專利名稱：：利用負(fù)載電流/線路電壓標(biāo)準(zhǔn)化算法的負(fù)載識(shí)別和串聯(lián)電弧檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電路的保護(hù)，并且更具體地說(shuō)涉及電路中的通常所說(shuō)的電弧故障型電氣故障的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
：在住宅、商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中的電氣系統(tǒng)通常包括用來(lái)從公用電源(utilitysource)接收電功率的配電板。然后通過(guò)保護(hù)裝置將功率路由到供應(yīng)一個(gè)或多個(gè)負(fù)載的指定支路。這些過(guò)電流裝置通常是電路中斷器例如電路斷路器和保險(xiǎn)絲，所述電路斷路器和保險(xiǎn)絲被設(shè)計(jì)成如果供應(yīng)負(fù)載的導(dǎo)體的極限被超過(guò)則中斷電流。電路斷路器是電路中斷器的優(yōu)選類(lèi)型，因?yàn)閺?fù)位機(jī)構(gòu)允許它們?cè)偈褂?。通常，電路斷路器由于斷開(kāi)或跳閘條件例如電流過(guò)載或接地故障而中斷電路。當(dāng)電流超過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)額定值由跳閘電流確定的時(shí)間間隔時(shí)產(chǎn)生電流過(guò)載條件。接地故障跳閘條件由在線路導(dǎo)體和中性導(dǎo)體之間流動(dòng)的電流的失調(diào)引起，所述電流失調(diào)可以由到地的漏電流或電弧故障引起。電弧故障一般被定義為通過(guò)在斷裂導(dǎo)體的兩端之間、或在有故障的接觸或連接器處的電離氣體的電流("串聯(lián)"電弧)、或者通過(guò)在供應(yīng)負(fù)載的兩個(gè)導(dǎo)體之間、或在導(dǎo)體和地之間的電離氣體的電流("并聯(lián)"電弧)。然而，電弧故障可能不會(huì)使常規(guī)電路斷路器跳閘。電弧故障電流電平可以被支路或負(fù)載阻抗減小到低于電路斷路器的跳閘曲線設(shè)置的電平。另外，不接觸接地導(dǎo)體或人的電弧故障將不會(huì)使接地故障保護(hù)器跳閘。有許多可以引起電弧故障的條件。例如，被腐蝕的、用舊的或老化的配線、連接器、接觸或絕緣、不良連接、被穿過(guò)絕緣的釘或釘子損壞的配線、以及由重復(fù)過(guò)載引起的電應(yīng)力、雷擊等。這些故障可能損壞導(dǎo)體絕緣和/或使導(dǎo)體達(dá)到不能接受的溫度。本發(fā)明涉及在家庭用具的正常操作范圍內(nèi)出現(xiàn)的低電流串聯(lián)電弧的檢測(cè)和/或在保護(hù)裝置(例如家庭電路斷路器)的操作額定值之內(nèi)的低電流串聯(lián)電弧故障檢測(cè)。美國(guó)專利No.6,008,973(共同轉(zhuǎn)讓的)主要基于負(fù)載電流的斜率變化并且不著眼于特定次諧波、寬帶噪聲含量和/或公用負(fù)栽識(shí)別。與此相反，本發(fā)明利用次諧波含量、寬帶噪聲和負(fù)載識(shí)別來(lái)設(shè)置閾值和選擇電弧特征。在我們的以上引用的申請(qǐng)(2002年3月27日提出的懸而未決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.10/107,621)中，每隔半周期地監(jiān)控頻率用于寬帶噪聲，主要在33KHz和58KHz帶中。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，某些負(fù)栽類(lèi)型，例如燈調(diào)光器負(fù)載，具有某些高頻特性，所述高頻特性可以被用來(lái)開(kāi)發(fā)算法以近似檢測(cè)例如燈調(diào)光器被設(shè)置在什么相角并且利用合適的電弧算法來(lái)為該特定調(diào)光器設(shè)置檢測(cè)電弧。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，典型的燈調(diào)光器波形的高頻成分主要出現(xiàn)在電流波形的上升沿。而在電弧期間，噪聲并不局限于電流波形的上升沿。因此，該特性可以被用來(lái)更好地區(qū)分電弧與正常的操作噪聲。而且，在一些負(fù)載類(lèi)型中，在電弧條件期間，噪聲僅在電流非零的地方出現(xiàn)；然而，在電弧期間，電流在電壓零交叉周?chē)鸀榱?。因此高頻噪聲在波形的這些區(qū)域基本為零。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這通常對(duì)任何類(lèi)型的負(fù)載中的任何電弧都適用。此外，在本發(fā)明中，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用以上引用的原申請(qǐng)中描述的檢測(cè)方法和設(shè)備，每隔1/8個(gè)線路周期監(jiān)控20KHz帶中的高頻噪聲可以用來(lái)獲得改善的負(fù)載識(shí)別。本發(fā)明可以應(yīng)用于住宅、商業(yè)、工業(yè)應(yīng)用用于預(yù)防串聯(lián)電弧故障的電路保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種確定電路中是否存在電弧的方法。所述方法包括感測(cè)所述電路中的電流的變化并且開(kāi)發(fā)相應(yīng)的輸入信號(hào)。分析輸入信號(hào)以確定預(yù)定頻率范圍中的寬帶噪聲的存在，并且產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)。確定連接到電路的負(fù)載類(lèi)型。所述確定至少部分地基于輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)以預(yù)定的方式使多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)增加。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用來(lái)確定電路中是否存在電弧的系統(tