DE102015225484A1 - Arc detector for an electrical circuit, electrical circuit and method for detecting an arc - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lichtbogendetektor (100) für eine elektrische Schaltung, mit einer Mikrofoneinrichtung (101), welche dazu ausgelegt ist, bei einem Auftreffen eines akustischen Schalls auf der Mikrofoneinrichtung (101) ein entsprechendes elektrisches Signal auszugeben; und einer Erkennungseinrichtung (102), welche dazu ausgelegt ist, anhand des von der Mikrofoneinrichtung (101) empfangenen elektrischen Signals einen Lichtbogen zu erkennen, und gegebenenfalls ein entsprechendes Ausgabesignal auszugeben.The invention relates to an electric arc detector (100) for an electric circuit, comprising a microphone device (101) which is designed to output a corresponding electrical signal when an acoustic sound impinges on the microphone device (101); and a detection device (102) which is designed to detect an electric arc on the basis of the electrical signal received by the microphone device (101) and, if appropriate, to output a corresponding output signal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtbogendetektor für eine elektrische Schaltung, eine elektrische Schaltung und ein Verfahren zum Erkennen eines Lichtbogens.The present invention relates to an arc detector for an electrical circuit, an electrical circuit and a method for detecting an arc.

Stand der TechnikState of the art

Bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen werden unter Hochspannung stehende Komponenten häufig auf geringstem Raum im Gehäuse angeordnet, um Platz einzusparen. Dies hat zur Folge, dass aufgrund kleiner Abstände bzw. durch Metallsplitter oder andere leitfähige Verunreinigungen Lichtbogen entstehen. Derartige Lichtbogen sind jedoch zu vermeiden, da es dadurch leicht zu Bränden oder gefährlichen Stromschlägen kommen kann. Es ist daher von höchster Wichtigkeit, diese Lichtbogen schnell zu erkennen, um geeignet darauf reagieren zu können. In hybrid and electric vehicles, high voltage components are often placed in the smallest space in the housing to save space. As a result, arcing occurs due to small gaps or metal splinters or other conductive impurities. However, such arcs are to be avoided, as this can easily lead to fires or dangerous electric shocks. It is therefore of the utmost importance to quickly recognize these arcs in order to be able to react appropriately.

Aus der DE 20 2005 011 504 U1 ist beispielsweise ein Lichtbogenmelder bekannt, wobei von dem Lichtbogen ausgesendete elektromagnetische Wellen von einem Hochfrequenzempfänger empfangen werden und auf einen Lichtbogen rückgeschlossen wird. From the DE 20 2005 011 504 U1 For example, an arc detector is known, wherein emitted from the arc electromagnetic waves are received by a high-frequency receiver and is inferred to an arc.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft einen Lichtbogendetektor für eine elektrische Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine elektrische Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6, und ein Verfahren zum Erkennen eines Lichtbogens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.The present invention provides an arc detector for an electrical circuit having the features of claim 1, an electrical circuit having the features of claim 6, and a method for detecting an arc having the features of claim 9.

Die vorliegende Erfindung schafft demnach einen Lichtbogendetektor für eine elektrische Schaltung, mit einer Mikrofoneinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, bei einem Auftreffen eines akustischen Schalls auf der Mikrofoneinrichtung ein entsprechendes elektrisches Signal auszugeben; und eine Erkennungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, anhand des von der Mikrofoneinrichtung empfangenen elektrischen Signals einen Lichtbogen zu erkennen, und gegebenenfalls ein entsprechendes Ausgabesignal auszugeben.The present invention accordingly provides an arc detector for an electrical circuit, comprising a microphone device which is designed to output a corresponding electrical signal when an acoustic sound impinges on the microphone device; and a detection device which is designed to detect an electric arc on the basis of the electrical signal received by the microphone device and, if appropriate, to output a corresponding output signal.

Weiter schafft die vorliegende Erfindung eine elektrische Schaltung mit einem Lichtbogendetektor.Further, the present invention provides an electrical circuit with an arc detector.

