本發(fā)明是有關于一種電弧偵測裝置，特別是一種改良型電弧偵測裝置。

背景技術：

相關技術的電弧偵測器的操作原理簡介如下：當導線損壞時，例如當導線被小動物咬而導致導線的線徑變小時，流過導線的電流會產生一個高頻信號；因此，相關技術的電弧偵測器是偵測單一導線電流并轉成頻譜分析；若高頻成份過大，則表示有電弧發(fā)生；此時，相關技術的電弧偵測器即通知電子裝置，使電子裝置關機。

然而，電源供應裝置及電子裝置對地具有寄生電容，使得上述電流并非為理想的電流，亦即上述電流存在一些干擾噪聲。這些干擾噪聲將會影響電弧偵測的精準度。

技術實現(xiàn)要素：

為改善上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種改良型電弧偵測裝置。

為達成本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的改良型電弧偵測裝置是應用于一電源供應裝置及一電子裝置，該改良型電弧偵測裝置包含：一電弧偵測電路，電性連接至該電子裝置；一電流互感單元，電性連接至該電弧偵測電路；一電流輸入導線，穿過該電流互感單元，且電性連接至該電源供應裝置及該電子裝置；及一電流輸出導線，穿過該電流互感單元，且電性連接至該電源供應裝置及該電子裝置。其中該電源供應裝置藉由該電流輸入導線傳送一輸入電流至該電子裝置，且該電子裝置藉由該電流輸出導線回傳一輸出電流至該電源供應裝置，使得該電流互感單元感應并產生一感應電流；其中該電流互感單元傳送該感應電流至該電弧偵測電路；該電弧偵測電路利用該感應電流以偵測電弧。

再者，在一具體實施例，如上所述之改良型電弧偵測裝置，其中該電流互 感單元包含：一環(huán)形鐵芯；及一環(huán)形線圈，纏繞于該環(huán)形鐵芯，且電性連接至該電弧偵測電路。其中藉由該電流輸入導線穿過該環(huán)形鐵芯所傳送的該輸入電流的一輸入電流方向為一第一方向；藉由該電流輸出導線穿過該環(huán)形鐵芯所傳送的該輸出電流的一輸出電流方向為該第一方向。

再者，在一具體實施例，如上所述的改良型電弧偵測裝置，其中該第一方向為由左至右；該輸入電流由左至右藉由該電流輸入導線穿過該環(huán)形鐵芯被傳送；該輸出電流由左至右藉由該電流輸出導線穿過該環(huán)形鐵芯被傳送。

再者，在一具體實施例，如上所述的改良型電弧偵測裝置，其中該第一方向為由右至左；該輸入電流由右至左藉由該電流輸入導線穿過該環(huán)形鐵芯被傳送；該輸出電流由右至左藉由該電流輸出導線穿過該環(huán)形鐵芯被傳送。

再者，在一具體實施例，如上所述的改良型電弧偵測裝置，其中該電流互感單元包含：一第一環(huán)形鐵芯；一第二環(huán)形鐵芯；一第一環(huán)形線圈，纏繞于該第一環(huán)形鐵芯，且電性連接至該電弧偵測電路；及一第二環(huán)形線圈，纏繞于該第二環(huán)形鐵芯，且電性連接至電弧偵測電路。其中該電源供應裝置藉由該電流輸入導線傳送該輸入電流至該電子裝置，使得該第一環(huán)形鐵芯及該第一環(huán)形線圈感應并產生一第一感應電流；該電子裝置藉由該電流輸出導線回傳該輸出電流至該電源供應裝置，使得該第二環(huán)形鐵芯及該第二環(huán)形線圈感應并產生一第二感應電流。其中藉由該電流輸入導線穿過該第一環(huán)形鐵芯所傳送的該輸入電流的一輸入電流方向為一第一方向；藉由該電流輸出導線穿過該第二環(huán)形鐵芯所傳送的該輸出電流的一輸出電流方向為該第一方向。其中該第一環(huán)形線圈傳送該第一感應電流至該電弧偵測電路；該第二環(huán)形線圈傳送該第二感應電流至該電弧偵測電路；該電弧偵測電路利用該第一感應電流及該第二感應電流偵測電弧。

再者，在一具體實施例，如上所述的改良型電弧偵測裝置，其中該第一方向為由左至右；該輸入電流由左至右藉由該電流輸入導線穿過該第一環(huán)形鐵芯被傳送；該輸出電流由左至右藉由該電流輸出導線穿過該第二環(huán)形鐵芯被傳送。

