申请/专利权人：上海赋锦信息技术有限公司

申请日：2019-07-05

公开（公告）日：2021-01-05

公开（公告）号：CN112180148A

主分类号：G01R19/25(20060101)

分类号：G01R19/25(20060101)

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2021.01.22#实质审查的生效;2021.01.05#公开

摘要：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。

主权项：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12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VCC2_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。

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