Schließlich schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erkennen eines Lichtbogens, mit dem Schritt: Erkennen eines Lichtbogens, anhand eines von einer Mikrofoneinrichtung bei einem Auftreffen eines akustischen Schalls auf der Mikrofoneinrichtung ausgegebenen entsprechenden elektrischen Signals.Finally, the present invention provides a method for detecting an arc, comprising the step of detecting an arc on the basis of a corresponding electrical signal output by a microphone device when an acoustic sound impinges on the microphone device.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Preferred developments are the subject of the respective subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der Anstieg der Temperatur eines frei brennenden Lichtbogens setzt nicht unmittelbar ein, sondern vielmehr zeitversetzt. Aufgrund starker Wärmeentwicklung beim Entstehen des Lichtbogens erhöht sich der Druck schlagartig, wodurch eine Schallwelle ausgesendet wird. Durch den erfindungsgemäßen Lichtbogendetektor ist es somit möglich, den Lichtbogen bereits sehr zeitig zu erkennen, noch bevor die Temperatur des Lichtbogens stark ansteigt. Anhand des von der Erkennungseinrichtung ausgegebenen Ausgabesignals kann daher zügig auf den Lichtbogen reagiert werden, wodurch Brände oder Stromschläge verhindert werden können und somit die Sicherheit der elektrischen Schaltung erhöht werden kann.The increase in the temperature of a free-burning arc is not immediate, but rather delayed. Due to strong heat generation when the arc occurs, the pressure increases abruptly, whereby a sound wave is emitted. By the arc detector according to the invention, it is thus possible to detect the arc already very early, even before the temperature of the arc rises sharply. On the basis of the output from the detection device output signal can therefore be reacted quickly to the arc, which fires or electric shock can be prevented and thus the safety of the electrical circuit can be increased.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Lichtbogendetektors ist die Erkennungseinrichtung dazu ausgelegt, anhand einer Fourieranalyse des empfangenen elektrischen Signals einen Lichtbogen zu erkennen.According to a preferred development of the arc detector, the detection device is designed to detect an arc based on a Fourier analysis of the received electrical signal.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Lichtbogendetektors ist die Erkennungseinrichtung dazu ausgelegt, anhand eines Vergleichs des empfangenen elektrischen Signals mit einem vorgegebenen Referenzsignal einen Lichtbogen zu erkennen. Der von dem Lichtbogen erzeugte Schall hat typischerweise ein charakteristisches Spektrum, so dass durch Vergleich des empfangenen elektrischen Signals mit dem vorgegebenen Referenzsignal mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann, ob ein Lichtbogen auftritt. According to a preferred embodiment of the arc detector, the detection device is designed to detect an arc based on a comparison of the received electrical signal with a predetermined reference signal. The sound generated by the arc typically has a characteristic spectrum, so that it can be determined by comparing the received electrical signal with the predetermined reference signal with great accuracy whether an arc occurs.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Lichtbogendetektors ist die Erkennungseinrichtung dazu ausgelegt, ein Fehlersignal an eine externe Schnittstelle auszugeben, falls die Erkennungsvorrichtung einen Lichtbogen erkannt hat. Beispielsweise kann anhand des Fehlersignals die elektrische Schaltung zügig vom Netz genommen werden, wodurch eine Zerstörung der elektrischen Schaltung verhindert werden kann.According to a preferred embodiment of the arc detector, the detection means is adapted to output an error signal to an external interface, if the detection device has detected an arc. For example, based on the error signal, the electrical circuit can be taken quickly from the network, whereby destruction of the electrical circuit can be prevented.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Lichtbogendetektors ist der Lichtbogendetektor als MEMS-Vorrichtung ausgebildet. Der Lichtbogendetektor kann somit extrem platzsparend und kostengünstig ausgebildet sein.According to a preferred development of the arc detector, the arc detector is designed as a MEMS device. The arc detector can thus be extremely space-saving and inexpensive.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die elektrische Schaltung eine Stromsteuereinrichtung, mittels welcher ein Stromfluss durch zumindest eine stromleitende Komponente der elektrischen Schaltung steuerbar ist, wobei, falls die Erkennungseinrichtung einen Lichtbogen an der zumindest einen stromleitenden Komponente erkennt, die Stromsteuereinrichtung anhand des von der Erkennungseinrichtung ausgegebenen Ausgabesignals derart ansteuerbar ist, dass mittels der angesteuerten Stromsteuereinrichtung der Stromfluss durch die zumindest eine stromleitende Komponente reduzierbar oder abschaltbar ist. Wird durch die Erkennungseinrichtung ein Lichtbogen erkannt, so kann mittels der Stromsteuereinrichtung die betroffene stromleitende Komponente sofort vom Netz genommen werden, wodurch der Lichtbogen gelöscht wird.According to a preferred embodiment, the electrical circuit comprises a current control device, by means of which a current flow through at least one current-conducting component of the electrical circuit can be controlled, wherein, if the Identification device detects an arc on the at least one current-conducting component, the current control device based on the output from the detection device output signal is controlled such that by means of the controlled current control device, the current flow through the at least one current-conducting component can be reduced or switched off. If an arc is detected by the detection device, the affected current-conducting component can be immediately removed from the network by means of the current control device, whereby the arc is extinguished.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die elektrische Schaltung eine Gaszufuhreinrichtung, mittels welcher ein Zufluss eines Löschgases aus einem externen oder internen Reservoir in zumindest ein Teilvolumen der elektrischen Schaltung steuerbar ist, wobei, falls die Erkennungseinrichtung einen Lichtbogen in zumindest dem Teilvolumen erkennt, die Gaszufuhreinrichtung mittels des von der Erkennungseinrichtung ausgegebenen Ausgabesignals derart ansteuerbar ist, dass mittels der angesteuerten Gaszufuhreinrichtung das Löschgas in zumindest das Teilvolumen leitbar ist. Da der Lichtbogen bereits zu einem frühen Stadium erkannt wird, kann durch Einleiten eines Löschgases der Lichtbogen noch vor einem starken Temperaturanstieg gelöscht werden.According to a preferred development, the electrical circuit comprises a gas supply device by means of which an inflow of an extinguishing gas from an external or internal reservoir is controllable in at least a partial volume of the electrical circuit, wherein, if the detection device detects an arc in at least the partial volume, the gas supply means by means of output by the detection device output signal is controlled such that by means of the controlled gas supply means, the extinguishing gas in at least the partial volume can be conducted. Since the arc is already detected at an early stage, the arc can be extinguished by introducing a quenching gas before a strong increase in temperature.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird die Erkennung des Lichtbogens anhand eines Vergleichs des ausgegebenen elektrischen Signals mit einem vorgegebenen Referenzsignal durchgeführt.According to a preferred embodiment of the method, the detection of the arc is performed on the basis of a comparison of the output electrical signal with a predetermined reference signal.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen: Show it:

1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Lichtbogendetektors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a block diagram for explaining an arc detector according to the invention according to an embodiment of the present invention;

2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer Mikrofoneinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 a block diagram for explaining a microphone device according to an embodiment of the present invention;

3 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Mikrofoneinrichtung; 3 a schematic cross-sectional view of a microphone device according to the invention;

4 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 4 a block diagram of an electrical circuit according to an embodiment of the present invention; and

5 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Erkennen eines Lichtbogens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 a flowchart for explaining a method for detecting an arc according to an embodiment of the present invention.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen. Verschiedene Ausführungsformen können, soweit nichts anderes angegeben ist, beliebig miteinander kombiniert werden.In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - provided with the same reference numerals. Unless otherwise specified, various embodiments can be combined as desired.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 illustriert ein Blockschaltbild eines Lichtbogendetektors 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Lichtbogendetektor 100 ist hierbei zur Verwendung für eine elektrische Schaltung ausgelegt und umfasst eine Mikrofoneinrichtung 101. Der Lichtbogendetektor 100 ist vorzugsweise als MEMS-Vorrichtung ausgebildet. 1 illustrates a block diagram of an arc detector 100 according to an embodiment of the present invention. The arc detector 100 is designed for use for an electrical circuit and includes a microphone device 101 , The arc detector 100 is preferably designed as a MEMS device.

In 2 ist ein schematisches Blockschaltbild der Mikrofoneinrichtung 101 abgebildet. Die Mikrofoneinrichtung 101 ist dazu ausgelegt, bei einem Auftreffen eines akustischen Schalls auf die Mikrofoneinrichtung 101 ein entsprechendes elektrisches Signal auszugeben. In 2 is a schematic block diagram of the microphone device 101 displayed. The microphone device 101 is designed to be used when an acoustic sound hits the microphone device 101 to issue a corresponding electrical signal.

