电弧故障检测电路制造技术

本发明专利技术提供了一种电弧故障检测电路，包括：电弧检测电路，用于检测供电线上的电弧，并输出第一信号；电弧筛选电路，与电弧检测电路的输出端电连接，用于去除第一信号中与电弧无关的信号，并输出第二信号；电弧处理电路，与电弧检测电路的输出端电连接，用于基于接收到的第二信号产生表征电弧故障的第三信号。本发明专利技术通过采用模拟电路来实现电弧检测，相较于传统的采用数字电路实现的产品，本发明专利技术具有精度高、成本低、功耗小以及速度快的特点。

【技术实现步骤摘要】
电弧故障检测电路
本专利技术概括而言涉及用电安全保护领域，更具体而言，涉及一种能够精确检测并判别电弧故障的电路。
技术介绍
目前，由于用户布线原因或家用电器内部的L线对N线之间、L线对L线之间、L线对地线之间产生故障电弧时，容易引起火灾等情况，对人们的财产和生命构成了极大的威胁。目前有极少的针对电弧故障检测的产品，但大多采用数字电路、微处理器MCU等来完成，这些产品的可靠性不强。譬如，数字电路或MCU在接收到检测的信号时，当检测信号不够强，处于似弧非弧状态时，往往会让电路误判，即不能正确识别电弧与非电弧信号。另外，电弧信号的检测，也会受到各种用电器负载的串扰和电磁干扰的影响，同样也会引起一些误判。因此，亟需一种可靠性高、能够准确检测电弧信号并实现相应的供电保护的电路。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种能够准确检测电弧信号并实现相应的供电保护的电路。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种电弧故障检测电路，包括：电弧检测电路，用于检测供电线上的电弧，并输出第一信号；电弧筛选电路，与所述电弧检测电路的输出端电连接，用于去除所述第一信号中与电弧无关的信号，并输出第二信号；电弧处理电路，与所述电弧筛选电路的输出端电连接，用于基于接收到的所述第二信号产生表征电弧故障的第三信号。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧处理电路包括：电弧放大模块，用于放大所接收到的所述第二信号；电弧触发模块，与所述电弧放大模块的输出端电连接，基于放大后的所述第二信号产生振荡的所述第三信号。如此，可以使得原始幅度较小的第二信号具有一定的驱动能力。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧放大模块包括至少一个线性放大器。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧放大模块包括两个级联的线性运算放大器。如此，可以逐步地将放大第二信号，降低对运算放大器的要求，提高了电路的可靠性。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧触发模块包括至少一个振荡器。根据本专利技术的一个实施例，所述振荡器包括至少一个运算放大器或至少一个555定时器。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧触发模块包括至少一个逻辑门电路。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧检测电路包括至少一个电弧检测环，其中，当输入至所述电弧检测环电流至少为1A时，其能够输出至少0.5V的电压。如此，电弧检测电路能够精确地检测电弧是否存在，并且当输出具有一定的幅值时，能够便于后续电路的使用，降低了设计难度。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧筛选电路包含：稳压模块，与所述电弧检测电路电连接，用于输出与所述第一信号对应的、具有多幅值的周期性电压信号，其中所述周期性电压信号的相位一致；相移模块，与所述稳压模块的输出端电连接，用于从所述周期性电压信号中提取所述第二信号。如此，该周期性电压信号能够精确反映出电弧检测环的周期性输出电压，进而方便后续电路进行筛选。根据本专利技术的一个实施例，所述相移模块为至少两级的RC微分电路。如此，可以将与电弧相关的较高频信号选取出来。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧故障检测电路包括：电弧故障驱动电路，包含至少一个螺线管，与所述电弧处理电路电连接，用于基于所述第三信号产生开关控制信号；开关电路，与所述电弧故障驱动电路电连接，用于根据所述开关控制信号断开或闭合所述供电线的输入/输出开关。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧故障检测电路包括：模拟电弧试验电路，其输出端连接至所述电弧筛选电路或电弧处理电路，用于产生模拟电弧信号，从而使得所述开关电路根据所述模拟电弧信号断开所述供电线的输入/输出开关。根据本专利技术的一个实施例，所述模拟电弧试验电路包括用户可接触的试验开关和振荡频率大于等于100Hz的电弧振荡器，其中，所述模拟电弧试验电路根据所述试验开关的状态决定是否输出所述模拟电弧信号。如此，便可以模拟电弧信号，从而对各模块电路进行检测。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧振荡器包括至少一个运算放大器或至少一个555振荡器或至少一个RC振荡电路或至少一个LC振荡电路。根据本专利技术的一个实施例，所述LC振荡电路中，由所述螺线管作为电感元件。如此，该LC振荡电路采用了最少的元件并且实现了电感元件复用，能够有效降低产品的体积、散热和成本。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧故障检测电路还包括：电源供电电路，其包括整流桥、螺线管，用于为所述电弧处理电路、电弧故障驱动电路以及模拟电弧试验电路提供电源。根据本专利技术的一个实施例，所述电弧故障驱动电路包括可控硅元件，并且所述可控硅的控制端与所述电弧处理电路的输出端电连接。本专利技术主要是通过采用模拟电路来实现电弧检测，相较于传统的采用数字电路实现的产品，本专利技术具有精度高、成本低、功耗小以及速度快的特点。附图说明通过以下参考下列附图所给出的本专利技术的具体实施方式的描述之后，将更好地理解本专利技术，并且本专利技术的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：图1为电弧故障检测电路的系统架构图；图2a为依据本专利技术一个实施例的电弧故障检测电路的原理图；图2b为依据本专利技术一个实施例的电弧故障波形图；图2c为依据本专利技术另一个实施例的电弧故障检测电路的原理图；图3a为依据本专利技术另一个实施例的电弧故障检测电路的原理图；图3b为依据本专利技术另一实施例的电弧故障波形图；图3c为依据本专利技术另一个实施例的电弧故障检测电路的原理图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图1为电弧故障检测电路的系统架构图。该电弧故障检测电路包括：电源供电电路1、电弧故障驱动电路2、开关电路3、模拟电弧试验电路4、电弧检测环5、稳压电路6、RC相移网络电路7以及电弧处理模拟电路8，其中，电弧处理模拟电路8包含第一放大电路9、第二放大电路10、第一触发电路11和第二触发电路14。当电路正常工作无故障电弧产生时，L、N线上的电压传输波形呈规整的正弦波。当因为线路或用电器出现故障时，交流电路中产生电弧。在本实施例中，该电弧为L、N线之间的电弧。此时，串接在L线上的电弧检测环5将检测并输出包含该电弧信号的第一信号。可以理解的是，第一信号至少包含两部分：1)与所产生的电弧对应的电压信号；2)与L线上交流传输所对应的电压信号。在开关3供电断开之前，电弧检测环5将持续传输第一信号至与其耦合的稳压电路6，从而第一信号的幅值能够得到限制，降低了对后续处理电路的要求，也增加了电路的安全性。为了增加电弧检测环5的灵敏度，其可以采用片状的导磁材料卷绕而成，譬如，矽钢或硅钢。当电弧检测环5的输入电流为1A时，其能够至少产生0.5V的电压。相移网络电路7用于从稳压电路6的输出的第一信号中筛选出于仅仅与该电弧相关的信号，即滤除第一信号中与L线上交流传输所对应的电压信号。然后，相移网络电路7将仅与该电弧相关的信号，即第二信号，传输至电弧处理模拟电路8。随后，由电弧处理模拟电路8对所接收到的第二信号进行处理，并产生用于触发电弧故障驱动电路2的第三信号，从而改变L、N线的连接状态。显然，第三信号能够表征L、N线之间的电弧。优选的，为了让用户能够了解电弧故障检测电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电弧故障检测电路，包括： 电弧检测电路，用于检测供电线上的电弧，并输出第一信号； 电弧筛选电路，与所述电弧检测电路的输出端电连接，用于去除所述第一信号中与电弧无关的信号，并输出第二信号； 电弧处理电路，与所述电弧检测电路的输出端电连接，用于基于接收到的所述第二信号产生表征电弧故障的第三信号。

