在新能源领域，光伏电池技术的革新正不断推进着绿色能源的普及。通过将多个光伏电池以串联和并联的方式组合，可以构建出高压光伏电池组，这些电池组接上逆变器后便能实现并网发电，或者通过接入MPPT系统为电池组充电，实现能量的储存。
对于600V及以上的高压光伏系统，存在一个特殊的安全要求——GFDI（接地故障检测与中断）。与常见的漏电保护装置GFCI不同，GFDI的主要目的并非保护人身安全，而是防止因设备错误接地导致的各种故障，如功率损失、幽灵电压和杂散电压等，从而保护整个光伏系统的稳定运行。
GFDI的核心思想在于平衡人身安全与设备保护的需求。一方面，为了人身安全，通常建议将设备的正端和金属外壳接地，但这样做可能会引发PID（电势诱导衰减）问题。另一方面，负极接地是抑制PID的有效手段，但这需要实时监测GFDI的漏电流，以避免因错误接地或接地故障导致的短路。
GFDI的核心目标是检测直流侧异常的接地风险。根据UL1741、IEC62109等安全标准，当光伏系统电压达到或超过600V时，必须配备GFDI，且故障响应时间不得超过2秒。为了满足这一要求，市场上出现了一种高压电池组的GFDI电路，它采用机械式断路器来断开系统，以保护设备免受错误接地的影响。
这种GFDI电路具有可靠性高的优点，但同时也存在成本高和响应时间慢的缺点。为了克服这些不足，业界提出了一种改进的GFDI电路。该电路引入了闭环霍尔电流传感器，能够实时监测漏电流，并通过程序进行A/D转换和逻辑判断。一旦漏电流超过设定的限值（IEC要求最低为5A，但可在程序中任意设定），电路将迅速输出控制信号，使设备脱扣，整个响应时间不到100毫秒，远低于IEC要求的2秒。
这种改进的GFDI电路之所以能在极短时间内作出响应，主要得益于其高精度的传感器和快速的器件响应时间。闭环霍尔电流传感器选用光伏、储能专用的CM系列，如芯森电子的CM2A、CM3A，量程为0~200A，精度可达0.3%甚至更高。同时，器件的响应时间小于1微秒，能够精确测量并迅速反应。
该电路还采用了一个最大值检测并保持电路，能够检测到宽度仅10微秒的脉冲幅值并保持至少10秒。这意味着程序只需定时读取该点的A/D值，而无需担心错过最大值的时刻，从而降低了对单片机运行速度的要求。
为了满足不同系统的电源需求，还可以选择芯森电子的CS1V器件作为测量GFDI漏电流的传感器。该器件采用单5V电源供电，闭环霍尔设计，PCB安装，穿线式，最高可测量300A的电流，响应时间约为1.2微秒。不过，在使用时需要注意绝缘问题，被测线的电压不能过高。