Die Mikrofoneinrichtung 101 umfasst eine Stromquelle 203 und eine Membraneinrichtung 201, welche in 3 genauer illustriert ist.The microphone device 101 includes a power source 203 and a membrane device 201 , what a 3 is illustrated in more detail.

Die Membraneinrichtung 201 ist als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet und umfasst eine Membran 302, welche durch auftreffenden akustischen Schall zum Schwingen angeregt wird. Die Schwingung der Membran wird über einen MEMS-Chip 301 erfasst und mittels einer Leiterplatte 304 ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt. Die Membraneinrichtung 201 dient somit als Wandler, welcher ein Schallsignal in ein elektrisches Signal wandelt. Die Membran 302, der MEMS-Chip 301 und die Leiterplatte 304 sind durch eine Abdeckung 303 vor äußeren Einflüssen geschützt. The membrane device 201 is designed as a microelectromechanical system (MEMS) and comprises a membrane 302 , which is excited to vibrate by incident acoustic sound. The vibration of the membrane is via a MEMS chip 301 recorded and by means of a printed circuit board 304 generates an electrical output signal. The membrane device 201 thus serves as a transducer, which converts a sound signal into an electrical signal. The membrane 302 , the MEMS chip 301 and the circuit board 304 are through a cover 303 protected from external influences.

Das von der Membraneinrichtung 201 erzeugte elektrische Signal wird über einen Vorverstärker 202 verstärkt und über einen Ausgang 204 an eine Erkennungseinrichtung 102 übermittelt.That of the membrane device 201 generated electrical signal is via a preamplifier 202 amplified and via an exit 204 to a detection device 102 transmitted.

Die Erkennungseinrichtung 102 ist dazu ausgelegt, anhand des von der Mikrofoneinrichtung empfangenen elektrischen Signals einen Lichtbogen zu erkennen. Die Erkennungseinrichtung 102 kann hierbei dazu ausgelegt sein, eine Fourier-Analyse des empfangenen elektrischen Signals durchzuführen. Die Erkennungseinrichtung 102 ist somit dazu ausgelegt, ein Frequenzspektrum des elektrischen Signals zu berechnen. Weiter kann die Erkennungseinrichtung 102 einen Speicher aufweisen, in welchem mindestens ein Referenzsignal gespeichert ist. Das mindestens eine Referenzsignal kann ebenfalls als eine spektrale Verteilung, das heißt als ein Fourier-transformiertes Schallsignal abgelegt und gespeichert sein. Das Referenzsignal entspricht einem typischen Schallsignal, welches bei einem Auftreten eines Lichtbogens erzeugt wird. Ein derartiges Referenzsignal kann insbesondere experimentell bestimmt werden, wobei bei einem tatsächlich auftretenden Lichtbogen ein hierbei entstehender akustischer Schall gemessen wird. The recognition device 102 is adapted to detect an arc based on the electrical signal received by the microphone device. The recognition device 102 may be configured to perform a Fourier analysis of the received electrical signal. The recognition device 102 is thus designed to calculate a frequency spectrum of the electrical signal. Next, the detection device 102 have a memory in which at least one reference signal is stored. The at least one reference signal can also be stored as a spectral distribution, that is to say as a Fourier-transformed sound signal, and be saved. The reference signal corresponds to a typical sound signal which is generated when an arc occurs. In particular, such a reference signal can be determined experimentally, wherein an acoustic sound occurring in the event of an actually occurring arc is measured.

Die Erkennungseinrichtung 102 kann dazu ausgelegt sein, das empfangene elektrische Signal mit dem vorgegebenen Referenzsignal zu vergleichen. Insbesondere kann die Erkennungseinrichtung 102 dazu ausgelegt sein, die Frequenzspektren, das heißt die Fourier-Transformation des Schallspektrums mit einem Frequenzspektrum des Referenzsignals zu vergleichen. Hierbei kann die Erkennungseinrichtung 102 beispielsweise eine mittlere quadratische Abweichung berechnen. Die Erkennungseinrichtung 102 kann auch bestimmte Frequenzbereiche des empfangenen elektrischen Signals mit dem Referenzsignal vergleichen. Hierzu kann das empfangene elektrische Signal insbesondere auch durch mindestens einen Filter gefiltert werden.The recognition device 102 may be configured to compare the received electrical signal with the predetermined reference signal. In particular, the detection device 102 be adapted to compare the frequency spectra, that is, the Fourier transform of the sound spectrum with a frequency spectrum of the reference signal. In this case, the recognition device 102 For example, calculate a mean square deviation. The recognition device 102 can also compare certain frequency ranges of the received electrical signal with the reference signal. For this purpose, the received electrical signal can be filtered in particular by at least one filter.

