LEM新一代電流傳感器HO系列OCD功能淺析與妙用
發布時間：2015-03-04 作者：www.xstr.xyz
一：HO系列簡介
HO系列是LEM從2012年開始陸續推出的新一代ASIC開環傳感器。其內部采用了ASIC技術，即將霍爾元件和調理電路集成在LEM的一顆定制芯片上（版圖見下圖）。芯片內部的EEPROM可以存儲校正數據，對零漂和溫漂進行了糾正，從而使該傳感器在這兩個方面的指標比傳統的開環傳感器均提到了一倍，這樣就進一步保證了電流的測量精度。
HO系列又分成HO-P，HO-NP，HO-S 3個子系列。具體實用場合見下面選型表。
HO系列產品與LEM其他產品相比，除了能精確測量電流值外，還有一個該系列產品的特性，就是均具備OCD功能，即過流檢測功能（Over Current Detect），下面我們將著重介紹該性能的應用。
二：OCD功能介紹
1.OCD檢測的閾值
HO系列的過流檢測閾值是其額定值的倍數。該倍數根據出廠型號后面的后綴的最后一位決定。標準型號為后綴0100，即過流檢測倍數為2.93倍。
HO-P系列中HO 6-P，HO 10-P，HO 25-P這幾個產品只有2.93倍一種選擇，其余的HO產品則的過流檢測閾值都存在0-7的8種選擇。
例如：
HO 60-P-0101，該產品的過流閾值為60*3.59=215A
HO 60-P-0102，該產品的過流閾值為60*3.99=239A
HO 50-S-0102，該產品的過流閾值為50*3.99=200A
2.OCD 的響應時間
HO系列的OCD響應時間為3us。
3.OCD 的輸出方式及時序
OCD的內部結構屬于開漏極輸出，因此必須要上拉一個電阻（大于10k）到電源才能輸出到微控制器。
按照上圖的接法，我們對OCD的輸出信號檢測，時序如下：
本時序圖以HO 25-NP-0000為例，該傳感器額定測量值為25A，測量幅值為62.5A，OCD閾值為2.9*25=72.5A，由上圖可見：
1)當原邊電流在測量幅值以內時候，傳感器副邊跟隨原邊輸出。
2)當原邊電流超過測量幅值時候，傳感器飽和，Vout管腳的輸出信號“被削頂”，即保持在輸出最大值。
3)原邊電流上疊加的持續時間為500ns的噪聲信號，雖然在某些時刻超過了閾值72.5A，但是由于時間短，不觸發OCD信號。
4)當原邊電流超過OCD閾值3us后，OCD被觸發，OCD管腳輸出低電平。
5)當原邊電流恢復到閾值以內之后的1ms，OCD持續輸出低電平。
三：OCD典型應用
1.OCD配合微控制器使用
如下圖所示，OCD管腳與MCU的中端腳INT相連，當發生過流時候會觸發微控制器內部的中斷，通知MCU處理中斷事件。OCD管腳上拉至微控制器的電源則可以與MCU的工作電平良好匹配。如果OCD到微控制器的距離較長，在進入INT管腳之前可對地跨接一個100pf的小電容，以防止線路上耦合的噪聲對MCU進行誤觸發。
傳統的不帶OCD功能的電流傳感器需要客戶通過增加比較器或者內部軟件來實現這個功能；如果使用HO系列產品的OCD功能，客戶則可以有效地降低硬件或軟件的成本。
2.HO配合繼電器（接觸器）實現過流保護
該接法適合用于直流類過電流保護，同時要求實現自恢復的場合。繼電器的被控制端可以接報警電路甚至在允許的情況下可以作為電源主回路的開關。
在常規狀態下，OCD輸出高電平，Q1導通，繼電器處于吸合狀態；
當發生過電流后2-2.7us，OCD輸出低電平，Q1截止，繼電器斷開；
過電流消失1ms之后，OCD輸出高電平，Q1導通，繼電器吸合；
整個過程不需要微控制器的干預即可以實現過流自動控制，這種方式可以應用在焊接電源過流保護等場合。