再者，在一具體實施例，如上所述的改良型電弧偵測裝置，其中該第一方向為由右至左；該輸入電流由右至左藉由該電流輸入導線穿過該第一環(huán)形鐵芯被傳送；該輸出電流由右至左藉由該電流輸出導線穿過該第二環(huán)形鐵芯被傳 送。

再者，在一具體實施例，如上所述的改良型電弧偵測裝置，其中該電流互感單元包含：一第一環(huán)形鐵芯；一第二環(huán)形鐵芯；一第一環(huán)形線圈，纏繞于該第一環(huán)形鐵芯，且電性連接至該電弧偵測電路；及一第二環(huán)形線圈，纏繞于該第二環(huán)形鐵芯，且電性連接至電弧偵測電路。其中該電源供應裝置藉由該電流輸入導線傳送該輸入電流至該電子裝置，使得該第一環(huán)形鐵芯及該第一環(huán)形線圈感應并產生一第一感應電流；該電子裝置藉由該電流輸出導線回傳該輸出電流至該電源供應裝置，使得該第二環(huán)形鐵芯及該第二環(huán)形線圈感應并產生一第二感應電流。其中藉由該電流輸入導線穿過該第一環(huán)形鐵芯所傳送的該輸入電流的一輸入電流方向為一第一方向；藉由該電流輸出導線穿過該第二環(huán)形鐵芯所傳送的該輸出電流的一輸出電流方向為一第二方向；該第一方向與該第二方向不同。其中該第一環(huán)形線圈傳送該第一感應電流至該電弧偵測電路；該第二環(huán)形線圈傳送該第二感應電流至該電弧偵測電路；該電弧偵測電路反向該第二感應電流以得到一反向感應電流；該電弧偵測電路利用該第一感應電流及該反向感應電流偵測電弧。

再者，在一具體實施例，如上所述的改良型電弧偵測裝置，其中該電弧偵測電路包含一電流反向單元，用以反向該第二感應電流以得到該反向感應電流。

再者，在一具體實施例，如上所述的改良型電弧偵測裝置，其中該第一方向為由左至右，該第二方向為由右至左；該輸入電流由左至右藉由該電流輸入導線穿過該第一環(huán)形鐵芯被傳送；該輸出電流由右至左藉由該電流輸出導線穿過該第二環(huán)形鐵芯被傳送。

再者，在一具體實施例，如上所述的改良型電弧偵測裝置，其中該第一方向為由右至左，該第二方向為由左至右；該輸入電流由右至左藉由該電流輸入導線穿過該第一環(huán)形鐵芯被傳送；該輸出電流由左至右藉由該電流輸出導線穿過該第二環(huán)形鐵芯被傳送。

本發(fā)明的功效在于提供一種改良型電弧偵測裝置以提高電弧偵測的精準度。

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的改良型電弧偵測裝置的第一實施例方塊圖。

圖2為本發(fā)明的改良型電弧偵測裝置的第二實施例方塊圖。

圖3為本發(fā)明的改良型電弧偵測裝置的第三實施例方塊圖。

圖4為本發(fā)明的改良型電弧偵測裝置的第四實施例方塊圖。

其中，附圖標記

10 改良型電弧偵測裝置

20 電源供應裝置

30 電子裝置

40 寄生電容

50 電網(wǎng)

102 電弧偵測電路

104 環(huán)形鐵芯

106 環(huán)形線圈

108 電流輸入導線

110 電流輸出導線

112 感應電流

114 第一環(huán)形鐵芯

116 第二環(huán)形線圈

118 第一環(huán)形線圈

120 第二環(huán)形鐵芯

122 第一感應電流

124 第二感應電流

126 電流反向單元

128 電流互感單元

Ic 寄生電流

Iin_a 輸入電流

Iin_b 輸出電流

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明技術方案進行詳細的描述，以更進一步了解本發(fā)明的目的、方案及功效，但并非作為本發(fā)明所附權利要求保護范圍的限制。

請參考圖1，其為本發(fā)明的改良型電弧偵測裝置的第一實施例方塊圖。一改良型電弧偵測裝置10應用于一電源供應裝置20及一電子裝置30；該改良型電弧偵測裝置10包含一電弧偵測電路102、一電流互感單元128、一電流輸入導線108及一電流輸出導線110。該電流互感單元128包含一環(huán)形鐵芯(toroidal core)104及一環(huán)形線圈(toroidal coil)106。

