一種故障電弧保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種故障電弧保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]故障電弧電路保護(hù)技術(shù)(Arc-fault circuit interrupter，縮寫為AFCI)是一項新的電路保護(hù)技術(shù)，其主要作用是為了防止一些由故障電弧引起的火災(zāi)。這些危險的電弧可能發(fā)生在家庭用的布線上、插頭和插座連接時、以及家用電器內(nèi)部的線束上或電器的電源線上等。引發(fā)故障電弧主要原因是電線絕緣層的磨損或不良的電氣連接。現(xiàn)有技術(shù)中存在一些故障電弧保護(hù)電路，但這些故障電弧保護(hù)電路存在判斷條件單一、判斷周期時間長的缺點。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型需要解決的一個技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中故障電弧保護(hù)電路存在判斷周期長的缺點。
[0004]根據(jù)本實用新型的第一方面，提供了一種故障電弧保護(hù)裝置，包括:控制單元、脈沖檢測電路和零交檢測電路；所述脈沖檢測電路的輸出端與所述控制單元的第一輸入端電連接，所述零交檢測電路的輸出端與所述控制單元的第二輸入端電連接；其中，所述脈沖檢測電路對被保護(hù)電路的電流信號進(jìn)行采樣獲得檢測電路脈沖信號，將所述檢測電路脈沖信號發(fā)送至所述控制單元；所述零交檢測電路當(dāng)檢測到所述電流信號的電流值為零時，向所述控制單元發(fā)送觸發(fā)電信號；所述控制單元基于所述觸發(fā)電信號對所述檢測電路脈沖信號進(jìn)行周期性分析以檢測故障電弧。
[0005]進(jìn)一步，所述脈沖檢測電路包括:電流互感器、第一電阻、第二電阻、第一全橋整流電路和第一電容；其中，所述電流互感器的二次線圈的第一輸出引腳連接至所述第一電阻的第一端，所述第一電阻的第二端連接至所述第一全橋整流電路的第一端，所述電流互感器的二次線圈的第二輸出引腳連接至所述第一全橋整流電路的第三端，所述第一全橋整流電路的第二端接地，所述第一全橋整流電路的第四端連接至所述第二電阻的第一端，所述第二電阻的第二端接地，并且所述第二電阻的第一端連接至所述控制單元的第一輸入端，所述第一電容的一端連接至所述第二電阻的第一端、另一端接地。
[0006]進(jìn)一步，所述脈沖檢測電路還包括:第三電阻、第四電阻和第一穩(wěn)壓二極管，其中，所述第二電阻的第一端連接至所述第三電阻的第一端，所述第三電阻的第二端與所述第四電阻的第一端、所述第一穩(wěn)壓二極管的陰極以及所述控制單元的第一輸入端共連，所述第四電阻的第二端和所述第一穩(wěn)壓二極管的陽極均接地。
[0007]進(jìn)一步，還包括:高頻分量檢測電路，其輸出端與所述控制單元的第三輸入端電連接，檢測所述被保護(hù)電路的電流信號中的高頻諧波分量，并對所述高頻諧波分量進(jìn)行采樣獲得高頻檢測脈沖信號，將所述高頻檢測脈沖信號輸入至所述控制單元。
[0008]進(jìn)一步，所述高頻分量檢測電路包括:第二電容、第二全橋整流電路、第三電容和第五電阻，其中，所述第二電容的一端連接所述電流互感器的二次線圈的第一輸出引腳，另一端連接至所述第二全橋整流電路的第一端，所述電流互感器的二次線圈的第二輸出引腳連接至所述第二全橋整流電路的第三端，所述第二全橋整流電路的第二端接地，所述第二全橋整流電路的第四端連接與所述第三電容一端、所述第五電阻的第一端和所述控制單元的第三輸入端共連，所述第三電容另一端和所述第五電阻的第二端均接地。
[0009]進(jìn)一步，所述電流互感器為高導(dǎo)磁率磁芯材料的電流互感器。
[0010]進(jìn)一步，還包括:漏電檢測電路，其輸出端與所述控制單元的第四輸入端電連接，檢測被保護(hù)電路的電流信號，將所述電流信號的電流值轉(zhuǎn)換為電壓值，并將所述電壓值輸入至所述控制單元。
[0011]進(jìn)一步，還包括:測試電路，在所述被保護(hù)電路中生成測試電流，以確定所述被保護(hù)電路發(fā)生漏電時，保護(hù)電路是否斷開所述被保護(hù)電路。
[0012]進(jìn)一步，還包括:復(fù)位電路，其輸出端與所述控制單元的復(fù)位端電連接，向所述控制單元發(fā)送復(fù)位信號。
[0013]進(jìn)一步，還包括:故障指示元件，與所述控制單元電連接，指示被保護(hù)電路中是否出現(xiàn)故障電弧。
[0014]進(jìn)一步，還包括:保護(hù)電路，與所述控制單元電連接，當(dāng)接收到所述控制單元輸出的斷路控制信號時，斷開所述被保護(hù)電路。
[0015]進(jìn)一步，還包括:電源電路，與所述控制單元電連接，并且與所述零交檢測電路電連接，為所述控制單元和所述零交檢測電路供電。
[0016]在本實用新型中，脈沖檢測電路對被保護(hù)電路的電流信號進(jìn)行采樣獲得檢測電路脈沖信號，將所述檢測電路脈沖信號發(fā)送至控制單元；零交檢測電路當(dāng)檢測到所述電流信號的電流值為零時，向所述控制單元發(fā)送觸發(fā)電信號；控制單元基于所述觸發(fā)電信號對所述檢測電路脈沖信號進(jìn)行周期性分析以檢測故障電弧。本實用新型的故障電弧保護(hù)裝置可以縮短判定時間，提高響應(yīng)速度，對故障電弧保護(hù)更可靠有效。
[0017]通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細(xì)描述，本實用新型的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。
【附圖說明】
[0018]構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本實用新型的實施例，并且連同說明書一起用于解釋本實用新型的原理。
[0019]參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本實用新型，其中:
[0020]圖1是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2A是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置當(dāng)被保護(hù)電路中無串型電弧出現(xiàn)時檢測到的脈沖信號圖。
