一种故障电弧保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气保护技术领域，特别涉及一种故障电弧保护装置。
【背景技术】
[0002]故障电弧电路保护技术(Arc-fault circuit interrupter，缩写为AFCI)是一项新的电路保护技术，其主要作用是为了防止一些由故障电弧引起的火灾。这些危险的电弧可能发生在家庭用的布线上、插头和插座连接时、以及家用电器内部的线束上或电器的电源线上等。引发故障电弧主要原因是电线绝缘层的磨损或不良的电气连接。现有技术中存在一些故障电弧保护电路，但这些故障电弧保护电路存在判断条件单一、判断周期时间长的缺点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型需要解决的一个技术问题是现有技术中故障电弧保护电路存在判断周期长的缺点。
[0004]根据本实用新型的第一方面，提供了一种故障电弧保护装置，包括:控制单元、脉冲检测电路和零交检测电路；所述脉冲检测电路的输出端与所述控制单元的第一输入端电连接，所述零交检测电路的输出端与所述控制单元的第二输入端电连接；其中，所述脉冲检测电路对被保护电路的电流信号进行采样获得检测电路脉冲信号，将所述检测电路脉冲信号发送至所述控制单元；所述零交检测电路当检测到所述电流信号的电流值为零时，向所述控制单元发送触发电信号；所述控制单元基于所述触发电信号对所述检测电路脉冲信号进行周期性分析以检测故障电弧。
[0005]进一步，所述脉冲检测电路包括:电流互感器、第一电阻、第二电阻、第一全桥整流电路和第一电容；其中，所述电流互感器的二次线圈的第一输出引脚连接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接至所述第一全桥整流电路的第一端，所述电流互感器的二次线圈的第二输出引脚连接至所述第一全桥整流电路的第三端，所述第一全桥整流电路的第二端接地，所述第一全桥整流电路的第四端连接至所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，并且所述第二电阻的第一端连接至所述控制单元的第一输入端，所述第一电容的一端连接至所述第二电阻的第一端、另一端接地。
[0006]进一步，所述脉冲检测电路还包括:第三电阻、第四电阻和第一稳压二极管，其中，所述第二电阻的第一端连接至所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端、所述第一稳压二极管的阴极以及所述控制单元的第一输入端共连，所述第四电阻的第二端和所述第一稳压二极管的阳极均接地。
[0007]进一步，还包括:高频分量检测电路，其输出端与所述控制单元的第三输入端电连接，检测所述被保护电路的电流信号中的高频谐波分量，并对所述高频谐波分量进行采样获得高频检测脉冲信号，将所述高频检测脉冲信号输入至所述控制单元。
[0008]进一步，所述高频分量检测电路包括:第二电容、第二全桥整流电路、第三电容和第五电阻，其中，所述第二电容的一端连接所述电流互感器的二次线圈的第一输出引脚，另一端连接至所述第二全桥整流电路的第一端，所述电流互感器的二次线圈的第二输出引脚连接至所述第二全桥整流电路的第三端，所述第二全桥整流电路的第二端接地，所述第二全桥整流电路的第四端连接与所述第三电容一端、所述第五电阻的第一端和所述控制单元的第三输入端共连，所述第三电容另一端和所述第五电阻的第二端均接地。
[0009]进一步，所述电流互感器为高导磁率磁芯材料的电流互感器。
[0010]进一步，还包括:漏电检测电路，其输出端与所述控制单元的第四输入端电连接，检测被保护电路的电流信号，将所述电流信号的电流值转换为电压值，并将所述电压值输入至所述控制单元。
[0011]进一步，还包括:测试电路，在所述被保护电路中生成测试电流，以确定所述被保护电路发生漏电时，保护电路是否断开所述被保护电路。
[0012]进一步，还包括:复位电路，其输出端与所述控制单元的复位端电连接，向所述控制单元发送复位信号。
[0013]进一步，还包括:故障指示元件，与所述控制单元电连接，指示被保护电路中是否出现故障电弧。
[0014]进一步，还包括:保护电路，与所述控制单元电连接，当接收到所述控制单元输出的断路控制信号时，断开所述被保护电路。
[0015]进一步，还包括:电源电路，与所述控制单元电连接，并且与所述零交检测电路电连接，为所述控制单元和所述零交检测电路供电。
[0016]在本实用新型中，脉冲检测电路对被保护电路的电流信号进行采样获得检测电路脉冲信号，将所述检测电路脉冲信号发送至控制单元；零交检测电路当检测到所述电流信号的电流值为零时，向所述控制单元发送触发电信号；控制单元基于所述触发电信号对所述检测电路脉冲信号进行周期性分析以检测故障电弧。本实用新型的故障电弧保护装置可以缩短判定时间，提高响应速度，对故障电弧保护更可靠有效。
[0017]通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
【附图说明】
[0018]构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
[0019]参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本实用新型，其中:
[0020]图1是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置的结构示意图。
[0021]图2A是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置当被保护电路中无串型电弧出现时检测到的脉冲信号图。