該電弧偵測電路102電性連接至該電子裝置30；該電流互感單元128電性連接至該電弧偵測電路102；該環(huán)形線圈106纏繞于該環(huán)形鐵芯104，且電性連接至該電弧偵測電路102；該電流輸入導線108穿過該電流互感單元128的該環(huán)形鐵芯104，且電性連接至該電源供應裝置20及該電子裝置30；該電流輸出導線110穿過該電流互感單元128的該環(huán)形鐵芯104，且電性連接至該電源供應裝置20及該電子裝置30。

該電源供應裝置20藉由該電流輸入導線108傳送一輸入電流Iin_a至該電子裝置30，且該電子裝置30藉由該電流輸出導線110回傳一輸出電流Iin_b至該電源供應裝置20，使得該電流互感單元128的該環(huán)形鐵芯104及該電流互感單元128的該環(huán)形線圈106感應并產生一感應電流112。

藉由該電流輸入導線108穿過該環(huán)形鐵芯104所傳送的該輸入電流Iin_a的一輸入電流方向為一第一方向；藉由該電流輸出導線110穿過該環(huán)形鐵芯104所傳送的該輸出電流Iin_b的一輸出電流方向為該第一方向。

該電流互感單元128的該環(huán)形線圈106傳送該感應電流112至該電弧偵測電路102；該電弧偵測電路102利用該感應電流112以偵測電弧。

若該第一方向為由左至右，則：該輸入電流Iin_a由左至右藉由該電流輸入導線108穿過該環(huán)形鐵芯104被傳送；該輸出電流Iin_b由左至右藉由該電流輸出導線110穿過該環(huán)形鐵芯104被傳送。

若該第一方向為由右至左，則：該輸入電流Iin_a由右至左藉由該電流輸入導線108穿過該環(huán)形鐵芯104被傳送；該輸出電流Iin_b由右至左藉由該電流輸出導線110穿過該環(huán)形鐵芯104被傳送。

簡而言之，該輸入電流Iin_a的電流方向與該輸出電流Iin_b的電流方向相同；以圖1為例，以該環(huán)形鐵芯104為基準：當該輸入電流Iin_a穿過該環(huán)形鐵芯104時，該輸入電流Iin_a由左至右被傳送；當該輸出電流Iin_b穿過該環(huán)形鐵芯104時，該輸出電流Iin_b由左至右被傳送。

請參考圖2，其為本發(fā)明的改良型電弧偵測裝置的第二實施例方塊圖。一改良型電弧偵測裝置10應用于一電源供應裝置20及一電子裝置30；該改良型電弧偵測裝置10包含一電弧偵測電路102、一電流互感單元128、一電流輸入導線108及一電流輸出導線110。該電流互感單元128包含一第一環(huán)形鐵芯114、一第二環(huán)形鐵芯120、一第一環(huán)形線圈118及一第二環(huán)形線圈116。

該電弧偵測電路102電性連接至該電子裝置30；該電流互感單元128電性連接至該電弧偵測電路102；該第一環(huán)形線圈118纏繞于該第一環(huán)形鐵芯114，且電性連接至該電弧偵測電路102；該第二環(huán)形線圈116纏繞于該第二環(huán)形鐵芯120，且電性連接至電弧偵測電路102；該電流輸入導線108穿過該電流互感單元128的該第一環(huán)形鐵芯114，且電性連接至該電源供應裝置20及該電子裝置30；該電流輸出導線110穿過該電流互感單元128的該第二環(huán)形鐵芯120，且電性連接至該電源供應裝置20及該電子裝置30。

該電源供應裝置20藉由該電流輸入導線108傳送一輸入電流Iin_a至該電子裝置30，且該電子裝置30藉由該電流輸出導線110回傳一輸出電流Iin_b至該電源供應裝置20，使得該電流互感單元128感應并產生一感應電流112。

換句話說，該電源供應裝置20藉由該電流輸入導線108傳送該輸入電流Iin_a至該電子裝置30，使得該第一環(huán)形鐵芯114及該第一環(huán)形線圈118感應并產生一第一感應電流122；該電子裝置30藉由該電流輸出導線110回傳該輸出電流Iin_b至該電源供應裝置20，使得該第二環(huán)形鐵芯120及該第二環(huán)形線圈116感應并產生一第二感應電流124。該感應電流112包含該第一感應電流122及該第二感應電流124。

藉由該電流輸入導線108穿過該第一環(huán)形鐵芯114所傳送的該輸入電流Iin_a的一輸入電流方向為一第一方向；藉由該電流輸出導線110穿過該第二環(huán)形鐵芯120所傳送的該輸出電流Iin_b的一輸出電流方向為該第一方向。

