电感断开电弧起止时刻检测电路及方法与流程

技术特征：

1.一种电感断开电弧起止时刻检测电路，其特征在于：包括依次连接的电压信号处理电路(2)、分相延缓电路(3)和比较输出电路(4)；

所述电压信号处理电路(2)包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路(2)的取样点正极电压输入端VIN+，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路(2)的取样点负极电压输入端VIN-，取样点正极电压通过串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，取样点负极电压通过串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接；

所述分相延缓电路(3)包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式所述电阻R5的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R5的另一端通过电阻R7接地，所述电阻R6的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R6的另一端通过电阻R8接地，所述电容C1的一端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述电容C1的另一端接地；

所述比较输出电路(4)包括比较器U2、D触发器U3和电阻R10，所述比较器U2的同相输入端与电阻R5和电阻R7的连接端连接，所述比较器U2的反相输入端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述比较器U2的输出端通过电阻R10与外部供电电源的输出端VCC连接，所述D触发器U3的信号输入端D与信号输出端连接，所述D触发器U3的时钟信号输入端CP与比较器U2输出端连接，所述D触发器U3的信号输出端Q为所述比较输出电路(4)的输出端OUT。

2.按照权利要求1所述的电感断开电弧起止时刻检测电路，其特征在于：所述仪用放大器U1的型号为AD623。

3.按照权利要求1所述的电感断开电弧起止时刻检测电路，其特征在于：所述比较器U2的型号为LM2903。

4.按照权利要求1所述的电感断开电弧起止时刻检测电路，其特征在于：所述D触发器U3的型号为74HC75。

5.一种利用如权利要求1所述的检测电路进行电感断开电弧起止时刻检测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、检测电路连接：将需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)的取样点正极与电压信号处理电路(2)的取样点正极电压输入端VIN+连接，将需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)的取样点负极与电压信号处理电路(2)的取样点负极电压输入端VIN-连接；并将安全火花试验装置G接在需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)的取样点正极与负极之间；

步骤二、电压信号处理：需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)工作过程中，电压信号处理电路(2)对需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)的取样点正极与负极电压的双端输入差分信号进行放大处理后，转换成单端电压信号输出给分相延缓电路(3)；

步骤三、电感断开电弧起止时刻检测，具体过程为：

当安全火花试验装置G的两个电极处于闭合状态时，需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)正常工作，此时，需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)中的电感充电储能，直到电感电流到达最大值时，需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)的取样点正极与取样点负极之间的电压为零，电压信号处理电路(2)中仪用放大器U1的输出电压也为零；电压信号处理电路(2)输出的电压分为两路,一路经过所述分相延缓电路(3)中的第一比例电阻网络分压后输出到比较输出电路(4)中比较器U2的同相输入端，另一路经过所述分相延缓电路(3)中的第二比例电阻网络分压后输出到比较输出电路(4)中比较器U2的反相输入端，由于电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式因此比较器U2的同相输入端的电压小于其反相输入端的电压，比较器U2输出低电平，使得D触发器U3处于锁存状态，D触发器U3没有检测到变化的电压信号，输出低电平；

当利用安全火花试验装置G进行开闭爆炸性试验时，安全火花试验装置G的两个电极由闭合开始分离，由于需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)的回路电流不能突变，致使分断点发生电压突变，需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)开始产生电弧放电；电压信号处理电路(2)输出的电压分为两路,一路经过所述分相延缓电路(3)中的第一比例电阻网络分压后输出到比较输出电路(4)中比较器U2的同相输入端，另一路经过所述分相延缓电路(3)中的第二比例电阻网络分压后输出到比较输出电路(4)中比较器U2的反相输入端，虽然电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式但由于电容C1延缓了所述第二比例电阻网络分压后输出的电压的变化，使得比较器U2的同相输入端的电压大于其反相输入端的电压，比较器U2输出高电平，由于D触发器U3为上升沿触发，因此，D触发器U3输出高电平；将D触发器U3开始输出高电平的时刻记录为电感断开电弧起始时刻；

随着时间的推进，安全火花试验装置G的两个电极分离的程度逐渐增大，电弧电流近似线性衰减，此时分断处的电弧电压缓慢上升，电压信号处理电路(2)输出的电压分为两路,一路经过所述分相延缓电路(3)中的第一比例电阻网络分压后输出到比较输出电路(4)中比较器U2的同相输入端，另一路经过所述分相延缓电路(3)中的第二比例电阻网络分压后输出到比较输出电路(4)中比较器U2的反相输入端，由于电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式因此比较器U2的同相输入端的电压小于其反相输入端的电压，比较器U2输出维持低电平，D触发器U3输出保持高电平；

随着安全火花试验装置G的两个电极距离进一步加大，电弧电流突然下降为零，此时,安全火花试验装置G的两个电极彻底分离，需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)再次产生了一个突变的电压信号，电压信号处理电路(2)输出的电压分为两路，一路经过所述分相延缓电路(3)中的第一比例电阻网络分压后输出到比较输出电路(4)中比较器U2的同相输入端，另一路经过所述分相延缓电路(3)中的第二比例电阻网络分压后输出到比较输出电路(4)中比较器U2的反相输入端，虽然电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式但由于电容C1延缓了所述第二比例电阻网络分压后输出的电压的变化，使得比较器U2再次输出高电平，D触发器U3检测到这一从低到高变化的电压信号，输出状态逻辑翻转为低电平，需要检测电感断开电弧起止时刻的电感电路(1)电弧放电结束；将D触发器U3的输出逻辑状态翻转产生下降沿的时刻记录为电感断开电弧终止时刻。