CN112180148A - 电器火灾检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种电器火灾检测系统及检测方法,所述电器火灾检测系统包括:MCU电路、系统电源电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、无源低通滤波电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路;所述MCU电路分别连接第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、无源低通滤波电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路。本发明提出的电器火灾检测系统及检测方法,可提高检测的精确度及检测效率,真实的检测电流打火故障,稳定可靠。
Description
技术领域
本发明属于电子信息技术领域,涉及一种检测系统,尤其涉及一种电器火灾检测系统及检测方法。
背景技术
由于科技的发展,各类电器层出不穷;但事物都有两面性,电器的使用离不开电,电对人类不仅仅是有益的,有时它也会给人类带来麻烦;因此对电器进行火灾检测是十分必要的。
现有的检测方式普遍使用温度传感器和漏电传感器,通常是把高频信号检波积分,再与设定阈值进行比较,过程相对简单,但是可靠性较差。
有鉴于此,如今迫切需要设计一种电器火灾检测方式,以便克服现有检测方式存在的上述缺陷。
发明内容
本发明提供一种电器火灾检测系统及检测方法,可提高检测的精确度及检测效率,真实的检测电流打火故障,稳定可靠。
为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,采用如下技术方案:
一种电器火灾检测系统,所述系统包括:MCU电路、系统电源电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、蓝牙模块电路、有源带通滤波电路、无源低通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、通讯总线电路、状态显示电路、调试接口电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述MCU电路分别连接第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、蓝牙模块电路、有源带通滤波电路、无源低通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、通讯总线电路、状态显示电路、调试接口电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述系统电源电路分别连接MCU电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、蓝牙模块电路、有源带通滤波电路、无源低通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、通讯总线电路、状态显示电路、调试接口电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述MCU电路作为所述检测系统的主处理电路;所述系统电源电路用以为各个用电部件提供工作所需的电能;所述第一电流传感器用以采集相电流;所述第二电流传感器用以采集零序电流;
所述过零同步电路用以处理数据与正弦波过零点对齐;所述蓝牙模块电路用以与外部设备进行无线通讯;所述有源带通滤波电路用以选择提取第一电流传感器的部分信号;所述无源低通滤波电路用以选择提取第一电流传感器的部分信号;所述有源低通滤波电路用以选择提取第一电流传感器的部分信号;所述参考电位发生电路用以提供电路运行的1/2电压点;
所述通讯总线电路用以提供有线网络的并网总线,方便数据集中采集;所述状态显示电路用以显示当前运行状态信息;所述调试接口电路用以调试程序以及下载程序;所述执行输出电路用以驱动执行机构产生分离切断动作;所述测试按键电路用以测试PCB电路是否运行正常;
所述系统电源电路把交流转成高压直流,然后降到第一电源电压,而后进一步降到第二电源电压供给系统使用;直流高压通过电阻分压后送到MCU电路的模数转换器ADC采集口,用来采集后评估;
所述第一电流传感器感应的信号,分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路,成三路信号分别送到MCU电路的模数转换器ADC采集口;过程中由过零同步电路提供数据对齐信号,L与N在交替的过程MCU电路内置比较器输入口COMP1_INP输出一个标准的交替方波,作为同步的参考;
所述第二电流传感器感应的信号经过无源低通滤波电路后也送到MCU电路的ADC采集口;
所述第一电流传感器感应的信号分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路处理后的三路信号,再结合直流高压的电阻分压信号VTEST的母线电压,系统第二供电电压的一半VCC/2_TEST作为参考位电压,被MCU电路连续周期采集成不同的数组,数组作为矩阵运算的数据;
根据数组判断是否有危害,是否需要切断电源;如果电线上有电火花,且达到危害程度,同时电火花有危害程度是否达到持续时间,则判断有起火风险,切断电源;具体包括:
数组由固件包含的算法进行矩阵运算,运算的结果按照固件设定好的规则通过判断模型判断有无危害;把有危害的状态结合时间做卷积,卷积后的值再经过一轮的判断就决定是要输出有效或者无效;当有输出需求状态的时候,MCU电路的控制信号输出管脚SCR_OUT输出一组脉冲,持续t1时间,脉冲经过第二MOS管V2、第一变压器B1被隔离传送到第一双向可控硅SCR1,第一双向可控硅SCR1开启t2时间,驱动电磁线圈做脱口动作,切断电源。
所述系统电源电路包括:第六芯片U6、第七芯片U7、第一贴片电容CX1、整理桥D4、第七ESD管Z7、第一压敏电阻VCR1、若干电感、若干电容、若干二极管;
所述第一贴片电容CX1的第一端分别连接火线L、第一压敏电阻VCR1的第一端、第三电感L3的第一端;第一贴片电容CX1的第二端分别连接零线N、第一压敏电阻VCR1的第二端、第四电感L4的第一端;
所述整理桥D4的第一端连接第四电感L4的第二端,整理桥D4的第二端分别连接第八二极管D8的正极、第三二极管D3的负极、第五九电阻R59的第一端;整理桥D4的第三端连接第三电感L3的第二端,整理桥D4的第四端接地;
所述第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62串联,第六二电阻R62的第二端分别连接第六六电阻R66的第一端、第六三电阻R63的第一端、第四四电容C44的第一端;第三二极管D3的正极接地,第六六电阻R66的第二端接地,第四四电容C44的第二端接地;第六三电阻R63的第二端连接电压采集点;
所述第八二极管D8的负极连接第二电感L2的第一端,第二电感L2的第二端分别连接第六八电阻R68的第一端、第四六电容C46的第一端、第六芯片U6的第四管脚D管脚;第六八电阻R68的第二端连接第七零电阻R70的第一端,第七零电阻R70的第二端分别连接第七三电阻R73的第一端、第四六电容C46的第二端、第五一电容C51的第一端;第七三电阻R73的第二端连接第七四电阻R74的第一端,第七四电阻R74的第二端接地,第五一电容C51的第二端接地;
所述第六芯片U6的第二管脚FB管脚分别连接第六九电阻R69的第二端、第七一电阻R71的第一端;第六芯片U6的第一管脚BP管脚连接第五零电容C50的第一端;第六芯片U6的第五管脚S管脚分别连接第六芯片U6的第六管脚S管脚、第六芯片U6的第七管脚S管脚、第六芯片U6的第八管脚S管脚、第五零电容C50的第二端、第一一二极管D11的负极、第七一电阻R71的第二端、第四七电容C47的第二端、第一电感L1的第一端;第六九电阻R69的第一端分别连接第四七电容C47的第一端、第九二极管D9的负极;第九二极管D9的正极分别连接第七芯片U7的第二管脚IN管脚、第一电感L1的第二端、第七五电阻R75的第一端、第七ESD管Z7的负极、第五二电容C52的正极,第七芯片U7的第三管脚OUT管脚分别连接第四九电容C49的第一端、第四五电容C45的第一端;第七芯片U7的第一管脚GND管脚接地,第四九电容C49的第二端接地,第四五电容C45的第二端接地;第一一二极管D11的正极接地,第七五电阻R75的第二端接地,第七ESD管Z7的正极接地,第五二电容C52的第二端接地;
所述系统电源电路包括电压采集电路,电压采集电路包括:第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62、第六三电阻R63、第六六电阻R66、第四四电容C44;
所述第一电流传感器包括第三ESD管Z3、第二一电容C21、第二一电阻R21;所述第二电流传感器包括第四ESD管Z4、第二五电容C25、第二零电阻R20;
所述无源低通滤波电路包括第一无源低通滤波单元、第二无源低通滤波单元,第一无源低通滤波单元包括第二二电容C22、第四五电阻R45,第二无源低通滤波单元包括第二六电容C26、第四九电阻R49;