該電流互感單元128傳送該感應電流112至該電弧偵測電路102。換句話說，該第一環(huán)形線圈118傳送該第一感應電流122至該電弧偵測電路102；該 第二環(huán)形線圈116傳送該第二感應電流124至該電弧偵測電路102；該電弧偵測電路102利用該感應電流112(即利用該第一感應電流122及該第二感應電流124)偵測電弧。

若該第一方向為由左至右，則：該輸入電流Iin_a由左至右藉由該電流輸入導線108穿過該第一環(huán)形鐵芯114被傳送；該輸出電流Iin_b由左至右藉由該電流輸出導線110穿過該第二環(huán)形鐵芯120被傳送。

若該第一方向為由右至左，則：該輸入電流Iin_a由右至左藉由該電流輸入導線108穿過該第一環(huán)形鐵芯114被傳送；該輸出電流Iin_b由右至左藉由該電流輸出導線110穿過該第二環(huán)形鐵芯120被傳送。

簡而言之，該輸入電流Iin_a的電流方向與該輸出電流Iin_b的電流方向相同；以圖2為例，以該第一環(huán)形鐵芯114為基準：當該輸入電流Iin_a穿過該第一環(huán)形鐵芯114時，該輸入電流Iin_a由左至右被傳送；以該第二環(huán)形鐵芯120為基準：當該輸出電流Iin_b穿過該第二環(huán)形鐵芯120時，該輸出電流Iin_b由左至右被傳送。

請參考圖3，其為本發(fā)明的改良型電弧偵測裝置的第三實施例方塊圖。一改良型電弧偵測裝置10應用于一電源供應裝置20及一電子裝置30；該改良型電弧偵測裝置10包含一電弧偵測電路102、一電流互感單元128、一電流輸入導線108及一電流輸出導線110。該電流互感單元128包含一第一環(huán)形鐵芯114、一第二環(huán)形鐵芯120、一第一環(huán)形線圈118及一第二環(huán)形線圈116。該電弧偵測電路102包含一電流反向單元126。

該電弧偵測電路102電性連接至該電子裝置30；該電流互感單元128電性連接至該電弧偵測電路102；該第一環(huán)形線圈118纏繞于該第一環(huán)形鐵芯114，且電性連接至該電弧偵測電路102；該第二環(huán)形線圈116纏繞于該第二環(huán)形鐵芯120，且電性連接至電弧偵測電路102；該電流輸入導線108穿過該電流互感單元128的該第一環(huán)形鐵芯114，且電性連接至該電源供應裝置20及該電子裝置30；該電流輸出導線110穿過該電流互感單元128的該第二環(huán)形鐵芯120，且電性連接至該電源供應裝置20及該電子裝置30。

該電源供應裝置20藉由該電流輸入導線108傳送一輸入電流Iin_a至該電子裝置30，且該電子裝置30藉由該電流輸出導線110回傳一輸出電流Iin_b至該電源供應裝置20，使得該電流互感單元128感應并產生一感應電流112。 換句話說，該電源供應裝置20藉由該電流輸入導線108傳送該輸入電流Iin_a至該電子裝置30，使得該第一環(huán)形鐵芯114及該第一環(huán)形線圈118感應并產生一第一感應電流122；該電子裝置30藉由該電流輸出導線110回傳該輸出電流Iin_b至該電源供應裝置20，使得該第二環(huán)形鐵芯120及該第二環(huán)形線圈116感應并產生一第二感應電流124。該感應電流112包含該第一感應電流122及該第二感應電流124。

藉由該電流輸入導線108穿過該第一環(huán)形鐵芯114所傳送的該輸入電流Iin_a的一輸入電流方向為一第一方向；藉由該電流輸出導線110穿過該第二環(huán)形鐵芯120所傳送的該輸出電流Iin_b的一輸出電流方向為一第二方向；該第一方向與該第二方向不同。

該電流互感單元128傳送該感應電流112至該電弧偵測電路102。換句話說，該第一環(huán)形線圈118傳送該第一感應電流122至該電弧偵測電路102；該第二環(huán)形線圈116傳送該第二感應電流124至該電弧偵測電路102；該電弧偵測電路102反向該第二感應電流124以得到一反向感應電流；該電弧偵測電路102利用該感應電流112(即利用該第一感應電流122及藉由反向該第二感應電流124所得到的該反向感應電流)偵測電弧。該電流反向單元126用以反向該第二感應電流124以得到該反向感應電流。

若該第一方向為由左至右，該第二方向為由右至左，則：該輸入電流Iin_a由左至右藉由該電流輸入導線108穿過該第一環(huán)形鐵芯114被傳送；該輸出電流Iin_b由右至左藉由該電流輸出導線110穿過該第二環(huán)形鐵芯120被傳送。

