1.背景
隨著新能源的政策推廣及環(huán)保意識的增強，全球汽車市場都在慢慢的由燃油車轉(zhuǎn)換至混動車及電動車。2016年我國新能源汽車銷量在50.7萬輛左右，月均超過4萬輛，有專業(yè)人士預測，2017年我國新能源汽車保底銷售70萬輛，可以沖擊80萬輛。其中純電動車將是主力。
2.什么是IC-CPD（Mode2）
IC-CPD(In-Cable Control and Protection Device)即線上控制和保護電器。在電動車充電模式中，一般分為四種。其中的Mode2為最方便的充電方式，即直接從家里的插座上取電，充電時間上會比其他模式稍長。基于它的便攜性，每輛電動車都會選擇至少配備一臺。IC-CPD本身對電流不進行處理，充電交給汽車上的OBC完成。它的意義在于對電流進行實時監(jiān)控以及異常報警動作。
在充電或啟動過程中要求IC-CPD完成自檢查功能，自動初始化自測試，檢查自身的所有功能包括剩余電流是否正常，若有異常（如短路或觸頭粘連）應(yīng)不能啟動充電。漏電流檢測是作為IC-CPD的一項重點檢測內(nèi)容。
3.漏電流檢測在IC-CPD上的需求
�。�1）漏電流的危害性及類型
【1】漏電的危害和時間息息相關(guān)，在有防止觸電保護裝置的情況下，人體允許通過的電流一般可按30mA考慮，10mA則是作為人體的安全電流。
【2】漏電對設(shè)備電網(wǎng)的損害
�、僭趲Ц綦x變壓器的系統(tǒng)中，如果直流分量超過一定值，就會造成隔離變壓器飽和，導致系統(tǒng)過流保護，甚至損壞功率器件。
�、谠诓粠Ц綦x變壓器的系統(tǒng)中直流分量將直接對負載供電。對于非線性負載，直流分量會造成電流的嚴重不對稱，損壞負載。
③直流分量不僅給電源系統(tǒng)本身和用電設(shè)備帶來不良影響，還會對并網(wǎng)電流的諧波產(chǎn)生放大效應(yīng)，從而產(chǎn)生電能質(zhì)量問題。增加電網(wǎng)電纜的腐蝕;導致較高的瞬時電流峰值，可能燒毀熔斷器，引起斷電。國際上目前對直流分量上限規(guī)定基本一致，中國、美國、英國等的相關(guān)并網(wǎng)標準規(guī)定直流分量不允許超過每相電流額定值的0.5%或5mA。
�。�2）漏電類型TypeAC&TypeA&TypeB的區(qū)別（IEC,UL,GB）
【1】TypeAC指普通的正弦交流電，用普通互感器檢測不適用于EV charging及絕大多數(shù)漏電檢測要求
【2】TypeA指在A型的基礎(chǔ)上還有躍動直流，一般用零序互感器檢測�，F(xiàn)在國內(nèi)EV charging正在使用，檢測的保護閾值在10mA~30mA不等（IC-CPD中的互感器磁芯一般選擇坡莫合金）
原理與AC型一樣，與AC型的區(qū)別在于對磁材進行了改動。提高了對脈動直流的靈敏度。AC型互感器檢測的是一個完整的正玄波，該正弦波所產(chǎn)生磁滯是一個完整的環(huán)，磁通量Δ較大。而躍動的直流電相較于前者只有半個周期，其對應(yīng)的磁滯環(huán)甚至不到一半，產(chǎn)生的磁通量遠小于Δ。A型和AC型都是基于磁通量的變化來檢測電流，所以如果電流是平滑的，互感器將無法檢測。
【3】TypeB指的是在A型漏電的基礎(chǔ)上還有平滑直流和斷續(xù)直流，用磁通門傳感器檢測。
它是利用被測磁場中高導磁率磁芯在交變磁場的飽和激勵下，其磁感應(yīng)強度與磁場強度的非線性關(guān)系來測量弱磁場。
國際電工委員會IEC62752中明確指出需要用TypeB型作為檢測漏電流的標準，并且強制執(zhí)行到每個IC-CPD。UL2231中也有提到相關(guān)內(nèi)容。
國標GB18487中則要求檢測漏電流為TypeA或TypeB，但標準也在不斷的上升，我國 起草的CQC認證中已將檢測6mA平滑直流電的要求寫進章程。
