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ZHCUC79 August 2024

2.2.3.4 用于电弧标记的窗口比较器

使用双通道放大器 TLV9022 实现了一个窗口比较器。该电路与 AMC23C11 一起用于电弧标记。虽然 AMC23C11 在电弧启动时提供非常快速的响应，但无法检测电弧何时停止。这是因为在电弧过后，电弧间隙电压仍会高于阈值。在这种情况下，窗口比较器电路就可以发挥作用。它可以在电弧电压升至下限阈值以上时指示电弧启动，在电弧升至上限阈值以上时指示电弧结束。这两个阈值都是使用 R3、R42 和 R48 相对于串电压进行设置的。下限阈值如方程式 5 中所示。

方程式 5.

V_{TH_L} = V_{String} \times \frac{3 kΩ}{(43 kΩ + 27 kΩ + 3 kΩ)} \approx V_{String} \times 0.041

上限阈值如方程式 6 中所示。

方程式 6.

V_{TH_H} = V_{String} \times \frac{(27 kΩ + 3 kΩ)}{(43 kΩ + 27 kΩ + 3 kΩ)} \approx V_{String} \times 0.41

注： V_String 是差分至单端转换电路的输出，不是输入电压。

在将这些公式应用于串电压 V_{String_in} 和电弧间隙电压 V_{Arc_IN} 的实际输入电压时，我们需要考虑两个检测电路的不同电压增益。

方程式 7.

V_{ARC_TH_L} = V_{String_IN} \times \frac{0.0062}{0.0205} \times \frac{3 kΩ}{(43 kΩ + 27 kΩ + 3 kΩ)} \approx V_{String_IN} \times 0.0124

方程式 8.

V_{ARC_TH_H} = V_{String_IN} \times \frac{0.0062}{0.0205} \times \frac{(27 kΩ + 3 kΩ)}{(43 kΩ + 27 kΩ + 3 kΩ)} \approx V_{String_IN} \times 0.124

例如，串电压 V_{String_IN} 为 800V 时，下限阈值 V_{ARC_TH_L} 约为 10V，上限阈值 V_{ARC_TH_H} 约为 100V。这意味着如果电弧间隙电压 V_{Arc_IN} 介于 10V 和 100V 之间，则窗口比较器会指示存在电弧。

图 2-9 原理图 - 电弧标记窗口比较器电路