若該第一方向為由右至左，該第二方向為由左至右，則：該輸入電流Iin_a由右至左藉由該電流輸入導線108穿過該第一環(huán)形鐵芯114被傳送；該輸出電流Iin_b由左至右藉由該電流輸出導線110穿過該第二環(huán)形鐵芯120被傳送。

簡而言之，該輸入電流Iin_a的電流方向與該輸出電流Iin_b的電流方向不同；以圖3為例，以該第一環(huán)形鐵芯114為基準：當該輸入電流Iin_a穿過該第一環(huán)形鐵芯114時，該輸入電流Iin_a由左至右被傳送；以該第二環(huán)形鐵芯120為基準：當該輸出電流Iin_b穿過該第二環(huán)形鐵芯120時，該輸出電流Iin_b由右至左被傳送。該輸入電流Iin_a的電流方向與該輸出電流Iin_b的電流方向雖然不同，但該第二感應電流124(感應自該輸出電流Iin_b)會被反向以運用。

請同時參考圖1、圖2及圖3。由于該電源供應裝置20及該電子裝置30對地具有復數(shù)的寄生電容40，因此存在復數(shù)的寄生電流Ic，使得該輸入電流Iin_a及該輸出電流Iin_b并非為理想的電流，亦即該輸入電流Iin_a及該輸出電流Iin_b存在一些干擾噪聲，而這些干擾噪聲將會影響電弧偵測的精準度。

Iin_diff表示為電流的差模成份，Iin_com表示為電流的共模成份，則本發(fā)明的上述該輸入電流Iin_a及該輸出電流Iin_b可由下述方程式表示：

Iin_a＝Iin_diff+Iin_com

Iin_b＝Iin_diff-Iin_com

若在理想狀態(tài)下，電流的共模成份(Iin_com)應該趨近于零(事實上不是)。

從上述兩個方程式及內容可知，不論電弧偵測器是僅偵測該輸入電流Iin_a(偵測電源正端)或是僅偵測該輸出電流Iin_b(偵測電源負端)，因為電流的共模成份(Iin_com)的存在，電弧偵測的精準度都會降低。

本發(fā)明如圖1、圖2及圖3所示的電路結構及內容，將上述兩個方程式相加在一起，即可得到下述方程式：

Iin_a+Iin_b＝2*Iin_diff

只有電流的差模成份(Iin_diff)被保留下來，但電流的共模成份(Iin_com)被消除了，使得電弧偵測的精準度被提高。

其中，在圖3的該輸入電流Iin_a的電流方向與該輸出電流Iin_b的電流方向雖然不同，但該第二感應電流124(感應自該輸出電流Iin_b)會被反向以運用，所以仍然可以沿用上述方程式。

再者，該電源供應裝置20可為例如但本發(fā)明不限定為一太陽能板，該電子裝置30可為例如但本發(fā)明不限定為一逆變器。該電弧偵測電路102可利用例如一數(shù)字信號處理芯片(digital signal processing chip)轉換該感應電流112(或，轉換該第一感應電流122及該第二感應電流124)成頻譜分析；若頻譜顯示高頻成份過大(例如大于一預設值)，則表示有電弧發(fā)生；此時，該電弧偵測電路102即通知該電子裝置30，使該電子裝置30關機。

再者，圖2及圖3所示的單一個該電弧偵測電路102接收該第一感應電流122及該第二感應電流124；然而，在另一具體實施例，亦可以兩個該電弧偵測電路102取代單一個該電弧偵測電路102，而該兩個電弧偵測電路102的其 中的一接收該第一感應電流122，另一個該電弧偵測電路102接收該第二感應電流124。

再者，該環(huán)形鐵芯104可為任何形狀的鐵芯但不限定為環(huán)形，鐵芯為封閉或不封閉亦可，鐵芯甚至可為空氣鐵芯(air core)。

請參考圖4，其為本發(fā)明的改良型電弧偵測裝置的第四實施例方塊圖。圖4當中，該電源供應裝置20為一太陽能板，該電子裝置30為一逆變器，該逆變器傳送交流電壓至一電網(wǎng)50，箭頭為電流方向。本發(fā)明除了偵測直流電壓之外，亦可偵測交流電壓(如圖4所示)；圖4其余內容與上述內容類似，故于此不再贅述。

本發(fā)明的功效在于提供一種改良型電弧偵測裝置以提高電弧偵測的精準度。

當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。