电弧故障检测电路制造技术

本公开提出一种电弧故障检测电路，包括：信号采集电路，用于采集供电线上的电流，并输出第一信号；窗口选通电路，用于输出与所述第一信号对应的窗口选通信号；信号处理电路，与所述信号采集电路和所述窗口选通电路电连接，用于基于所述窗口选通信号和所述第一信号生成电弧故障信号。本公开通过在电弧故障检测电路中加入窗口选通电路，只在有害电弧一定会出现的时段判断是否存在故障电弧特征，从而极大提高了有害电弧判断的准确性，降低了电弧故障保护装置误动作的概率。保护装置误动作的概率。保护装置误动作的概率。

【技术实现步骤摘要】
电弧故障检测电路


[0001]本公开设计用电安全保护领域，更具体而言，涉及一种更精确的电弧故障检测电路。

技术介绍

[0002]住宅内的电气线路和设备，由于长时间的过负荷运行，或者存在不良的电气连接等情况，使电线的绝缘层出现老化，绝缘效果降低，或者绝缘层发生破损，都可能发生故障电弧。电弧火花会引燃线路造成火灾的发生，根据美国NEC调查，约有40％的房屋火灾是由电弧故障引起的。
[0003]随着人们安全意识的提高，越来越多家庭选择在房屋内安装电弧故障保护装置。然而，目前市场上所生产的电弧故障保护装置绝大多数存在有害电弧判断不准确的问题，从而导致装置误动作常有发生，给用户用电带来了很大的困扰。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本公开提供了一种能够准确检测供电线中的电弧故障信号并实施相应保护的电弧故障检测电路。
[0005]基于此，根据本公开的一个实施方式，提供一种电弧故障检测电路，包括：信号采集电路，用于采集供电线上的电流，并输出第一信号；窗口选通电路，用于输出与所述第一信号对应的窗口选通信号，所述窗口选通信号包括第一电平信号和第二电平信号，所述第一电平信号用于屏蔽所述第一信号中预设时段对应的信号，所述第二电平信号用于保留所述第一信号中非所述预设时段对应的信号；信号处理电路，与所述信号采集电路和所述窗口选通电路电连接，用于基于所述窗口选通信号和所述第一信号生成电弧故障信号。
[0006]本公开通过在电弧故障检测电路中加入窗口选通电路，只在易引起火灾的有害电弧一定会出现的时段判断是否存在故障电弧特征，而在其它时段不进行判断，从而极大提高了有害电弧判断的准确性，很大程度上降低了电弧故障保护装置误动作的概率，在实现电弧故障保护的同时解决了用户的用电困扰。
[0007]在本实施方式的一个实施例中，所述信号处理电路包括：特征提取子电路，用于对所述第一信号进行电弧特征提取以生成电弧特征信号。
[0008]在本实施方式的一个实施例中，所述信号处理电路包括：信号放大子电路，用于对所述第一信号进行放大处理以获取第二信号；特征提取子电路，与所述信号放大子电路电连接，用于对所述第二信号进行电弧特征提取以生成电弧特征信号。
[0009]在本实施方式的一个实施例中，所述信号处理电路包括：驱动脉冲子电路，与所述特征提取子电路电连接，用于基于所述电弧特征信号生成电弧脉冲信号。
[0010]在本实施方式的一个实施例中，所述信号处理电路包括：脉冲计数子电路，与所述驱动脉冲子电路电连接，用于记录所述电弧脉冲信号中的脉冲数，并基于所述电弧脉冲信号预设时间段的脉冲数生成所述电弧故障信号。
[0011]在本实施方式的一个实施例中，所述窗口选通电路包括：第一分压子电路，用于对来自供电线的电压进行分压并输出第一电压信号；第二分压子电路，用于对来自供电线的电压进行分压并输出第二电压信号；选通子电路，其输入端与所述第一分压电路的输出端连接，其输出端与所述第二分压电路的输出端连接，所述选通子电路在其输入端的输入电压在预设范围内时导通，否则便关断，从而输出所述窗口选通信号。
[0012]在本实施方式的一个实施例中，所述选通子电路包括第一稳压管、第一晶体管、第二晶体管、第一保护电阻和第二保护电阻，其中，所述第一稳压管的第一端为所述选通子电路的输入端，所述第一稳压管的第二端与所述第一晶体管的第一端连接，所述第一晶体管的第二端接地，所述第一晶体管的第三端与所述第二晶体管的第一端通过所述第一保护电阻连接，所述第二晶体管的第一端与所述第二保护电阻的第一端连接，所述第二保护电阻的第二端连接所述第二晶体管的第二端和电源电压，所述第二晶体管的第三端为所述选通子电路的输出端。
[0013]在本实施方式的一个实施例中，所述选通子电路包括三端可调稳压器、第二晶体管、第一保护电阻和第二保护电阻，其中，所述三端可调稳压器的第一端为所述选通子电路的输入端，所述三端可调稳压器的第二端接地，所述三端可调稳压器的第三端与所述第二晶体管的第一端通过所述第一保护电阻连接，所述第二晶体管的第一端与所述第二保护电阻的第一端连接，所述第二保护电阻的第二端连接所述第二晶体管的第二端和电源电压，所述第二晶体管的第三端为所述选通子电路的输出端。
[0014]在本实施方式的一个实施例中，所述选通子电路包括第一比较器、第一分压电阻、第二分压电阻、二极管，其中，所述第一比较器的正相端为所述选通子电路的输入端，所述第一比较器的反相端与所述第一分压电阻和第二分压电阻连接，所述第一分压电阻的另一端接电源电压，所述第二分压电阻的另一端接地，所述第一比较器的输出端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极为所述选通子电路的输出端。