第二一电阻R21的第一端分别连接第四五电阻R45的第一端、第二一电容C21的第二端,第二一电容C21的第一端接地;第四五电阻R45的第二端分别连接第三ESD管Z3的负极、第二二电容C22的第一端;第二一电阻R21的第二端、第三ESD管Z3的正极、第二二电容C22的第二端分别接地;
第二五电容C25的第一端分别连接第二零电阻R20的第一端、第四九电阻R49的第一端,第四九电阻R49的第二端分别连接第二六电容C26的第一端、第四ESD管Z4的负极;第四ESD管Z4的正极、第二五电容C25的第二端、第二六电容C26的第二端、第二零电阻R20的第二端分别接地;
所述过零同步电路包括第三芯片U3、第一ESD管Z1、第二ESD管Z2、若干电容、若干电阻;所述过零同步电路用以实现交流过零点位置检测;
所述第三芯片U3为运算放大器,第三芯片U3的第一端正相输入端分别连接第四一电阻R41的第二端、第二ESD管Z2的负极、第二四电容C24的第一端、第四八电阻R48的第一端,第四一电阻R41的第一端连接第三五电阻R35的第二端,第三五电阻R35的第一端连接火线;第二ESD管Z2的正极、第二四电容C24的第二端、第四八电阻R48的第二端分别接地;
所述第三芯片U3的第三端反相输入端分别连接第四零电阻R40的第二端、第一ESD管Z1的负极、第二三电容C23的第一端、第四七电阻R47的第一端;第一ESD管Z1的正极、第二三电容C23的第二端、第四七电阻R47的第二端分别接地;所述第三芯片U3的第四端输出端连接第四四电阻R44的第一端;
所述有源带通滤波电路包括第一A芯片U1A、第一C芯片U1C、第一二极管D1、若干电容、若干电阻;第一A芯片U1A、第一C芯片U1C均为运算放大器;
第一一电容C11的第二端连接第四电阻R4的第一端,第四电阻R4的第二端分别连接第一一电阻R11的第一端、第一电容C1的第二端、第四电容C4的第一端;第一一电阻R11的第二端接地;第一电容C1的第一端分别连接第三电阻R3的第一端、第一C芯片U1C的第八端输出端、第五电容C5的第一端;第四电容C4的第二端分别连接第三电阻R3的第二端、第一C芯片U1C的第九端反相输入端;第一C芯片U1C的第一零端正相输入端连接参考电压;
所述第五电容C5的第二端分别连接第一二电阻R12的第一端、第一A芯片U1A的第三端正相输入端;第一二电阻R12的第二端接地;第一A芯片U1A的第二端反相输入端分别连接第九电阻R9的第一端、第一三电阻R13的第一端,第一三电阻R13的第二端接地;第九电阻R9的第二端分别连接第一A芯片U1A的第一端输出端、第一二极管D1的正极;第一二极管D1的负极连接第二电阻R2的第一端,第二电阻R2的第二端分别连接第三电容C3的第一端、第七电阻R7的第一端;第三电容C3的第二端接地,第七电阻R7的第二端接地;
所述有源低通滤波电路包括第一D芯片U1D、第二电容C2、第七电容C7、第六电阻R6、第八电阻R8、第一零电阻R10、第一六电阻R16;第一D芯片U1D为运算放大器;
所述第一D芯片U1D的一三端反相输入端分别连接第八电阻R8的第二端、第二电容C2的第一端、第六电阻R6的第一端;第一D芯片U1D的一二端正相输入端分别连接第一六电阻R16的第二端、第七电容C7的第一端,第七电容C7的第二端接地;第一D芯片U1D的一四端输出端分别连接第二电容C2的第二端、第六电阻R6的第二端、第一零电阻R10的第一端;
所述参考电位发生电路包括第一B芯片U1B、第六电容C6、第九电容C9、第一电阻R1、第五电阻R5、第一四电阻R14、第一五电阻R15;第一B芯片U1B为运算放大器;
所述第一B芯片U1B的第五端正相输入端分别连接第一电阻R1的第二端、第五电阻R5的第一端、第六电容C6的第一端;第五电阻R5的第二端、第六电容C6的第二端分别接地;第一B芯片U1B的第六端反相输入端分别连接第一B芯片U1B的第七端输出端、第一四电阻R14的第一端;第一四电阻R14的第二端分别连接第一五电阻R15的第二端、第九电容C9的第一端,第九电容C9的第二端接地;
所述MCU电路包括第五芯片U5;
所述执行输出电路包括第一变压器B1、第一TVS二极管TVS1、第一双向可控硅SCR1、第二MOS管V2、第二二极管D2、若干电容、若干电阻;
所述第一变压器B1的第一端分别连接第一七电阻R17的第二端、第六零电容C60的第二端,第六零电容C60的第一端接地;第一变压器B1的第三端连接第二MOS管V2的第二端,第二MOS管V2的第三端接地,第二MOS管V2的第一端分别连接第九三电阻R93的第二端、第九四电阻R94的第一端、第六一电容C61的第一端;第九四电阻R94的第二端、第六一电容C61的第二端分别接地;第一变压器B1的第四端分别连接第二二极管D2的正极、第一九电阻R19的第二端、第一零电容C10的第二端、第一TVS二极管TVS1的第二端、第一双向可控硅SCR1的第二端;第一变压器B1的第五端连接第一八电阻R18的第一端,第一八电阻R18的第二端分别连接第二二极管D2的负极、第一九电阻R19的第一端、第一零电容C10的第一端、第一双向可控硅SCR1的第二端,第一双向可控硅SCR1的第一端连接第一TVS二极管TVS1的第一端;
所述测试按键电路包括第一按键K1、第二零电容C20、第三七电阻R37、第三九电阻R39;
所述第一按键K1的第二端分别连接第三七电阻R37的第一端、第二零电容C20的第一端、第三九电阻R39的第一端;第三七电阻R37的第二端、第二零电容C20的第二端分别接地。
一种电器火灾检测系统,所述系统包括:MCU电路、系统电源电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、无源低通滤波电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述MCU电路分别连接第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、无源低通滤波电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述系统电源电路分别连接MCU电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、无源低通滤波电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路。
作为本发明的一种实施方式,所述系统电源电路把交流转成高压直流,然后降到第一电源电压,而后进一步降到第二电源电压供给系统使用;直流高压通过电阻分压后送到MCU电路的模数转换器ADC采集口,用来采集后评估;
所述第一电流传感器感应的信号,分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路,成三路信号分别送到MCU电路的模数转换器ADC采集口;过程中由过零同步电路提供数据对齐信号,L与N在交替的过程MCU电路内置比较器输入口COMP1_INP输出一个标准的交替方波,作为同步的参考;
所述第二电流传感器感应的信号经过无源低通滤波电路后也送到MCU电路的ADC采集口;
所述第一电流传感器感应的信号分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路处理后的三路信号,再结合直流高压的电阻分压信号VTEST的母线电压,系统第二供电电压的一半VCC/2_TEST作为参考位电压,被MCU电路连续周期采集成不同的数组,数组作为矩阵运算的数据;
根据数组判断是否有危害,是否需要切断电源;如果电线上有电火花,且达到危害程度,同时电火花有危害程度是否达到持续时间,则判断有起火风险,切断电源;具体包括:
数组由固件包含的算法进行矩阵运算,运算的结果按照固件设定好的规则通过判断模型判断有无危害;把有危害的状态结合时间做卷积,卷积后的值再经过一轮的判断就决定是要输出有效或者无效;当有输出需求状态的时候,MCU电路的控制信号输出管脚SCR_OUT输出一组脉冲,持续t1时间,脉冲经过第二MOS管V2、第一变压器B1被隔离传送到第一双向可控硅SCR1,第一双向可控硅SCR1开启t2时间,驱动电磁线圈做脱口动作,切断电源。
作为本发明的一种实施方式,所述系统电源电路包括:第六芯片U6、第七芯片U7、第一贴片电容CX1、整理桥D4、第七ESD管Z7、第一压敏电阻VCR1、若干电感、若干电容、若干二极管;
所述第一贴片电容CX1的第一端分别连接火线L、第一压敏电阻VCR1的第一端、第三电感L3的第一端;第一贴片电容CX1的第二端分别连接零线N、第一压敏电阻VCR1的第二端、第四电感L4的第一端;
所述整理桥D4的第一端连接第四电感L4的第二端,整理桥D4的第二端分别连接第八二极管D8的正极、第三二极管D3的负极、第五九电阻R59的第一端;整理桥D4的第三端连接第三电感L3的第二端,整理桥D4的第四端接地;
所述第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62串联,第六二电阻R62的第二端分别连接第六六电阻R66的第一端、第六三电阻R63的第一端、第四四电容C44的第一端;第三二极管D3的正极接地,第六六电阻R66的第二端接地,第四四电容C44的第二端接地;第六三电阻R63的第二端连接电压采集点;