Basierend auf dem Vergleich kann die Erkennungseinrichtung 102 einen Lichtbogen erkennen. Beispielsweise kann die Erkennungseinrichtung 102 dazu ausgelegt sein, einen Lichtbogen zu erkennen, wenn eine Größe bezüglich des Vergleichs, beispielsweise eine mittlere quadratische Abweichung, oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. Based on the comparison, the recognizer 102 recognize an arc. For example, the detection device 102 be adapted to detect an arc when a size with respect to the comparison, for example, a mean square deviation, above a predetermined value.

Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Referenzsignalen in dem Speicher der Erkennungseinrichtung 102 gespeichert. Die Erkennungseinrichtung 102 kann ausgebildet sein, das empfangene elektrische Signal mit allen Referenzsignalen zu vergleichen und anhand des Vergleichs einen Lichtbogen zu erkennen. Beispielsweise kann die Erkennungseinrichtung 102 eine Größe bezüglich des Vergleichs auswählen, welcher eine größte Ähnlichkeit des empfangenen elektrischen Signals mit dem Referenzsignal anzeigt und anhand dieses Wertes einen Lichtbogen erkennen.Preferably, a plurality of reference signals are stored in the memory of the recognizer 102 saved. The recognition device 102 may be configured to compare the received electrical signal with all reference signals and to detect an arc based on the comparison. For example, the detection device 102 select a quantity relative to the comparison which indicates a greatest similarity of the received electrical signal with the reference signal and recognize an arc on the basis of this value.

Weiter kann die Vielzahl von Referenzsignalen unterschiedliche Arten von Lichtbogen, beispielsweise bei unterschiedlichen Materialien oder Spannungen umfassen. Somit kann die Erkennungseinrichtung 102 ausgebildet sein, ein Art der verwendeten Materialien und/oder eine Stärke des Lichtbogens durch Vergleich des empfangenen elektrischen Signals mit den Referenzsignalen zu bestimmen.Further, the plurality of reference signals may include different types of arcs, for example, different materials or voltages. Thus, the detection device 102 be configured to determine a type of materials used and / or a strength of the arc by comparing the received electrical signal with the reference signals.

Weiter kann die Erkennungseinrichtung 102 dazu ausgelegt sein, ein Fehlersignal an eine externe Schnittstelle auszugeben, falls die Erkennungsvorrichtung 102 einen Lichtbogen erkennt.Next, the detection device 102 be configured to output an error signal to an external interface, if the recognition device 102 detects an arc.

4 zeigt ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung 400 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die elektrische Schaltung 400 umfasst einen Lichtbogendetektor 100, insbesondere gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen. Der Lichtbogendetektor 100 ist vorzugsweise in der räumlichen Nähe von stromleitenden Komponenten der elektrischen Schaltung 400 angeordnet, beispielsweise in der Nähe von Schaltern, Stromschienen oder Leistungsschützen. Dadurch kann ein Lichtbogen sehr schnell erkannt werden. 4 shows a block diagram of an electrical circuit 400 according to an embodiment of the present invention. The electrical circuit 400 includes an arc detector 100 , in particular according to one of the embodiments described above. The arc detector 100 is preferably in the proximity of current-carrying components of the electrical circuit 400 arranged, for example, in the vicinity of switches, busbars or contactors. As a result, an arc can be detected very quickly.