【技术特征摘要】
1.一种电弧故障检测电路，包括：电弧检测电路，用于检测供电线上的电弧，并输出第一信号；电弧筛选电路，与所述电弧检测电路的输出端电连接，用于去除所述第一信号中与电弧无关的信号，并输出第二信号；电弧处理电路，与所述电弧筛选电路的输出端电连接，用于基于接收到的所述第二信号产生表征电弧故障的第三信号；其中所述电弧筛选电路包含：稳压模块，与所述电弧检测电路电连接，用于输出与所述第一信号对应的、具有多幅值的周期性电压信号，其中所述周期性电压信号的相位一致；相移模块，与所述稳压模块的输出端电连接，用于从所述周期性电压信号中提取所述第二信号。2.如权利要求1所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述电弧处理电路包括：电弧放大模块，用于放大所接收到的所述第二信号；电弧触发模块，与所述电弧放大模块的输出端电连接，基于放大后的所述第二信号产生振荡的所述第三信号。3.如权利要求2所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述电弧放大模块包括至少一个线性放大器。4.如权利要求2所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述电弧放大模块包括两个级联的线性运算放大器。5.如权利要求2所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述电弧触发模块包括至少一个振荡器。6.如权利要求5所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述振荡器包括至少一个运算放大器或至少一个555定时器。7.如权利要求2所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述电弧触发模块包括至少一个逻辑门电路。8.如权利要求1所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述电弧检测电路包括至少一个电弧检测环，其中，当输入至所述电弧检测环的电流至少为1A时，其能够输出至少0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成力，岳国兰，
申请(专利权)人：益而益集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31