所述第八二极管D8的负极连接第二电感L2的第一端,第二电感L2的第二端分别连接第六八电阻R68的第一端、第四六电容C46的第一端、第六芯片U6的第四管脚D管脚;第六八电阻R68的第二端连接第七零电阻R70的第一端,第七零电阻R70的第二端分别连接第七三电阻R73的第一端、第四六电容C46的第二端、第五一电容C51的第一端;第七三电阻R73的第二端连接第七四电阻R74的第一端,第七四电阻R74的第二端接地,第五一电容C51的第二端接地;
所述第六芯片U6的第二管脚FB管脚分别连接第六九电阻R69的第二端、第七一电阻R71的第一端;第六芯片U6的第一管脚BP管脚连接第五零电容C50的第一端;第六芯片U6的第五管脚S管脚分别连接第六芯片U6的第六管脚S管脚、第六芯片U6的第七管脚S管脚、第六芯片U6的第八管脚S管脚、第五零电容C50的第二端、第一一二极管D11的负极、第七一电阻R71的第二端、第四七电容C47的第二端、第一电感L1的第一端;第六九电阻R69的第一端分别连接第四七电容C47的第一端、第九二极管D9的负极;第九二极管D9的正极分别连接第七芯片U7的第二管脚IN管脚、第一电感L1的第二端、第七五电阻R75的第一端、第七ESD管Z7的负极、第五二电容C52的正极,第七芯片U7的第三管脚OUT管脚分别连接第四九电容C49的第一端、第四五电容C45的第一端;第七芯片U7的第一管脚GND管脚接地,第四九电容C49的第二端接地,第四五电容C45的第二端接地;第一一二极管D11的正极接地,第七五电阻R75的第二端接地,第七ESD管Z7的正极接地,第五二电容C52的第二端接地;
所述系统电源电路包括电压采集电路,电压采集电路包括:第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62、第六三电阻R63、第六六电阻R66、第四四电容C44。
作为本发明的一种实施方式,所述第一电流传感器包括第三ESD管Z3、第二一电容C21、第二一电阻R21;所述第二电流传感器包括第四ESD管Z4、第二五电容C25、第二零电阻R20;
所述无源低通滤波电路包括第一无源低通滤波单元、第二无源低通滤波单元,第一无源低通滤波单元包括第二二电容C22、第四五电阻R45,第二无源低通滤波单元包括第二六电容C26、第四九电阻R49;
第二一电阻R21的第一端分别连接第四五电阻R45的第一端、第二一电容C21的第二端,第二一电容C21的第一端接地;第四五电阻R45的第二端分别连接第三ESD管Z3的负极、第二二电容C22的第一端;第二一电阻R21的第二端、第三ESD管Z3的正极、第二二电容C22的第二端分别接地;
第二五电容C25的第一端分别连接第二零电阻R20的第一端、第四九电阻R49的第一端,第四九电阻R49的第二端分别连接第二六电容C26的第一端、第四ESD管Z4的负极;第四ESD管Z4的正极、第二五电容C25的第二端、第二六电容C26的第二端、第二零电阻R20的第二端分别接地。
作为本发明的一种实施方式,所述过零同步电路包括第三芯片U3、第一ESD管Z1、第二ESD管Z2、若干电容、若干电阻;所述过零同步电路用以实现交流过零点位置检测;
所述第三芯片U3为运算放大器,第三芯片U3的第一端正相输入端分别连接第四一电阻R41的第二端、第二ESD管Z2的负极、第二四电容C24的第一端、第四八电阻R48的第一端,第四一电阻R41的第一端连接第三五电阻R35的第二端,第三五电阻R35的第一端连接火线;第二ESD管Z2的正极、第二四电容C24的第二端、第四八电阻R48的第二端分别接地;
所述第三芯片U3的第三端反相输入端分别连接第四零电阻R40的第二端、第一ESD管Z1的负极、第二三电容C23的第一端、第四七电阻R47的第一端;第一ESD管Z1的正极、第二三电容C23的第二端、第四七电阻R47的第二端分别接地;所述第三芯片U3的第四端输出端连接第四四电阻R44的第一端。
作为本发明的一种实施方式,所述有源带通滤波电路包括第一A芯片U1A、第一C芯片U1C、第一二极管D1、若干电容、若干电阻;第一A芯片U1A、第一C芯片U1C均为运算放大器;
第一一电容C11的第二端连接第四电阻R4的第一端,第四电阻R4的第二端分别连接第一一电阻R11的第一端、第一电容C1的第二端、第四电容C4的第一端;第一一电阻R11的第二端接地;第一电容C1的第一端分别连接第三电阻R3的第一端、第一C芯片U1C的第八端输出端、第五电容C5的第一端;第四电容C4的第二端分别连接第三电阻R3的第二端、第一C芯片U1C的第九端反相输入端;第一C芯片U1C的第一零端正相输入端连接参考电压;
所述第五电容C5的第二端分别连接第一二电阻R12的第一端、第一A芯片U1A的第三端正相输入端;第一二电阻R12的第二端接地;第一A芯片U1A的第二端反相输入端分别连接第九电阻R9的第一端、第一三电阻R13的第一端,第一三电阻R13的第二端接地;第九电阻R9的第二端分别连接第一A芯片U1A的第一端输出端、第一二极管D1的正极;第一二极管D1的负极连接第二电阻R2的第一端,第二电阻R2的第二端分别连接第三电容C3的第一端、第七电阻R7的第一端;第三电容C3的第二端接地,第七电阻R7的第二端接地。
作为本发明的一种实施方式,所述有源低通滤波电路包括第一D芯片U1D、第二电容C2、第七电容C7、第六电阻R6、第八电阻R8、第一零电阻R10、第一六电阻R16;第一D芯片U1D为运算放大器;
所述第一D芯片U1D的一三端反相输入端分别连接第八电阻R8的第二端、第二电容C2的第一端、第六电阻R6的第一端;第一D芯片U1D的一二端正相输入端分别连接第一六电阻R16的第二端、第七电容C7的第一端,第七电容C7的第二端接地;第一D芯片U1D的一四端输出端分别连接第二电容C2的第二端、第六电阻R6的第二端、第一零电阻R10的第一端。
作为本发明的一种实施方式,所述参考电位发生电路包括第一B芯片U1B、第六电容C6、第九电容C9、第一电阻R1、第五电阻R5、第一四电阻R14、第一五电阻R15;第一B芯片U1B为运算放大器;
所述第一B芯片U1B的第五端正相输入端分别连接第一电阻R1的第二端、第五电阻R5的第一端、第六电容C6的第一端;第五电阻R5的第二端、第六电容C6的第二端分别接地;第一B芯片U1B的第六端反相输入端分别连接第一B芯片U1B的第七端输出端、第一四电阻R14的第一端;第一四电阻R14的第二端分别连接第一五电阻R15的第二端、第九电容C9的第一端,第九电容C9的第二端接地。
作为本发明的一种实施方式,所述执行输出电路包括第一变压器B1、第一TVS二极管TVS1、第一双向可控硅SCR1、第二MOS管V2、第二二极管D2、若干电容、若干电阻;
所述第一变压器B1的第一端分别连接第一七电阻R17的第二端、第六零电容C60的第二端,第六零电容C60的第一端接地;第一变压器B1的第三端连接第二MOS管V2的第二端,第二MOS管V2的第三端接地,第二MOS管V2的第一端分别连接第九三电阻R93的第二端、第九四电阻R94的第一端、第六一电容C61的第一端;第九四电阻R94的第二端、第六一电容C61的第二端分别接地;第一变压器B1的第四端分别连接第二二极管D2的正极、第一九电阻R19的第二端、第一零电容C10的第二端、第一TVS二极管TVS1的第二端、第一双向可控硅SCR1的第二端;第一变压器B1的第五端连接第一八电阻R18的第一端,第一八电阻R18的第二端分别连接第二二极管D2的负极、第一九电阻R19的第一端、第一零电容C10的第一端、第一双向可控硅SCR1的第二端,第一双向可控硅SCR1的第一端连接第一TVS二极管TVS1的第一端。
作为本发明的一种实施方式,所述测试按键电路包括第一按键K1、第二零电容C20、第三七电阻R37、第三九电阻R39;
所述第一按键K1的第二端分别连接第三七电阻R37的第一端、第二零电容C20的第一端、第三九电阻R39的第一端;第三七电阻R37的第二端、第二零电容C20的第二端分别接地。
一种上述的电器火灾检测系统的检测方法,所述检测方法包括如下步骤:
所述系统电源电路把交流转成高压直流,然后降到第一电源电压,而后进一步降到第二电源电压供给系统使用;直流高压通过电阻分压后送到MCU电路的模数转换器ADC采集口,用来采集后评估;
所述第一电流传感器感应的信号,分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路,成三路信号分别送到MCU电路的模数转换器ADC采集口;过程中由过零同步电路提供数据对齐信号,L与N在交替的过程MCU电路内置比较器输入口COMP1_INP输出一个标准的交替方波,作为同步的参考;
所述第二电流传感器感应的信号经过无源低通滤波电路后也送到MCU电路的ADC采集口;
所述第一电流传感器感应的信号分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路处理后的三路信号,再结合直流高压的电阻分压信号VTEST的母线电压,系统第二供电电压的一半VCC/2_TEST作为参考位电压,被MCU电路连续周期采集成不同的数组,数组作为矩阵运算的数据;
根据数组判断是否有危害,是否需要切断电源;如果电线上有电火花,且达到危害程度,同时电火花有危害程度是否达到持续时间,则判断有起火风险,切断电源;具体包括:
数组由固件包含的算法进行矩阵运算,运算的结果按照固件设定好的规则通过判断模型判断有无危害;把有危害的状态结合时间做卷积,卷积后的值再经过一轮的判断就决定是要输出有效或者无效;当有输出需求状态的时候,MCU电路的控制信号输出管脚SCR_OUT输出一组脉冲,持续t1时间,脉冲经过第二MOS管V2、第一变压器B1被隔离传送到第一双向可控硅SCR1,第一双向可控硅SCR1开启t2时间,驱动电磁线圈做脱口动作,切断电源。
本发明的有益效果在于:本发明提出的电器火灾检测系统及检测方法,可提高检测的精确度及检测效率,真实的检测电流打火故障,稳定可靠。
附图说明
图1为本发明一实施例中电器火灾检测系统的组成示意图。
图2为本发明一实施例中系统电源电路的电路示意图。
图3为本发明一实施例中第一电流传感器及第二电流传感器的电路示意图。
图4为本发明一实施例中过零同步电路的电路示意图。
图5为本发明一实施例中有源带通滤波电路的电路示意图。
图6为本发明一实施例中有源低通滤波电路的电路示意图。
图7为本发明一实施例中参考电位发生电路的电路示意图。
图8为本发明一实施例中MCU电路的电路示意图。
图9为本发明一实施例中执行输出电路的电路示意图。
图10为本发明一实施例中测试按键电路的电路示意图。
图11为本发明一实施例中蓝牙模块电路的电路示意图。
图12为本发明一实施例中通讯总线电路的电路示意图。
图13为本发明一实施例中状态显示电路的电路示意图。
图14为本发明一实施例中调试接口电路的电路示意图。
图15为本发明一实施例中检测系统部分模块的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
该部分的描述只针对几个典型的实施例,本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
本发明揭示了一种电器火灾检测系统,所述系统包括:MCU电路、系统电源电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路。所述MCU电路分别连接第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路。所述系统电源电路分别连接MCU电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路。
图1为本发明一实施例中电器火灾检测系统的组成示意图;请参阅图1,在本发明的一实施例中,所述电器火灾检测系统包括:MCU电路13、系统电源电路1、第一电流传感器3、第二电流传感器4、过零同步电路5、蓝牙模块电路6、有源带通滤波电路7、无源低通滤波电路8、有源低通滤波电路9、参考电位发生电路10、通讯总线电路11、状态显示电路12、调试接口电路14、执行输出电路15、测试按键电路16。
所述MCU电路13分别连接第一电流传感器3、第二电流传感器4、过零同步电路5、蓝牙模块电路6、有源带通滤波电路7、无源低通滤波电路8、有源低通滤波电路9、参考电位发生电路10、通讯总线电路11、状态显示电路12、调试接口电路14、执行输出电路15、测试按键电路16。
所述系统电源电路1分别连接MCU电路13、第一电流传感器3、第二电流传感器4、过零同步电路5、蓝牙模块电路6、有源带通滤波电路7、无源低通滤波电路8、有源低通滤波电路9、参考电位发生电路10、通讯总线电路11、状态显示电路12、调试接口电路14、执行输出电路15、测试按键电路16。
所述MCU电路作为所述检测系统的主处理电路;所述系统电源电路用以为各个用电部件提供工作所需的电能;所述第一电流传感器用以采集相电流;所述第二电流传感器用以采集零序电流。
所述过零同步电路用以处理数据与正弦波过零点对齐;所述蓝牙模块电路用以与外部设备进行无线通讯;所述有源带通滤波电路用以选择提取第一电流传感器的部分信号;所述无源低通滤波电路用以选择提取第一电流传感器的部分信号;所述有源低通滤波电路用以选择提取第一电流传感器的部分信号;所述参考电位发生电路用以提供电路运行的1/2电压点。
所述通讯总线电路用以提供有线网络的并网总线,方便数据集中采集;所述状态显示电路用以显示当前运行状态信息;所述调试接口电路用以调试程序以及下载程序;所述执行输出电路用以驱动执行机构产生分离切断动作;所述测试按键电路用以测试PCB电路是否运行正常。
图15为本发明一实施例中检测系统部分模块的连接示意图;请参阅图15,在发明的一实施例中,所述第一电流传感器3的输出端分别连接无源低通滤波电路的输入端8、有源带通滤波电路7的输入端以及有源低通滤波电路9的输入端,无源低通滤波电路8的输出端、有源带通滤波电路7的输出端以及有源低通滤波电路9的输出端分别连接MCU电路13的模数转换器ADC采集口。所述第二电流传感器4的输出端连接无源低通滤波电路8的输入端,无源低通滤波电路8的输出端连接MCU电路13的ADC采集口。所述MCU电路还连接直流高压的电阻分压信号VTEST的母线电压、系统第二供电电压的一半VCC/2_TEST作为的参考位电压。
在本发明的一实施例中,所述系统电源电路把交流转成高压直流,然后降到第一电源电压,而后进一步降到第二电源电压供给系统使用;直流高压通过电阻分压后送到MCU电路的模数转换器ADC采集口,用来采集后评估。
所述第一电流传感器感应的信号,分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路,成三路信号分别送到MCU电路的模数转换器ADC采集口;过程中由过零同步电路提供数据对齐信号,L与N在交替的过程MCU电路内置比较器输入口COMP1_INP输出一个标准的交替方波,作为同步的参考。所述第二电流传感器感应的信号经过无源低通滤波电路后也送到MCU电路的ADC采集口。
所述第一电流传感器感应的信号分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路处理后的三路信号,再结合直流高压的电阻分压信号VTEST的母线电压,系统第二供电电压的一半VCC/2_TEST作为参考位电压,被MCU电路连续周期采集成不同的数组,数组作为矩阵运算的数据。
根据数组判断是否有危害,是否需要切断电源;如果电线上有电火花,且达到危害程度,同时电火花有危害程度是否达到持续时间,则判断有起火风险,切断电源;具体包括:
数组由固件包含的算法进行矩阵运算,运算的结果按照固件设定好的规则通过判断模型判断有无危害;把有危害的状态结合时间做卷积,卷积后的值再经过一轮的判断就决定是要输出有效或者无效;当有输出需求状态的时候,MCU电路的控制信号输出管脚SCR_OUT输出一组脉冲,持续t1时间,脉冲经过第二MOS管V2、第一变压器B1被隔离传送到第一双向可控硅SCR1,第一双向可控硅SCR1开启t2时间,驱动电磁线圈做脱口动作,切断电源。
图2为本发明一实施例中系统电源电路的电路示意图;请参阅图2,在本发明的一实施例中,所述系统电源电路包括:第六芯片U6、第七芯片U7、第一贴片电容CX1、整理桥D4、第七ESD管Z7、第一压敏电阻VCR1、若干电感、若干电容、若干二极管。
所述第一贴片电容CX1的第一端分别连接火线L、第一压敏电阻VCR1的第一端、第三电感L3的第一端;第一贴片电容CX1的第二端分别连接零线N、第一压敏电阻VCR1的第二端、第四电感L4的第一端。
所述整理桥D4的第一端连接第四电感L4的第二端,整理桥D4的第二端分别连接第八二极管D8的正极、第三二极管D3的负极、第五九电阻R59的第一端;整理桥D4的第三端连接第三电感L3的第二端,整理桥D4的第四端接地。
所述第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62串联,第六二电阻R62的第二端分别连接第六六电阻R66的第一端、第六三电阻R63的第一端、第四四电容C44的第一端;第三二极管D3的正极接地,第六六电阻R66的第二端接地,第四四电容C44的第二端接地;第六三电阻R63的第二端连接电压采集点。
所述第八二极管D8的负极连接第二电感L2的第一端,第二电感L2的第二端分别连接第六八电阻R68的第一端、第四六电容C46的第一端、第六芯片U6的第四管脚D管脚;第六八电阻R68的第二端连接第七零电阻R70的第一端,第七零电阻R70的第二端分别连接第七三电阻R73的第一端、第四六电容C46的第二端、第五一电容C51的第一端;第七三电阻R73的第二端连接第七四电阻R74的第一端,第七四电阻R74的第二端接地,第五一电容C51的第二端接地。
所述第六芯片U6的第二管脚FB管脚分别连接第六九电阻R69的第二端、第七一电阻R71的第一端;第六芯片U6的第一管脚BP管脚连接第五零电容C50的第一端;第六芯片U6的第五管脚S管脚分别连接第六芯片U6的第六管脚S管脚、第六芯片U6的第七管脚S管脚、第六芯片U6的第八管脚S管脚、第五零电容C50的第二端、第一一二极管D11的负极、第七一电阻R71的第二端、第四七电容C47的第二端、第一电感L1的第一端;第六九电阻R69的第一端分别连接第四七电容C47的第一端、第九二极管D9的负极;第九二极管D9的正极分别连接第七芯片U7的第二管脚IN管脚、第一电感L1的第二端、第七五电阻R75的第一端、第七ESD管Z7的负极、第五二电容C52的正极,第七芯片U7的第三管脚OUT管脚分别连接第四九电容C49的第一端、第四五电容C45的第一端;第七芯片U7的第一管脚GND管脚接地,第四九电容C49的第二端接地,第四五电容C45的第二端接地;第一一二极管D11的正极接地,第七五电阻R75的第二端接地,第七ESD管Z7的正极接地,第五二电容C52的第二端接地。