Weiter umfasst die elektrische Schaltung 400 eine Stromsteuereinrichtung 401, mittels welcher ein Stromfluss durch zumindest eine stromleitende Komponente der elektrischen Schaltung 400 steuerbar ist. Die Stromsteuereinrichtung 401 kann insbesondere mit einer Stromversorgung der elektrischen Schaltung 400 gekoppelt sein. Sobald die Erkennungseinrichtung 102 einen Lichtbogen erkennt, kann die Stromsteuereinrichtung 401 ausgebildet sein, anhand des von der Erkennungseinrichtung 102 ausgegebenen Ausgabesignals einen Stromfluss durch die mindestens eine stromleitende Komponente zu reduzieren oder abzuschalten. Next includes the electrical circuit 400 a power control device 401 , by means of which a current flow through at least one current-conducting component of the electrical circuit 400 is controllable. The power control device 401 in particular with a power supply of the electrical circuit 400 be coupled. Once the detection device 102 detects an arc, the power controller 401 be formed, based on the of the detection device 102 output signal to reduce or shut off a current flow through the at least one current-conducting component.

Weiter umfasst die elektrische Schaltung 400 eine Gaszufuhreinrichtung 402, mittels welcher ein Zufluss eines Löschgases, beispielsweise CO2, aus einem externen oder internen Reservoir in zumindest ein Teilvolumen der elektrischen Schaltung steuerbar ist. Sobald die Erkennungseinrichtung einen Lichtbogen in zumindest dem Teilvolumen erkennt, leitet die Gaszufuhreinrichtung 402 basierend auf dem von der Erkennungseinrichtung 102 ausgegebenen Ausgabesignal das Löschgas in zumindest das Teilvolumen. Ein Lichtbogen in dem Teilvolumen kann somit gelöscht werden.Next includes the electrical circuit 400 a gas supply device 402 , by means of which an inflow of an extinguishing gas, for example CO2, from an external or internal reservoir can be controlled in at least a partial volume of the electrical circuit. As soon as the detection device detects an arc in at least the partial volume, the gas supply device conducts 402 based on that of the recognizer 102 output signal output the extinguishing gas in at least the partial volume. An arc in the partial volume can thus be deleted.

5 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Erkennen eines Lichtbogens. Hierbei wird in einem Verfahrensschritt S1 anhand eines von einer Mikrofoneinrichtung 101 bei einem Auftreffen eines akustischen Schalls auf der Mikrofoneinrichtung 101 ausgegebenen entsprechenden elektrischen Signals ein Lichtbogen erkannt. Insbesondere kann das Erkennen anhand eines Vergleichs des ausgegebenen elektrischen Signals mit einem vorgegebenen Referenzsignal durchgeführt werden. Beispielsweise kann das elektrische Signal hierbei Fourier-transformiert werden. 5 shows a flowchart for explaining a method for detecting an arc. This is in a process step S1 from one of a microphone device 101 when an acoustic sound impinges on the microphone device 101 output corresponding electrical signal detected an arc. In particular, the detection can be carried out based on a comparison of the output electrical signal with a predetermined reference signal. For example, the electrical signal can be Fourier-transformed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202005011504 U1 [0003] DE 202005011504 U1 [0003]

Claims (10)