（3）直流平滑6mA的出處及必要性
檢測直流漏電的原因：電動汽車的充電需要剩余電流電流傳感器檢測漏電,從而避免汽車電池(DC)連接到主電源(AC)可能帶來的危險。充電樁或控制盒等在充電的過程中產(chǎn)生的直流分量會對影響電網(wǎng)質(zhì)量，并且直流漏電對電器本身也會有拉弧風險。
舉例，愛爾蘭電子技術(shù)委員會的要求
Electro-Technical Council of Ireland Limited：
如果IC-CPD中存在IΔn DC ≥ 6 mA的平滑直流漏電流，長時間的充電過程中，TypeA的響應(yīng)時間和及靈敏度都將受到干擾（高導磁環(huán)在直流電的影響下會產(chǎn)生磁偏移）。 由于檢測不到該種漏電，TypeA型漏電流傳感器的保護閾值將不再可靠。為了防止出現(xiàn)誤檢測的情況，可以選擇在IC-CPD內(nèi)部集成TypeB型的RCMU(Residual Current Monitoring Unit)或者在外部加上TypeB型的RCD(Residual Current Device)，前者在集成性和成本上都有優(yōu)勢。熟悉光伏逆變器朋友們會發(fā)現(xiàn)，這和當初在逆變器外部加昂貴的TypeB型RCD，逐步改為內(nèi)置RCMU是同樣一個道理。
4.如何檢測平滑的直流漏電及Magtron漏電流傳感器特性原理
Magtron檢測TypeB型漏電流利用的是環(huán)形磁通門原理：
被測磁場中高導磁率磁芯在交變磁場的飽和激勵下，其磁感應(yīng)強度與磁場強度的非線性關(guān)系來測量弱磁場的。這種物理現(xiàn)象對被測環(huán)境磁場來說好像是一道“門”，通過這道“門”，相應(yīng)的磁通量即被調(diào)制，并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。利用這種現(xiàn)象來測量電流所產(chǎn)生的磁場，從而間接的達到測量電流的目的。
整個過程可以概括為：當磁通門式電流傳感器工作時，激勵線圈中加載一固定頻率、固定波形的交變電流進行激勵，使磁芯往復磁化達到飽和。在不存在外在電流所產(chǎn)生的被測磁場時，則檢測線圈輸出的感應(yīng)電動勢只含有激勵波形的奇次諧波，波形正負上下對稱。當存在直流外在和激勵交變磁場，直流被測磁場在前半周期內(nèi)促使激勵場使磁芯提前達到飽和，而在另外半個周期內(nèi)使磁芯延遲飽和。因此，造成激勵周期內(nèi)正負半周不對稱，從而使輸出電壓曲線中出現(xiàn)振幅差。該振幅差與被測電流所產(chǎn)生的磁場成正比，因此可以利用振幅差來檢測磁環(huán)中所通過的電流。
結(jié)語：如同TypeAC型逐漸被TypeA型所替代，人們對安全漏電流檢測要求規(guī)范日益提高，同時隨著儲能等一系列直流系統(tǒng)的增加，TypeB型漏電檢測已經(jīng)是大勢所趨。
Magtron是All Programamble PGA Sensor、磁電傳感SoC的全球領(lǐng)先企業(yè)，致力于實現(xiàn)新一代更智能的、高功率密度和定制化的磁電傳感系統(tǒng)方案。在整個行業(yè)向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和傳感智能化的大趨勢推動下，Magtron的創(chuàng)新技術(shù)Quadcore，RCMU，iShunt等創(chuàng)新技術(shù)使得磁電傳感，特別是電流傳感器應(yīng)用既高度集成易用，同時實現(xiàn)高功率密度化，也首次實現(xiàn)傳感器高速軟件化。
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