流电，再经滤波电容平滑和24K限电流电阻后，送至供电引脚Vs，内部4个6.5V串联的钳卫二极管配合外部的限流电阻将供电引脚电压稳定在26V；

2.感测放大器&窗口比较器基准电压获取：

从4个二极管中间点取+13V出来作参考电压Vref并经过内部10K电阻R2送至感测放大器的同相输入端作参考，再另取6.5V/19.5V作内部窗口比较器的比较基准；

3.漏电信号感应及放大：

a)火线零线都穿过电流互感器，不漏电时，流过火线电流等于流回零线电流，两者大小相等，方向相反，中和后电流为0，即达到线圈内电流平衡，电流互感器次级线圈感应电压为0；5脚通过内部4.7K电阻R3接地，所以不漏电时SCR端输出低电平；

b)2脚可悬空，电流互感器次级接入3脚Vref和1脚Vfb，内部10K电阻R1作互感器的负载电阻，将互感器的感应电流转化成感应电压并在体现在Vfb引脚上，感测放大器放大同相、反相端的差值后送到窗口比较器进行比较，如果感测放大器的输出小于6.5V，或大于19.5V，窗口比较器输出高电平脉冲，驱动外部SCR工作导通；

c)当外部火线对零线漏电时(留意漏电负载RTEST要接在互感器外部)，以测试电路开关闭合来模拟漏电，有约

的电流是不经过感测变压器的，这样火线电流不等于零线电流，就会在感应变压器的次级产生感应电流，内部10K电阻将互感器的感应电流转化成感应电压并在体现在Vfb引脚上，由于次级线圈的一端接在稳定的13V的作基准，另一端一定大于13V（？），通过C1耦合后到达1脚（7脚与1脚外部接反馈电阻）经过内部感测放大器放大后在7脚输出，当7脚电压V7减3脚电压V3超过±6.5 V（规格书7.2V），SCR驱动电路输出高电平触发外部SCR；

4.漏电灵敏度调试：

7脚与1脚间的电阻RSENSE为一级放大器（感测放大器）的反馈电阻，改变此电阻可以改变7脚的输出电压，达到改变触发灵敏度的目的，电阻越大，灵敏度越高；如需调节RSENSE，应先施加所需的故障电流（UL943标准5mA），然后RSENSE从小到达阻值调节，直到SCR端输出高电平时停止调试。

06       实例分析（以测试电路为准）

a)前提：按照以上第五大点第四小点，以测试电路为例，先设置好漏电电流刚超过5mA时，芯片SCR要有输出高电平脉冲的动作；

b)以测试电路为例，火线对零线漏电电流,即互感器初级感应电流：

c)互感器初级/次级匝数比：

d)电流关系：

=>>次级感应电流

e)次级感应电压：V2=Iout*10K=73mV；

f)SCR输出高电平驱动可控硅。