所述系统电源电路包括电压采集电路,电压采集电路包括:第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62、第六三电阻R63、第六六电阻R66、第四四电容C44。
图3为本发明一实施例中第一电流传感器及第二电流传感器的电路示意图;请参阅图3,在本发明的一实施例中,所述第一电流传感器包括第三ESD管Z3、第二一电容C21、第二一电阻R21;所述第二电流传感器包括第四ESD管Z4、第二五电容C25、第二零电阻R20。
所述无源低通滤波电路包括第一无源低通滤波单元、第二无源低通滤波单元,第一无源低通滤波单元包括第二二电容C22、第四五电阻R45,第二无源低通滤波单元包括第二六电容C26、第四九电阻R49。
第二一电阻R21的第一端分别连接第四五电阻R45的第一端、第二一电容C21的第二端,第二一电容C21的第一端接地;第四五电阻R45的第二端分别连接第三ESD管Z3的负极、第二二电容C22的第一端;第二一电阻R21的第二端、第三ESD管Z3的正极、第二二电容C22的第二端分别接地。
第二五电容C25的第一端分别连接第二零电阻R20的第一端、第四九电阻R49的第一端,第四九电阻R49的第二端分别连接第二六电容C26的第一端、第四ESD管Z4的负极;第四ESD管Z4的正极、第二五电容C25的第二端、第二六电容C26的第二端、第二零电阻R20的第二端分别接地。
图4为本发明一实施例中过零同步电路的电路示意图;请参阅图4,在本发明的一实施例中,所述过零同步电路包括第三芯片U3、第一ESD管Z1、第二ESD管Z2、若干电容、若干电阻;所述过零同步电路用以实现交流过零点位置检测。
所述第三芯片U3为运算放大器,第三芯片U3的第一端正相输入端分别连接第四一电阻R41的第二端、第二ESD管Z2的负极、第二四电容C24的第一端、第四八电阻R48的第一端,第四一电阻R41的第一端连接第三五电阻R35的第二端,第三五电阻R35的第一端连接火线;第二ESD管Z2的正极、第二四电容C24的第二端、第四八电阻R48的第二端分别接地。
所述第三芯片U3的第三端反相输入端分别连接第四零电阻R40的第二端、第一ESD管Z1的负极、第二三电容C23的第一端、第四七电阻R47的第一端;第一ESD管Z1的正极、第二三电容C23的第二端、第四七电阻R47的第二端分别接地;所述第三芯片U3的第四端输出端连接第四四电阻R44的第一端。
图5为本发明一实施例中有源带通滤波电路的电路示意图;请参阅图5,在本发明的一实施例中,所述有源带通滤波电路包括第一A芯片U1A、第一C芯片U1C、第一二极管D1、若干电容、若干电阻;第一A芯片U1A、第一C芯片U1C均为运算放大器。
第一一电容C11的第二端连接第四电阻R4的第一端,第四电阻R4的第二端分别连接第一一电阻R11的第一端、第一电容C1的第二端、第四电容C4的第一端;第一一电阻R11的第二端接地;第一电容C1的第一端分别连接第三电阻R3的第一端、第一C芯片U1C的第八端输出端、第五电容C5的第一端;第四电容C4的第二端分别连接第三电阻R3的第二端、第一C芯片U1C的第九端反相输入端;第一C芯片U1C的第一零端正相输入端连接参考电压。
所述第五电容C5的第二端分别连接第一二电阻R12的第一端、第一A芯片U1A的第三端正相输入端;第一二电阻R12的第二端接地;第一A芯片U1A的第二端反相输入端分别连接第九电阻R9的第一端、第一三电阻R13的第一端,第一三电阻R13的第二端接地;第九电阻R9的第二端分别连接第一A芯片U1A的第一端输出端、第一二极管D1的正极;第一二极管D1的负极连接第二电阻R2的第一端,第二电阻R2的第二端分别连接第三电容C3的第一端、第七电阻R7的第一端;第三电容C3的第二端接地,第七电阻R7的第二端接地。
图6为本发明一实施例中有源低通滤波电路的电路示意图;请参阅图6,在本发明的一实施例中,所述有源低通滤波电路包括第一D芯片U1D、第二电容C2、第七电容C7、第六电阻R6、第八电阻R8、第一零电阻R10、第一六电阻R16;第一D芯片U1D为运算放大器。
所述第一D芯片U1D的一三端反相输入端分别连接第八电阻R8的第二端、第二电容C2的第一端、第六电阻R6的第一端;第一D芯片U1D的一二端正相输入端分别连接第一六电阻R16的第二端、第七电容C7的第一端,第七电容C7的第二端接地;第一D芯片U1D的一四端输出端分别连接第二电容C2的第二端、第六电阻R6的第二端、第一零电阻R10的第一端。
图7为本发明一实施例中参考电位发生电路的电路示意图;请参阅图7,在本发明的一实施例中,所述参考电位发生电路包括第一B芯片U1B、第六电容C6、第九电容C9、第一电阻R1、第五电阻R5、第一四电阻R14、第一五电阻R15;第一B芯片U1B为运算放大器。
所述第一B芯片U1B的第五端正相输入端分别连接第一电阻R1的第二端、第五电阻R5的第一端、第六电容C6的第一端;第五电阻R5的第二端、第六电容C6的第二端分别接地;第一B芯片U1B的第六端反相输入端分别连接第一B芯片U1B的第七端输出端、第一四电阻R14的第一端;第一四电阻R14的第二端分别连接第一五电阻R15的第二端、第九电容C9的第一端,第九电容C9的第二端接地。
图8为本发明一实施例中MCU电路的电路示意图;请参阅图8,在本发明的一实施例中,所述MCU电路包括第五芯片U5及外围电路,具体的电路结构可参阅图7的描述。当然,MCU电路是本领域技术人员所悉知的技术内容,也可以采用其他的MCU电路。
图9为本发明一实施例中执行输出电路的电路示意图;请参阅图9,在本发明的一实施例中,所述执行输出电路包括第一变压器B1、第一TVS二极管TVS1、第一双向可控硅SCR1、第二MOS管V2、第二二极管D2、若干电容、若干电阻。
所述第一变压器B1的第一端分别连接第一七电阻R17的第二端、第六零电容C60的第二端,第六零电容C60的第一端接地;第一变压器B1的第三端连接第二MOS管V2的第二端,第二MOS管V2的第三端接地,第二MOS管V2的第一端分别连接第九三电阻R93的第二端、第九四电阻R94的第一端、第六一电容C61的第一端;第九四电阻R94的第二端、第六一电容C61的第二端分别接地;第一变压器B1的第四端分别连接第二二极管D2的正极、第一九电阻R19的第二端、第一零电容C10的第二端、第一TVS二极管TVS1的第二端、第一双向可控硅SCR1的第二端;第一变压器B1的第五端连接第一八电阻R18的第一端,第一八电阻R18的第二端分别连接第二二极管D2的负极、第一九电阻R19的第一端、第一零电容C10的第一端、第一双向可控硅SCR1的第二端,第一双向可控硅SCR1的第一端连接第一TVS二极管TVS1的第一端。
图10为本发明一实施例中测试按键电路的电路示意图;请参阅图10,在本发明的一实施例中,所述测试按键电路包括第一按键K1、第二零电容C20、第三七电阻R37、第三九电阻R39。所述第一按键K1的第二端分别连接第三七电阻R37的第一端、第二零电容C20的第一端、第三九电阻R39的第一端;第三七电阻R37的第二端、第二零电容C20的第二端分别接地。
图11为本发明一实施例中蓝牙模块电路的电路示意图;请参阅图11,在本发明的一实施例中,采用如图11的蓝牙模块电路。蓝牙模块电路作为无线通讯的方式,便于与其他设备进行无线通讯。本发明电器火灾检测系统利用蓝牙模块电路,能提高系统的数据传输便捷性及传输效率。当然,由于蓝牙模块电路是本领域技术人员所熟知的技术,也可以采用其他蓝牙模块电路。
图12为本发明一实施例中通讯总线电路的电路示意图;请参阅图12,在本发明的一实施例中,采用如图12的通讯总线电路。通讯总线电路用来预留设备集群有线互联。当然,由于通讯总线电路是本领域技术人员所熟知的技术,也可以采用其他通讯总线电路。
图13为本发明一实施例中状态显示电路的电路示意图;请参阅图13,在本发明的一实施例中,采用如图13的状态显示电路。当然,本领域技术人员也可以根据需要选择其他的状态显示电路。
图14为本发明一实施例中调试接口电路的电路示意图;请参阅图14,在本发明的一实施例中,采用如图14的调试接口电路。调试接口电路主要用来调试以及生产写固件使用。当然,本领域技术人员也可以根据需要选择其他的状态显示电路。
本发明还揭示一种上述的电器火灾检测系统的检测方法,所述检测方法包括如下步骤:
所述系统电源电路把交流转成高压直流,然后降到第一电源电压,而后进一步降到第二电源电压供给系统使用;直流高压通过电阻分压后送到MCU电路的模数转换器ADC采集口,用来采集后评估;
所述第一电流传感器感应的信号,分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路,成三路信号分别送到MCU电路的模数转换器ADC采集口;过程中由过零同步电路提供数据对齐信号,L与N在交替的过程MCU电路内置比较器输入口COMP1_INP输出一个标准的交替方波,作为同步的参考;
所述第二电流传感器感应的信号经过无源低通滤波电路后也送到MCU电路的ADC采集口;