[0015]在本实施方式的一个实施例中，所述电弧故障检测电路包括：电弧故障驱动电路，与所述信号处理电路电连接，用于基于所述电弧故障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。
[0016]在本实施方式的一个实施例中，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信号采集电路或信号处理电路，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。
[0017]在本实施方式的一个实施例中，所述电弧故障检测电路包括：电源电路，其包括整流器和第二稳压器，用于对所述供电线的电压进行整流变换和稳压处理后为所述窗口选通电路和信号处理电路供电。
[0018]在本实施方式的一个实施例中，所述信号处理电路包括：滤波子电路，与所述信号采集电路电连接，用于对所述第一信号滤波处理后输出。
[0019]在本实施方式的一个实施例中，所述信号处理电路包括滤波子电路、特征提取子电路和驱动脉冲子电路，所述窗口选通电路与所述信号采集电路、所述滤波子电路、所述特征提取子电路和所述驱动脉冲子电路中的至少一个电连接，用于屏蔽所述信号采集电路、所述滤波子电路、所述特征提取子电路和/或所述驱动脉冲子电路的输出信号中的所述预
设时段的信号。
附图说明
[0020]通过以下参考下列附图所给出的本公开的具体实施方式的描述之后，将更好地理解本公开，并且本公开的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：
[0021]图1示出了本公开一实施例中的电弧故障检测电路的系统架构图。
[0022]图2示出了本公开一实施例中的电弧故障检测电路的详细电路图。
[0023]图3示出了本公开另一实施例中的电弧故障检测电路的详细电路图。
[0024]图4示出了本公开一实施例中的窗口选通电路的电路图。
[0025]图5示出了本公开另一实施例中的窗口选通电路的电路图。
[0026]图6示出了本公开又一实施例中的窗口选通电路的电路图。
[0027]图7示出了本公开一实施例中的电阻负载对应的各信号波形图。
[0028]图8示出了本公开一实施例中的电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电弧故障检测电路，其特征在于，包括：信号采集电路，用于采集供电线上的电流，并输出第一信号；窗口选通电路，用于输出与所述第一信号对应的窗口选通信号，所述窗口选通信号包括第一电平信号和第二电平信号，所述第一电平信号用于屏蔽所述第一信号中预设时段对应的信号，所述第二电平信号用于保留所述第一信号中非所述预设时段对应的信号；信号处理电路，与所述信号采集电路和所述窗口选通电路电连接，用于基于所述窗口选通信号和所述第一信号生成电弧故障信号。2.根据权利要求1所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述信号处理电路包括：特征提取子电路，用于对所述第一信号进行电弧特征提取以生成电弧特征信号。3.根据权利要求1所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述信号处理电路包括：信号放大子电路，用于对所述第一信号进行放大处理以获取第二信号；特征提取子电路，与所述信号放大子电路电连接，用于对所述第二信号进行电弧特征提取以生成电弧特征信号。4.根据权利要求2或3所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述信号处理电路包括：驱动脉冲子电路，与所述特征提取子电路电连接，用于基于所述电弧特征信号生成电弧脉冲信号。5.根据权利要求4所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述信号处理电路包括：脉冲计数子电路，与所述驱动脉冲子电路电连接，用于记录所述电弧脉冲信号中的脉冲数，并基于所述电弧脉冲信号预设时间段的脉冲数生成所述电弧故障信号。6.根据权利要求1所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述窗口选通电路包括：第一分压子电路，用于对来自供电线的电压进行分压并输出第一电压信号；第二分压子电路，用于对来自供电线的电压进行分压并输出第二电压信号；选通子电路，其输入端与所述第一分压电路的输出端连接，其输出端与所述第二分压电路的输出端连接，所述选通子电路在其输入端的输入电压在预设范围内时导通，否则便关断，从而输出所述窗口选通信号。7.根据权利要求6所述的电弧故障检测电路，其特征在于，所述选通子电路包括第一稳压管、第一晶体管、第二晶体管、第一保护电阻和第二保护电阻，其中，所述第一稳压管的第一端为所述选通子电路的输入端，所述第一稳压管的第二端与所述第一晶体管的第一端连接，所述第一晶体管的第二端接地，所述第一晶体管的第三端与所述第二晶体管的第一端通过所述第一保护电阻连接，所述第二晶体管的第一端与所述第二保护电阻的第一端连接，所述第二保护电阻的第二端连接所述第二晶体管的第二端和电源电压，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成力，陈龙，岳国兰，
申请(专利权)人：苏州益而益电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：