V I S H AY D R A L O R I C www.vishay.com Wirewound Resistors 应用指南 AC03..CS, AC05..CS （经 UL 认证）引线式绕线安全可熔电阻器在能量计中的应用 Application of AC03..CS, AC05..CS (UL Approved) Wirewound Safety Fusible Resistors in Energy Meters 作者：Mohit Joshi 电子电表 （固态电表） 能量计是用于测量向住户或商户提供电量的装置。通常也被 称为电表。 相对于传统的机械模式电表，电子电表在测量精度方面实现 了一系列的本质提升，同时还降低了电表的功耗。此外，电 子能量计还能够检测并防止篡改。 电子电表中的主要测量单位为千瓦时，相当于在一小时里负 荷一千瓦所需的总能量。 所用功率显示在 LCD 屏上，而高级电子电表可以利用通信端 口 （如光端口， RS232，或 RF 模块）来自动读数。并且采 用了 Zigbee 这样的无线协议。 大多数固态电表采用电流转换器或者分流器，能量表 IC 和 LCD 显示器。IC 用于测量电压和电池，并生成与功率成比例 的脉冲输出。 引线式可熔绕线安全电阻器在能量表中的典型应用 当设计一个电路，采用合适的可熔式安全绕线电阻器来承受 线压的突然增加时，就必须要考虑到下面的参数。 4. 高等级陶瓷内核，加带必须的铝含量，用以在短时内耗散 能量。 1. 额定功率 P40：AC05..CS:5W 和 AC03..CS:3 W 5. 电阻器的主体尺寸 （长度，直径） 2. 欧姆值小于等于 100 欧姆时采用。这就容许大电流的通 过，并可以加强出现故障时的熔断。 22 Ω 和 47Ω 是最常 用到的值。 6. 涂漆层系统可以使生成的能量（热熔过程中）得到释放而 不产生爆炸。 AC03..CS, AC05..CS 最近获得了 UL1412 安全认证。 3. 绕线材料 （电阻线合金组成与质量）可耐受 1.2 μs/50 μs 脉冲的能量。 1 For technical questions, contact: [email protected] Document Number: 28900 本文如有变更，恕不另行通知。本文及本文所述产品附带具体免责声明，详情请参见 www.vishay.com/doc?99905。 应用指南 Resivion: 15-Jul-15 应用指南 www.vishay.com Vishay Draloric AC03..CS, AC05..CS （经 UL 认证） 引线式绕线安全可熔电阻器在能 量计中的应用 电容降压电源 能量计中的电源选择 电子电表中的电源一般是一个电容降压电源，其中只要输出 电流 (Iout) 小于输入电流 (Iin)，负载的电压就会保持恒定。采 用电容降压电源的主要优势在于它的体积远远小于采用变压 器的电源，比采用变压器或开关模式的电源具有更高的性价 比，并且可以防止磁效应的产生。能量计设计者在设计电容 式电源 电 路 时 采 用下 列 拓 朴，在 电 源 输 入 端 使 用 AC03, AC05..CS 安全绕线电阻器。 适用于单相能量计的电容式电源，采用 AC03, AC05..CS 安全绕线电阻器 L AC03..CS, AC05..CS, 47R, Safety 0.41 µF Wirewound Capacitive Resistor Power Supply Rectifier Voltage Regulator 115 V/ 230 VRMS MOV 14 mm/ 510 V Filter Cap 220 µF/25 V 0.5 0.3 0.1 0.0 O1 T2 A T T1 30 % max. { t Iin 在脉冲生成器输出端的开路电压 (1.2 μs/50 μs) 波形 Load 特别设计的 AC03..CS 和 AC05..CS 电阻器经测试可用于浪涌 处理性能，根据曲线中 1.2 μs/50 μs 指数开路电压波形 （根 据 IEC 61000-4-5 标准）通过采用一个浪涌电压来实现。浪 涌测试器的阻抗为 2 Ω。而且，它在 30s 的间隔内产生 10 个 脉冲。 Iout N B T1 = 1.67 x T = 1.2 µs ± 30 % 前端时间： 时间到半数值：T2 = 50 µs ± 20 % 7805 X2 0.1 µF Safety Cap U 1.0 0.9 进行瞬态电流控制的可熔安全电阻器 电阻器限制了瞬态电流。可以通过谨慎选择数值来防止耗散过多的 功率，同时还足够用于限制瞬态电流。