故障电弧检测电路的制作方法

本实用新型属于故障电弧检测技术领域，尤其是一种故障电弧检测电路。

背景技术：

故障电弧保护电路，是为了识别电路中出现的电弧，并判断该电弧是正常电弧还是故障电弧，当出现故障电弧时断开电路，保护电路用电安全。故障电弧断路器在国内是一种新的用于电路保护技术，其主要功能是在线路发生故障电弧时及时断开线路避免发生电气火灾，在配电线路终端安装电弧故障断路器是及时发现电弧并切断电路、减小电弧造成电气火灾损失的有效措施,但目前电力系统中特别是低压配电领域广泛安装的传统断路器，大多不具有故障电弧检测功能，随着时间的推移和大家对故障电弧危害认识加深，故障电弧断路器得到了越来越多企业和消费者的认可。目前市场上的的故障电弧断路器大多采用电流互感器对电流进行采样，但由于电流互感器本身的特性对高频信号有着抑制作用，因此采用电流互感器对电流进行采样时就只能对特定频段内的电弧信号进行检测，如果电弧信号的频段超出或者低于了电流互感器允许通过的频段范围则无法检测到。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种比现有技术频段范围更广的故障电弧检测电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种故障电弧检测电路，包括采样电路、放大电路、滤波电路和比较电路，所述采样电路的输出端与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与比较电路连接，所述采样电路包括采样电阻，经过所述采样电阻的电流形成采样信号，所述采样信号与放大电路的输入端连接。

采用上述方案，通过采样电路采集采样信号，在通过放大电路将采样信号放大后输出到滤波电路中，通过滤波电路把有效信号过滤出来，使得过滤后的有效信号与预先根据电弧特性设置好阀值的比较电路进行比较，根据比较结果判断是否出现故障电弧，采样电路中包括了采样电阻，通过采样电阻两端的电流差形成采样信号，这样采集的信号相比电流互感器采集的信号其频段范围更广，也不会存在像电流互感器只能检测特定频段内的电弧信号的情况。

作为本实用新型的进一步设置，所述采样电阻包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与第二电阻并联。

采用上述方案，通过在第一电阻上并联一个电阻形成采样电阻可以使得采样电路部分的功率更大，产品的安全系数更高，以及稳定性更好，可以应用于功率更大的环境下。

作为本实用新型的进一步设置，所述滤波电路包括低频滤波电路和高频滤波电路，所述低频滤波电路与所述高频滤波电路相互并联连接，所述高频滤波电路的输出端与比较电路连接。

采用上述方案，能够分别得到所需要低频滤波信号段和高频滤波信号段。

作为本实用新型的进一步设置，所述高频滤波电路采用二阶高通滤波器。

采用上述方案，二阶高通滤波器能够使得滤波效果更好。

作为本实用新型的进一步设置，所述二阶高通滤波器上连接有用于放大滤波信号的第三电阻和第四电阻构成二阶高通有源滤波器，所述第四电阻的一端与二阶高通滤波器的负向输入端连接，另一端与二阶高通滤波器的输出端连接，所述第三电阻的一端与第四电阻连接，另一端接地，其放大倍数的数值=1+（第四电阻/第三电阻）。

采用上述方案，通过在滤波器上连接串接的第三电阻和第四电阻，所述第四电阻的一端与二阶高通滤波器的输入端连接，第四电阻另一端与二阶高通滤波器的输出端连接，所述第三电阻的一端与第四电阻串联，第三电阻的另一端接地，可以将滤波器上的信号放大后再传输给后面的电路，方便后续电路阀值的选定，且放大倍数的数值=1+（第四电阻/第三电阻）。

作为本实用新型的进一步设置，所述比较电路包括比较器，所述比较器的正向输入端与比较器的输出端之间连接有反馈电阻。

采用上述方案，通过在比较器的正向输入端与比较器的输出端之间连接反馈电阻使得比较结果更加稳定准确。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

附图1为本实用新型具体实施例电路图；

附图2为本实用新型具体实施例流程图。

具体实施方式

本实用新型的具体实施例如图1-2所示，一种故障电弧检测电路，包括采样电路1、放大电路2、滤波电路3和比较电路4，所述采样电路1的输出端与放大电路2的输入端连接，所述放大电路2的输出端与滤波电路3的输入端连接，所述滤波电路3的输出端与比较电路4连接，所述采样电路1包括采样电阻，经过所述采样电阻的电流形成采样信号，所述采样信号与放大电路2的输入端连接。

在本实施例中，所述采样电阻包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1与第二电阻R2并联，所述放大电路2连接在采样电阻的输出端并对采样信号进行放大，所述放大电路2包括放大器U1、R5、R6、R7、R8、R9、C1、C2，其中R5连接在放大器U1的第4引脚与放大器U1的第1引脚之间，C1与R5并联，R6的一端与采样电阻的输出端连接，R6的另一端与放大器U1的第4引脚连接，C2连接在放大器U1的第3引脚与放大器U1的第2引脚之间，R9与C2并联，所述放大器U1的第2引脚接地，R8的一端与R9连接，R8的另一端与电源连接，R7的一端与采样电阻的输出端连接，R7的另一端与放大器U1的第3引脚连接。

在本实施例中，所述滤波电路3包括低频滤波电路31和高频滤波电路32，所述低频滤波电路31与所述高频滤波电路32相互并联连接，所述高频滤波电路32的输出端与比较电路4连接。

在本实施例中，所述高频滤波电路32采用二阶高通滤波器。

在本实施例中，所述二阶高通滤波器上连接有用于放大滤波信号的第三电阻R3和第四电阻R4构成二阶高通有源滤波器，所述二阶高通有源滤波器包括滤波器U2、第三电阻R3、第四电阻R4、R10、R11、C3、C4，二阶高通滤波器的负向输入端为滤波器U2的第4引脚，二阶高通滤波器的输出端为滤波器U2的第1引脚，其中第四电阻R4连接在滤波器U2的第4引脚和第1引脚之间，第三电阻R3的一端与第四电阻R4连接，第三电阻R3的另一端接地，C3与C4串接在滤波器U2的第3引脚上，R10的一端连接在C3与C4之间，R10的另一端连接在滤波器U2的第1引脚上，R11的一端连接在C3与第三引脚之间，R11的另一端接地，滤波器U2的第2引脚接地。

在本实施例中，所述比较电路4包括比较器U3、R12、R13、R14、R15，其中比较器U3的第4引脚与比较器U3的第6引脚之间连接有R12，R13的一端与R12连接，R13的另一端接地，比较器U3的第6引脚接地，R14的一端与滤波器U2的第1引脚连接，R14的另一端与比较器U3的第3引脚连接，R15的一端连接在R14与比较器U3的第3引脚之间，R15的另一端与比较器U3的第1引脚连接。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本实用新型的，或者凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本实用新型的保护范围。