[0022]图2B是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置当被保护电路中有串型电弧出现时检测到的脉冲信号图。
[0023]图3A是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置检测到被保护电路中出现的好电弧的脉冲信号图。
[0024]图3B是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置检测到被保护电路中出现的好电弧的脉冲信号图。
[0025]图4是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置中的电源电路的电路示意图。
[0026]图5是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置中的控制单元的电路示意图。
[0027]图6是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置中的保护电路的电路示意图。
[0028]图7是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置中的脉冲检测电路和高频分量检测电路的电路示意图。
[0029]图8是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置中的零交检测电路的电路不意图。
[0030]图9是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护装置的结构示意图。
[0031]图10是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护装置的结构示意图。
[0032]图11是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护装置中的漏电检测电路的电路不意图。
[0033]图12是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护装置的结构示意图。
[0034]图13是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护装置中的测试电路的电路不意图。
[0035]图14是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护装置的结构示意图。
[0036]图15是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护装置中的复位电路的电路不意图。
[0037]图16是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护方法的流程图。
[0038]图17是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护方法的流程图。
[0039]图18是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护方法的流程图。
[0040]图19是示出根据本实用新型另一些实施例的故障电弧保护方法的流程图。
【具体实施方式】
[0041]现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
[0042]同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0043]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
[0044]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0045]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0046]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0047]图1是示出根据本实用新型实施例的故障电弧保护装置的结构示意图。如图1所示，故障电弧保护装置10包括:控制单元200、脉冲检测电路400和零交检测电路500，为了说明的目的，图1中还示出了电源电路100、保护电路300。其中，
[0048]所述脉冲检测电路400的输出端与所述控制单元200的第一输入端电连接，所述脉冲检测电路400对被保护电路的电流信号进行采样获得检测电路脉冲信号，将所述检测电路脉冲信号发送至控制单元200 ；
[0049]所述零交检测电路500的输出端与所述控制单元200的第二输入端电连接，所述零交检测电路500当检测到所述电流信号的电流值为零时，向所述控制单元200发送触发电信号;
[0050]所述控制单元200基于所述触发电信号对所述检测电路脉冲信号进行周期性分析以检测故障电弧。
[0051 ] 在该实施例中，脉冲检测电路对被保护电路的电流信号进行采样获得检测电路脉冲信号，将所述检测电路脉冲信号发送至控制单元；零交检测电路当检测到所述电流信号的电流值为零时，向所述控制单元发送触发电信号；控制单元基于所述触发电信号对所述检测电路脉冲信号进行周期性分析以检测故障电弧。该实施例的故障电弧保护装置可以缩短判定时间，提高响应速度，对故障电弧保护更可靠有效。
[0052]在本实用新型的实施例中，所述控制单元200在接收到所述触发电信号后开始对所述检测电路脉冲信号计数，当在电流信号的一个周期内检测到所述检测电路脉冲信号的数量大于或等于第一阈值(例如4)时，记为I个串型电弧。在另一实施例中，所述控制单元(200)判断在连续预定个数(例如3个)的周期内检测到串型电弧的数量是否大于或等于第一设定值(例如3)，如果是，则确定检测到串型故障电弧。由