Lichtbogendetektor (100) für eine elektrische Schaltung, mit einer Mikrofoneinrichtung (101), welche dazu ausgelegt ist, bei einem Auftreffen eines akustischen Schalls auf der Mikrofoneinrichtung (101) ein entsprechendes elektrisches Signal auszugeben; und eine Erkennungseinrichtung (102), welche dazu ausgelegt ist, anhand des von der Mikrofoneinrichtung (101) empfangenen elektrischen Signals einen Lichtbogen zu erkennen, und gegebenenfalls ein entsprechendes Ausgabesignal auszugeben.Arc detector ( 100 ) for an electrical circuit, with a microphone device ( 101 ), which is designed, when an acoustic sound impinges on the microphone device ( 101 ) output a corresponding electrical signal; and a recognition device ( 102 ), which is designed to be based on the microphone device ( 101 ) to detect an electric arc, and optionally output a corresponding output signal. Lichtbogendetektor (100) nach Anspruch 1, wobei die Erkennungseinrichtung (102) dazu ausgelegt ist, anhand einer Fourieranalyse des empfangenen elektrischen Signals einen Lichtbogen zu erkennen.Arc detector ( 100 ) according to claim 1, wherein the recognition device ( 102 ) is adapted to detect an arc based on a Fourier analysis of the received electrical signal. Lichtbogendetektor (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Erkennungseinrichtung (102) dazu ausgelegt ist, anhand eines Vergleichs des empfangenen elektrischen Signals mit einem vorgegebenen Referenzsignal einen Lichtbogen zu erkennen.Arc detector ( 100 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the recognition device ( 102 ) is adapted to detect an arc based on a comparison of the received electrical signal with a predetermined reference signal. Lichtbogendetektor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Erkennungseinrichtung (102) dazu ausgelegt ist, ein Fehlersignal an eine externe Schnittstelle auszugeben, falls die Erkennungsvorrichtung (102) einen Lichtbogen erkennt.Arc detector ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the recognition device ( 102 ) is adapted to output an error signal to an external interface if the recognition device ( 102 ) detects an arc. Lichtbogendetektor (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Lichtbogendetektor (100) als MEMS-Vorrichtung ausgebildet ist.Arc detector ( 100 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the arc detector ( 100 ) is designed as a MEMS device. Elektrische Schaltung (400) mit einem Lichtbogendetektor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Electrical circuit ( 400 ) with an arc detector ( 100 ) according to any one of the preceding claims. Elektrische Schaltung (400) nach Anspruch 6, mit einer Stromsteuereinrichtung (401), mittels welcher ein Stromfluss durch zumindest eine stromleitende Komponente der elektrischen Schaltung steuerbar ist; wobei, falls die Erkennungseinrichtung (102) einen Lichtbogen erkennt, die Stromsteuereinrichtung (401) anhand des von der Erkennungseinrichtung (102) ausgegebenen Ausgabesignals derart ansteuerbar ist, dass mittels der angesteuerten Stromsteuereinrichtung (401) der Stromfluss durch die zumindest eine stromleitende Komponente reduzierbar oder abschaltbar ist.Electrical circuit ( 400 ) according to claim 6, with a current control device ( 401 ), by means of which a current flow through at least one current-conducting component of the electrical circuit can be controlled; if the recognition device ( 102 ) detects an arc, the power control device ( 401 ) on the basis of the recognition device ( 102 ) output signal is controllable such that by means of the controlled current control device ( 401 ) the current flow through the at least one current-conducting component can be reduced or switched off. Elektrische Schaltung (400) nach Anspruch 6 oder 7, mit einer Gaszufuhreinrichtung (402), mittels welcher ein Zufluss eines Löschgases aus einem externen oder internen Reservoir in zumindest ein Teilvolumen der elektrischen Schaltung (400) steuerbar ist; wobei, falls die Erkennungseinrichtung (102) einen Lichtbogen in zumindest dem Teilvolumen erkennt, die Gaszufuhreinrichtung (402) mittels des von der Erkennungseinrichtung (102) ausgegebenen Ausgabesignals derart ansteuerbar ist, dass mittels der angesteuerten Gaszufuhreinrichtung (402) das Löschgas in zumindest das Teilvolumen leitbar ist.Electrical circuit ( 400 ) according to claim 6 or 7, with a gas supply device ( 402 ), by means of which an inflow of an extinguishing gas from an external or internal reservoir into at least a partial volume of the electrical circuit ( 400 ) is controllable; if the recognition device ( 102 ) detects an arc in at least the partial volume, the gas supply device ( 402 ) by means of the identification device ( 102 ) output signal is controllable such that by means of the controlled gas supply device ( 402 ) the extinguishing gas is conductive in at least the partial volume. Verfahren zum Erkennen eines Lichtbogens, mit dem Schritt: Erkennen (S1) eines Lichtbogens anhand eines von einer Mikrofoneinrichtung (101) bei einem Auftreffen eines akustischen Schalls auf der Mikrofoneinrichtung (101) ausgegebenen entsprechenden elektrischen Signals.A method of detecting an arc, comprising the step of: detecting (S1) an arc from a microphone device ( 101 ) when an acoustic sound impinges on the microphone device ( 101 ) output corresponding electrical signal. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Erkennen des Lichtbogens anhand eines Vergleichs des ausgegebenen elektrischen Signals mit einem vorgegebenen Referenzsignal durchgeführt wird.The method of claim 9, wherein the detection of the arc is performed based on a comparison of the output electrical signal with a predetermined reference signal.
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