[0022]圖2B是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置當(dāng)被保護(hù)電路中有串型電弧出現(xiàn)時檢測到的脈沖信號圖。
[0023]圖3A是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置檢測到被保護(hù)電路中出現(xiàn)的好電弧的脈沖信號圖。
[0024]圖3B是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置檢測到被保護(hù)電路中出現(xiàn)的好電弧的脈沖信號圖。
[0025]圖4是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置中的電源電路的電路示意圖。
[0026]圖5是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置中的控制單元的電路示意圖。
[0027]圖6是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置中的保護(hù)電路的電路示意圖。
[0028]圖7是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置中的脈沖檢測電路和高頻分量檢測電路的電路示意圖。
[0029]圖8是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置中的零交檢測電路的電路不意圖。
[0030]圖9是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖10是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖11是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)裝置中的漏電檢測電路的電路不意圖。
[0033]圖12是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖13是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)裝置中的測試電路的電路不意圖。
[0035]圖14是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖15是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)裝置中的復(fù)位電路的電路不意圖。
[0037]圖16是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)方法的流程圖。
[0038]圖17是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)方法的流程圖。
[0039]圖18是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)方法的流程圖。
[0040]圖19是示出根據(jù)本實用新型另一些實施例的故障電弧保護(hù)方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0041]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實用新型的各種示例性實施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實用新型的范圍。
[0042]同時，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關(guān)系繪制的。
[0043]以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0044]對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。
[0045]在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。
[0046]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0047]圖1是示出根據(jù)本實用新型實施例的故障電弧保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，故障電弧保護(hù)裝置10包括:控制單元200、脈沖檢測電路400和零交檢測電路500，為了說明的目的，圖1中還示出了電源電路100、保護(hù)電路300。其中，
[0048]所述脈沖檢測電路400的輸出端與所述控制單元200的第一輸入端電連接，所述脈沖檢測電路400對被保護(hù)電路的電流信號進(jìn)行采樣獲得檢測電路脈沖信號，將所述檢測電路脈沖信號發(fā)送至控制單元200 ；
[0049]所述零交檢測電路500的輸出端與所述控制單元200的第二輸入端電連接，所述零交檢測電路500當(dāng)檢測到所述電流信號的電流值為零時，向所述控制單元200發(fā)送觸發(fā)電信號;
[0050]所述控制單元200基于所述觸發(fā)電信號對所述檢測電路脈沖信號進(jìn)行周期性分析以檢測故障電弧。
[0051 ] 在該實施例中，脈沖檢測電路對被保護(hù)電路的電流信號進(jìn)行采樣獲得檢測電路脈沖信號，將所述檢測電路脈沖信號發(fā)送至控制單元；零交檢測電路當(dāng)檢測到所述電流信號的電流值為零時，向所述控制單元發(fā)送觸發(fā)電信號；控制單元基于所述觸發(fā)電信號對所述檢測電路脈沖信號進(jìn)行周期性分析以檢測故障電弧。該實施例的故障電弧保護(hù)裝置可以縮短判定時間，提高響應(yīng)速度，對故障電弧保護(hù)更可靠有效。
[0052]在本實用新型的實施例中，所述控制單元200在接收到所述觸發(fā)電信號后開始對所述檢測電路脈沖信號計數(shù)，當(dāng)在電流信號的一個周期內(nèi)檢測到所述檢測電路脈沖信號的數(shù)量大于或等于第一閾值(例如4)時，記為I個串型電弧。在另一實施例中，所述控制單元(200)判斷在連續(xù)預(yù)定個數(shù)(例如3個)的周期內(nèi)檢測到串型電弧的數(shù)量是否大于或等于第一設(shè)定值(例如3)，如果是，則確定檢測到串型故障電弧。由