所述第一电流传感器感应的信号分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路处理后的三路信号,再结合直流高压的电阻分压信号VTEST的母线电压,系统第二供电电压的一半VCC/2_TEST作为参考位电压,被MCU电路连续周期采集成不同的数组,数组作为矩阵运算的数据;
根据数组判断是否有危害,是否需要切断电源;如果电线上有电火花,且达到危害程度,同时电火花有危害程度是否达到持续时间,则判断有起火风险,切断电源;具体包括:
数组由固件包含的算法进行矩阵运算,运算的结果按照固件设定好的规则通过判断模型判断有无危害;把有危害的状态结合时间做卷积,卷积后的值再经过一轮的判断就决定是要输出有效或者无效;当有输出需求状态的时候,MCU电路的控制信号输出管脚SCR_OUT输出一组脉冲,持续t1时间(在本发明的一实施例中,t1=0.1秒,当然也可以是其他时间),脉冲经过第二MOS管V2、第一变压器B1被隔离传送到第一双向可控硅SCR1,第一双向可控硅SCR1开启t2时间(在本发明的一实施例中,t2=0.1秒,当然也可以是其他时间),驱动电磁线圈做脱口动作,切断电源。
综上所述,本发明提出的电器火灾检测系统及检测方法,可提高检测的精确度及检测效率,真实的检测电流打火故障,稳定可靠。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (10)
1.一种电器火灾检测系统,其特征在于,所述系统包括:MCU电路、系统电源电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、蓝牙模块电路、有源带通滤波电路、无源低通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、通讯总线电路、状态显示电路、调试接口电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述MCU电路分别连接第二电流传感器、第一电流传感器、过零同步电路、蓝牙模块电路、有源带通滤波电路、无源低通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、通讯总线电路、状态显示电路、调试接口电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述系统电源电路分别连接MCU电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、蓝牙模块电路、有源带通滤波电路、无源低通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、通讯总线电路、状态显示电路、调试接口电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述MCU电路作为所述检测系统的主处理电路;所述系统电源电路用以为各个用电部件提供工作所需的电能;所述第一电流传感器用以采集相电流;所述第二电流传感器用以采集零序电流;
所述过零同步电路用以处理数据与正弦波过零点对齐;所述蓝牙模块电路用以与外部设备进行无线通讯;所述有源带通滤波电路用以选择提取第一电流传感器的部分信号;所述无源低通滤波电路用以选择提取第一电流传感器的部分信号;所述有源低通滤波电路用以选择提取第一电流传感器的部分信号;所述参考电位发生电路用以提供电路运行的1/2电压点;
所述通讯总线电路用以提供有线网络的并网总线,方便数据集中采集;所述状态显示电路用以显示当前运行状态信息;所述调试接口电路用以调试程序以及下载程序;所述执行输出电路用以驱动执行机构产生分离切断动作;所述测试按键电路用以测试PCB电路是否运行正常;
所述系统电源电路把交流转成高压直流,然后降到第一电源电压,而后进一步降到第二电源电压供给系统使用;直流高压通过电阻分压后送到MCU电路的模数转换器ADC采集口,用来采集后评估;
所述第一电流传感器感应的信号,分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路,成三路信号分别送到MCU电路的模数转换器ADC采集口;过程中由过零同步电路提供数据对齐信号,L与N在交替的过程MCU电路内置比较器输入口COMP1_INP输出一个标准的交替方波,作为同步的参考;
所述第二电流传感器感应的信号经过无源低通滤波电路后也送到MCU电路的ADC采集口;
所述第一电流传感器感应的信号分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路处理后的三路信号,再结合直流高压的电阻分压信号VTEST的母线电压,系统第二供电电压的一半VCC/2_TEST作为参考位电压,被MCU电路连续周期采集成不同的数组,数组作为矩阵运算的数据;
根据数组判断是否有危害,是否需要切断电源;如果电线上有电火花,且达到危害程度,同时电火花有危害程度是否达到持续时间,则判断有起火风险,切断电源;具体包括:
数组由固件包含的算法进行矩阵运算,运算的结果按照固件设定好的规则通过判断模型判断有无危害;把有危害的状态结合时间做卷积,卷积后的值再经过一轮的判断就决定是要输出有效或者无效;当有输出需求状态的时候,MCU电路的控制信号输出管脚SCR_OUT输出一组脉冲,持续t1时间,脉冲经过第二MOS管V2、第一变压器B1被隔离传送到第一双向可控硅SCR1,第一双向可控硅SCR1开启t2时间,驱动电磁线圈做脱口动作,切断电源;
所述系统电源电路包括:第六芯片U6、第七芯片U7、第一贴片电容CX1、整理桥D4、第七ESD管Z7、第一压敏电阻VCR1、若干电感、若干电容、若干二极管;
所述第一贴片电容CX1的第一端分别连接火线L、第一压敏电阻VCR1的第一端、第三电感L3的第一端;第一贴片电容CX1的第二端分别连接零线N、第一压敏电阻VCR1的第二端、第四电感L4的第一端;
所述整理桥D4的第一端连接第四电感L4的第二端,整理桥D4的第二端分别连接第八二极管D8的正极、第三二极管D3的负极、第五九电阻R59的第一端;整理桥D4的第三端连接第三电感L3的第二端,整理桥D4的第四端接地;
所述第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62串联,第六二电阻R62的第二端分别连接第六六电阻R66的第一端、第六三电阻R63的第一端、第四四电容C44的第一端;第三二极管D3的正极接地,第六六电阻R66的第二端接地,第四四电容C44的第二端接地;第六三电阻R63的第二端连接电压采集点;
所述第八二极管D8的负极连接第二电感L2的第一端,第二电感L2的第二端分别连接第六八电阻R68的第一端、第四六电容C46的第一端、第六芯片U6的第四管脚D管脚;第六八电阻R68的第二端连接第七零电阻R70的第一端,第七零电阻R70的第二端分别连接第七三电阻R73的第一端、第四六电容C46的第二端、第五一电容C51的第一端;第七三电阻R73的第二端连接第七四电阻R74的第一端,第七四电阻R74的第二端接地,第五一电容C51的第二端接地;
所述第六芯片U6的第二管脚FB管脚分别连接第六九电阻R69的第二端、第七一电阻R71的第一端;第六芯片U6的第一管脚BP管脚连接第五零电容C50的第一端;第六芯片U6的第五管脚S管脚分别连接第六芯片U6的第六管脚S管脚、第六芯片U6的第七管脚S管脚、第六芯片U6的第八管脚S管脚、第五零电容C50的第二端、第一一二极管D11的负极、第七一电阻R71的第二端、第四七电容C47的第二端、第一电感L1的第一端;第六九电阻R69的第一端分别连接第四七电容C47的第一端、第九二极管D9的负极;第九二极管D9的正极分别连接第七芯片U7的第二管脚IN管脚、第一电感L1的第二端、第七五电阻R75的第一端、第七ESD管Z7的负极、第五二电容C52的正极,第七芯片U7的第三管脚OUT管脚分别连接第四九电容C49的第一端、第四五电容C45的第一端;第七芯片U7的第一管脚GND管脚接地,第四九电容C49的第二端接地,第四五电容C45的第二端接地;第一一二极管D11的正极接地,第七五电阻R75的第二端接地,第七ESD管Z7的正极接地,第五二电容C52的第二端接地;
所述系统电源电路包括电压采集电路,电压采集电路包括:第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62、第六三电阻R63、第六六电阻R66、第四四电容C44;
所述第一电流传感器包括第三ESD管Z3、第二一电容C21、第二一电阻R21;所述第二电流传感器包括第四ESD管Z4、第二五电容C25、第二零电阻R20;
所述无源低通滤波电路包括第一无源低通滤波单元、第二无源低通滤波单元,第一无源低通滤波单元包括第二二电容C22、第四五电阻R45,第二无源低通滤波单元包括第二六电容C26、第四九电阻R49;
第二一电阻R21的第一端分别连接第四五电阻R45的第一端、第二一电容C21的第二端,第二一电容C21的第一端接地;第四五电阻R45的第二端分别连接第三ESD管Z3的负极、第二二电容C22的第一端;第二一电阻R21的第二端、第三ESD管Z3的正极、第二二电容C22的第二端分别接地;
第二五电容C25的第一端分别连接第二零电阻R20的第一端、第四九电阻R49的第一端,第四九电阻R49的第二端分别连接第二六电容C26的第一端、第四ESD管Z4的负极;第四ESD管Z4的正极、第二五电容C25的第二端、第二六电容C26的第二端、第二零电阻R20的第二端分别接地;