通过电阻器的电流是全波长 电流，与由线电容器阻抗所划分的线压相等。安全电阻器的详情和 特性在各自的数据手册中都有专门提及，可以通过下面的链接进行 查阅 www.vishay.com/doc?28861 和 www.vishay.com/doc?28894。 可容许的脉冲负载取决于脉冲的形状和时长。标准照明脉冲 （LEMP）是电子和电力设备主要的 EMC 测试脉冲之一。斜 线之前显示的数值是脉冲电压的前端时间 T1 单位 μs，在斜 线后面的数值是到达峰值的一半 T2 值的时间。 EN 标准中的 EN 60115-1, 4.27条给出了适用于高压脉冲的定义（源脉冲） 当采用 AC 主电压时，安全电阻器熔化时 “ 不会出现响声或 大的火花 ”。同时，它可以用作一个限制在正常操作时浪涌 电流的电阻器。这就省去了对于额外可熔输入电阻器的需 求。 当 MOV 在故障条件下处于短路状态时，在整个电阻器上出现 了主电压 (115 V/230 VRMS)，牵引出一个高电流并最终熔断 了电阻器，使得电流处于开路状态。这样就会保护之后的电 路部分免受浪涌电压的影响。 AC03..CS, AC05..CS, 47R, Safety 0.41 µF Wirewound Capacitive Resistor Power Supply L 115 V/230 VRMS • 1.2 µs/50 µs X2 0.1 µF Safety Cap MOV short circuit due to fault occurance N 测试条件为： AC03..CS, AC05..CS, 47R, Safety 0.41 µF Wirewound Capacitive Resistor Power Supply • 5 脉冲的 1.2 μs/50 μs，时间长度不超过 12s L 115 V/230 VRMS X2 0.1 µF Safety Cap Fused/OC resistor disconnects rest of the circuit N 2 For technical questions, contact: [email protected] Document Number: 28900 本文如有变更，恕不另行通知。本文及本文所述产品附带具体免责声明，详情请参见 www.vishay.com/doc?99905。 应用指南 Resivion: 15-Jul-15 应用指南 www.vishay.com Vishay Draloric AC03..CS, AC05..CS （经 UL 认证） 引线式绕线安全可熔电阻器在能 量计中的应用 下面的基本公式给出了AC03..CS, AC05..CS电阻器的脉冲能 量处理性能： E = V2/R x DT 其中： E = 脉冲能耗 （J） V = 浪涌电压，单位伏特 （V） R = 欧姆 （Ω） T = 有效脉冲间隔，单位 μs。但是一般来说，针对 1.2\50 μs 脉冲的有效的峰值能量脉冲间隔估算 35 μs，这是因为脉冲达 到其峰值并再次衰减下来的时间并不能反映出真正的峰值能 量脉冲计时。 例如：对于一个取决于 6 kV 脉冲的 100 Ω 的电阻脉冲能量的 计算将由下列公式算出： E= (6000)2/100 x 35 = 12.6 J 轴向和径向两种版本都适用于在电路中进行安装。轴向版本 采用 83 mm 和 93 mm 和卷带宽度。径向版本还可以采用散 装形式。 特性 • 对于 AC05..CS：4 kV （0 Ω 至 20 Ω）和 6 kV （22 Ω 至 100 Ω）； 和 对于 AC03..CS:2 kV （10 Ω 至 91 Ω）和 4 kV （100 Ω） • 在 100W 的过载条件下， AC05..CS 的熔断时间 < 45 ；在 45W 的过载条件下， AC03..CS 的熔断时间 < 30 s。 • 镀锡铜线端子 • P40 = 3 W 和 5 W • AC05..CS 的欧姆范围 :10 Ω 至 100 Ω; AC03..CS 的欧姆范 围：4.7 Ω 至 100 Ω • 当采用主电压 （220 VRMS），特殊的水泥涂层会在无燃烧 和爆炸的情况下立即中断。 • 针对电子器具和能量计等应用的专有设计。 3 For technical questions, contact: [email protected] Document Number: 28900 本文如有变更，恕不另行通知。本文及本文所述产品附带具体免责声明，详情请参见 www.vishay.com/doc?99905。 应用指南 Resivion: 15-Jul-15