所述过零同步电路包括第三芯片U3、第一ESD管Z1、第二ESD管Z2、若干电容、若干电阻;所述过零同步电路用以实现交流过零点位置检测;
所述第三芯片U3为运算放大器,第三芯片U3的第一端正相输入端分别连接第四一电阻R41的第二端、第二ESD管Z2的负极、第二四电容C24的第一端、第四八电阻R48的第一端,第四一电阻R41的第一端连接第三五电阻R35的第二端,第三五电阻R35的第一端连接火线;第二ESD管Z2的正极、第二四电容C24的第二端、第四八电阻R48的第二端分别接地;
所述第三芯片U3的第三端反相输入端分别连接第四零电阻R40的第二端、第一ESD管Z1的负极、第二三电容C23的第一端、第四七电阻R47的第一端;第一ESD管Z1的正极、第二三电容C23的第二端、第四七电阻R47的第二端分别接地;所述第三芯片U3的第四端输出端连接第四四电阻R44的第一端;
所述有源带通滤波电路包括第一A芯片U1A、第一C芯片U1C、第一二极管D1、若干电容、若干电阻;第一A芯片U1A、第一C芯片U1C均为运算放大器;
第一一电容C11的第二端连接第四电阻R4的第一端,第四电阻R4的第二端分别连接第一一电阻R11的第一端、第一电容C1的第二端、第四电容C4的第一端;第一一电阻R11的第二端接地;第一电容C1的第一端分别连接第三电阻R3的第一端、第一C芯片U1C的第八端输出端、第五电容C5的第一端;第四电容C4的第二端分别连接第三电阻R3的第二端、第一C芯片U1C的第九端反相输入端;第一C芯片U1C的第一零端正相输入端连接参考电压;
所述第五电容C5的第二端分别连接第一二电阻R12的第一端、第一A芯片U1A的第三端正相输入端;第一二电阻R12的第二端接地;第一A芯片U1A的第二端反相输入端分别连接第九电阻R9的第一端、第一三电阻R13的第一端,第一三电阻R13的第二端接地;第九电阻R9的第二端分别连接第一A芯片U1A的第一端输出端、第一二极管D1的正极;第一二极管D1的负极连接第二电阻R2的第一端,第二电阻R2的第二端分别连接第三电容C3的第一端、第七电阻R7的第一端;第三电容C3的第二端接地,第七电阻R7的第二端接地;
所述有源低通滤波电路包括第一D芯片U1D、第二电容C2、第七电容C7、第六电阻R6、第八电阻R8、第一零电阻R10、第一六电阻R16;第一D芯片U1D为运算放大器;
所述第一D芯片U1D的一三端反相输入端分别连接第八电阻R8的第二端、第二电容C2的第一端、第六电阻R6的第一端;第一D芯片U1D的一二端正相输入端分别连接第一六电阻R16的第二端、第七电容C7的第一端,第七电容C7的第二端接地;第一D芯片U1D的一四端输出端分别连接第二电容C2的第二端、第六电阻R6的第二端、第一零电阻R10的第一端;
所述参考电位发生电路包括第一B芯片U1B、第六电容C6、第九电容C9、第一电阻R1、第五电阻R5、第一四电阻R14、第一五电阻R15;第一B芯片U1B为运算放大器;
所述第一B芯片U1B的第五端正相输入端分别连接第一电阻R1的第二端、第五电阻R5的第一端、第六电容C6的第一端;第五电阻R5的第二端、第六电容C6的第二端分别接地;第一B芯片U1B的第六端反相输入端分别连接第一B芯片U1B的第七端输出端、第一四电阻R14的第一端;第一四电阻R14的第二端分别连接第一五电阻R15的第二端、第九电容C9的第一端,第九电容C9的第二端接地;
所述MCU电路包括第五芯片U5;
所述执行输出电路包括第一变压器B1、第一TVS二极管TVS1、第一双向可控硅SCR1、第二MOS管V2、第二二极管D2、若干电容、若干电阻;
所述第一变压器B1的第一端分别连接第一七电阻R17的第二端、第六零电容C60的第二端,第六零电容C60的第一端接地;第一变压器B1的第三端连接第二MOS管V2的第二端,第二MOS管V2的第三端接地,第二MOS管V2的第一端分别连接第九三电阻R93的第二端、第九四电阻R94的第一端、第六一电容C61的第一端;第九四电阻R94的第二端、第六一电容C61的第二端分别接地;第一变压器B1的第四端分别连接第二二极管D2的正极、第一九电阻R19的第二端、第一零电容C10的第二端、第一TVS二极管TVS1的第二端、第一双向可控硅SCR1的第二端;第一变压器B1的第五端连接第一八电阻R18的第一端,第一八电阻R18的第二端分别连接第二二极管D2的负极、第一九电阻R19的第一端、第一零电容C10的第一端、第一双向可控硅SCR1的第二端,第一双向可控硅SCR1的第一端连接第一TVS二极管TVS1的第一端;
所述测试按键电路包括第一按键K1、第二零电容C20、第三七电阻R37、第三九电阻R39;
所述第一按键K1的第二端分别连接第三七电阻R37的第一端、第二零电容C20的第一端、第三九电阻R39的第一端;第三七电阻R37的第二端、第二零电容C20的第二端分别接地。
2.一种电器火灾检测系统,其特征在于,所述系统包括:MCU电路、系统电源电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、无源低通滤波电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述MCU电路分别连接第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、无源低通滤波电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路;
所述系统电源电路分别连接MCU电路、第一电流传感器、第二电流传感器、过零同步电路、无源低通滤波电路、有源带通滤波电路、有源低通滤波电路、参考电位发生电路、执行输出电路、测试按键电路。
3.根据权利要求2所述的电器火灾检测系统,其特征在于:
所述系统电源电路把交流转成高压直流,然后降到第一电源电压,而后进一步降到第二电源电压供给系统使用;直流高压通过电阻分压后送到MCU电路的模数转换器ADC采集口,用来采集后评估;
所述第一电流传感器感应的信号,分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路,成三路信号分别送到MCU电路的模数转换器ADC采集口;过程中由过零同步电路提供数据对齐信号,L与N在交替的过程MCU电路内置比较器输入口COMP1_INP输出一个标准的交替方波,作为同步的参考;
所述第二电流传感器感应的信号经过无源低通滤波电路后也送到MCU电路的ADC采集口;
所述第一电流传感器感应的信号分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路处理后的三路信号,再结合直流高压的电阻分压信号VTEST的母线电压,系统第二供电电压的一半VCC/2_TEST作为参考位电压,被MCU电路连续周期采集成不同的数组,数组作为矩阵运算的数据;
根据数组判断是否有危害,是否需要切断电源;如果电线上有电火花,且达到危害程度,同时电火花有危害程度是否达到持续时间,则判断有起火风险,切断电源;具体包括:
数组由固件包含的算法进行矩阵运算,运算的结果按照固件设定好的规则通过判断模型判断有无危害;把有危害的状态结合时间做卷积,卷积后的值再经过一轮的判断就决定是要输出有效或者无效;当有输出需求状态的时候,MCU电路的控制信号输出管脚SCR_OUT输出一组脉冲,持续t1时间,脉冲经过第二MOS管V2、第一变压器B1被隔离传送到第一双向可控硅SCR1,第一双向可控硅SCR1开启t2时间,驱动电磁线圈做脱口动作,切断电源。
4.根据权利要求2所述的电器火灾检测系统,其特征在于:
所述系统电源电路包括:第六芯片U6、第七芯片U7、第一贴片电容CX1、整理桥D4、第七ESD管Z7、第一压敏电阻VCR1、若干电感、若干电容、若干二极管;
所述第一贴片电容CX1的第一端分别连接火线L、第一压敏电阻VCR1的第一端、第三电感L3的第一端;第一贴片电容CX1的第二端分别连接零线N、第一压敏电阻VCR1的第二端、第四电感L4的第一端;
所述整理桥D4的第一端连接第四电感L4的第二端,整理桥D4的第二端分别连接第八二极管D8的正极、第三二极管D3的负极、第五九电阻R59的第一端;整理桥D4的第三端连接第三电感L3的第二端,整理桥D4的第四端接地;
所述第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62串联,第六二电阻R62的第二端分别连接第六六电阻R66的第一端、第六三电阻R63的第一端、第四四电容C44的第一端;第三二极管D3的正极接地,第六六电阻R66的第二端接地,第四四电容C44的第二端接地;第六三电阻R63的第二端连接电压采集点;
所述第八二极管D8的负极连接第二电感L2的第一端,第二电感L2的第二端分别连接第六八电阻R68的第一端、第四六电容C46的第一端、第六芯片U6的第四管脚D管脚;第六八电阻R68的第二端连接第七零电阻R70的第一端,第七零电阻R70的第二端分别连接第七三电阻R73的第一端、第四六电容C46的第二端、第五一电容C51的第一端;第七三电阻R73的第二端连接第七四电阻R74的第一端,第七四电阻R74的第二端接地,第五一电容C51的第二端接地;
所述第六芯片U6的第二管脚FB管脚分别连接第六九电阻R69的第二端、第七一电阻R71的第一端;第六芯片U6的第一管脚BP管脚连接第五零电容C50的第一端;第六芯片U6的第五管脚S管脚分别连接第六芯片U6的第六管脚S管脚、第六芯片U6的第七管脚S管脚、第六芯片U6的第八管脚S管脚、第五零电容C50的第二端、第一一二极管D11的负极、第七一电阻R71的第二端、第四七电容C47的第二端、第一电感L1的第一端;第六九电阻R69的第一端分别连接第四七电容C47的第一端、第九二极管D9的负极;第九二极管D9的正极分别连接第七芯片U7的第二管脚IN管脚、第一电感L1的第二端、第七五电阻R75的第一端、第七ESD管Z7的负极、第五二电容C52的正极,第七芯片U7的第三管脚OUT管脚分别连接第四九电容C49的第一端、第四五电容C45的第一端;第七芯片U7的第一管脚GND管脚接地,第四九电容C49的第二端接地,第四五电容C45的第二端接地;第一一二极管D11的正极接地,第七五电阻R75的第二端接地,第七ESD管Z7的正极接地,第五二电容C52的第二端接地;
所述系统电源电路包括电压采集电路,电压采集电路包括:第五九电阻R59、第六一电阻R61、第六二电阻R62、第六三电阻R63、第六六电阻R66、第四四电容C44。
5.根据权利要求2所述的电器火灾检测系统,其特征在于:
所述第一电流传感器包括第三ESD管Z3、第二一电容C21、第二一电阻R21;所述第二电流传感器包括第四ESD管Z4、第二五电容C25、第二零电阻R20;
所述无源低通滤波电路包括第一无源低通滤波单元、第二无源低通滤波单元,第一无源低通滤波单元包括第二二电容C22、第四五电阻R45,第二无源低通滤波单元包括第二六电容C26、第四九电阻R49;
第二一电阻R21的第一端分别连接第四五电阻R45的第一端、第二一电容C21的第二端,第二一电容C21的第一端接地;第四五电阻R45的第二端分别连接第三ESD管Z3的负极、第二二电容C22的第一端;第二一电阻R21的第二端、第三ESD管Z3的正极、第二二电容C22的第二端分别接地;
第二五电容C25的第一端分别连接第二零电阻R20的第一端、第四九电阻R49的第一端,第四九电阻R49的第二端分别连接第二六电容C26的第一端、第四ESD管Z4的负极;第四ESD管Z4的正极、第二五电容C25的第二端、第二六电容C26的第二端、第二零电阻R20的第二端分别接地。
6.根据权利要求2所述的电器火灾检测系统,其特征在于:
所述过零同步电路包括第三芯片U3、第一ESD管Z1、第二ESD管Z2、若干电容、若干电阻;所述过零同步电路用以实现交流过零点位置检测;
所述第三芯片U3为运算放大器,第三芯片U3的第一端正相输入端分别连接第四一电阻R41的第二端、第二ESD管Z2的负极、第二四电容C24的第一端、第四八电阻R48的第一端,第四一电阻R41的第一端连接第三五电阻R35的第二端,第三五电阻R35的第一端连接火线;第二ESD管Z2的正极、第二四电容C24的第二端、第四八电阻R48的第二端分别接地;
所述第三芯片U3的第三端反相输入端分别连接第四零电阻R40的第二端、第一ESD管Z1的负极、第二三电容C23的第一端、第四七电阻R47的第一端;第一ESD管Z1的正极、第二三电容C23的第二端、第四七电阻R47的第二端分别接地;所述第三芯片U3的第四端输出端连接第四四电阻R44的第一端。
7.根据权利要求2所述的电器火灾检测系统,其特征在于:
所述有源带通滤波电路包括第一A芯片U1A、第一C芯片U1C、第一二极管D1、若干电容、若干电阻;第一A芯片U1A、第一C芯片U1C均为运算放大器;
第一一电容C11的第二端连接第四电阻R4的第一端,第四电阻R4的第二端分别连接第一一电阻R11的第一端、第一电容C1的第二端、第四电容C4的第一端;第一一电阻R11的第二端接地;第一电容C1的第一端分别连接第三电阻R3的第一端、第一C芯片U1C的第八端输出端、第五电容C5的第一端;第四电容C4的第二端分别连接第三电阻R3的第二端、第一C芯片U1C的第九端反相输入端;第一C芯片U1C的第一零端正相输入端连接参考电压;
所述第五电容C5的第二端分别连接第一二电阻R12的第一端、第一A芯片U1A的第三端正相输入端;第一二电阻R12的第二端接地;第一A芯片U1A的第二端反相输入端分别连接第九电阻R9的第一端、第一三电阻R13的第一端,第一三电阻R13的第二端接地;第九电阻R9的第二端分别连接第一A芯片U1A的第一端输出端、第一二极管D1的正极;第一二极管D1的负极连接第二电阻R2的第一端,第二电阻R2的第二端分别连接第三电容C3的第一端、第七电阻R7的第一端;第三电容C3的第二端接地,第七电阻R7的第二端接地;
所述有源低通滤波电路包括第一D芯片U1D、第二电容C2、第七电容C7、第六电阻R6、第八电阻R8、第一零电阻R10、第一六电阻R16;第一D芯片U1D为运算放大器;
所述第一D芯片U1D的一三端反相输入端分别连接第八电阻R8的第二端、第二电容C2的第一端、第六电阻R6的第一端;第一D芯片U1D的一二端正相输入端分别连接第一六电阻R16的第二端、第七电容C7的第一端,第七电容C7的第二端接地;第一D芯片U1D的一四端输出端分别连接第二电容C2的第二端、第六电阻R6的第二端、第一零电阻R10的第一端。
8.根据权利要求2所述的电器火灾检测系统,其特征在于:
所述参考电位发生电路包括第一B芯片U1B、第六电容C6、第九电容C9、第一电阻R1、第五电阻R5、第一四电阻R14、第一五电阻R15;第一B芯片U1B为运算放大器;
所述第一B芯片U1B的第五端正相输入端分别连接第一电阻R1的第二端、第五电阻R5的第一端、第六电容C6的第一端;第五电阻R5的第二端、第六电容C6的第二端分别接地;第一B芯片U1B的第六端反相输入端分别连接第一B芯片U1B的第七端输出端、第一四电阻R14的第一端;第一四电阻R14的第二端分别连接第一五电阻R15的第二端、第九电容C9的第一端,第九电容C9的第二端接地。
9.根据权利要求2所述的电器火灾检测系统,其特征在于:
所述执行输出电路包括第一变压器B1、第一TVS二极管TVS1、第一双向可控硅SCR1、第二MOS管V2、第二二极管D2、若干电容、若干电阻;
所述第一变压器B1的第一端分别连接第一七电阻R17的第二端、第六零电容C60的第二端,第六零电容C60的第一端接地;第一变压器B1的第三端连接第二MOS管V2的第二端,第二MOS管V2的第三端接地,第二MOS管V2的第一端分别连接第九三电阻R93的第二端、第九四电阻R94的第一端、第六一电容C61的第一端;第九四电阻R94的第二端、第六一电容C61的第二端分别接地;第一变压器B1的第四端分别连接第二二极管D2的正极、第一九电阻R19的第二端、第一零电容C10的第二端、第一TVS二极管TVS1的第二端、第一双向可控硅SCR1的第二端;第一变压器B1的第五端连接第一八电阻R18的第一端,第一八电阻R18的第二端分别连接第二二极管D2的负极、第一九电阻R19的第一端、第一零电容C10的第一端、第一双向可控硅SCR1的第二端,第一双向可控硅SCR1的第一端连接第一TVS二极管TVS1的第一端;
所述测试按键电路包括第一按键K1、第二零电容C20、第三七电阻R37、第三九电阻R39;
所述第一按键K1的第二端分别连接第三七电阻R37的第一端、第二零电容C20的第一端、第三九电阻R39的第一端;第三七电阻R37的第二端、第二零电容C20的第二端分别接地。
10.一种权利要求1至9任一所述的电器火灾检测系统的检测方法,其特征在于,所述检测方法包括如下步骤:
系统电源电路把交流转成高压直流,然后降到第一电源电压,而后进一步降到第二电源电压供给系统使用;
直流高压通过电阻分压后送到MCU电路的模数转换器ADC采集口,用来采集后评估;
第一电流传感器感应的信号,分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路,成三路信号分别送到MCU电路的模数转换器ADC采集口;过程中由过零同步电路提供数据对齐信号,L与N在交替的过程MCU电路内置比较器输入口COMP1_INP输出一个标准的交替方波,作为同步的参考;
第二电流传感器感应的信号经过无源低通滤波电路后也送到MCU电路的ADC采集口;
第一电流传感器感应的信号分别经过无源低通滤波电路、有源带通滤波电路以及有源低通滤波电路处理后的三路信号,再结合直流高压的电阻分压信号VTEST的母线电压,系统第二供电电压的一半VCC/2_TEST作为参考位电压,被MCU电路连续周期采集成不同的数组,数组作为矩阵运算的数据;
根据数组判断是否有危害,是否需要切断电源;如果电线上有电火花,且达到危害程度,同时电火花有危害程度是否达到持续时间,则判断有起火风险,切断电源;具体包括:
数组由固件包含的算法进行矩阵运算,运算的结果按照固件设定好的规则通过判断模型判断有无危害;把有危害的状态结合时间做卷积,卷积后的值再经过一轮的判断就决定是要输出有效或者无效;当有输出需求状态的时候,MCU电路的控制信号输出管脚SCR_OUT输出一组脉冲,持续t1时间,脉冲经过第二MOS管V2、第一变压器B1被隔离传送到第一双向可控硅SCR1,第一双向可控硅SCR1开启t2时间,驱动电磁线圈做脱口动作,切断电源。
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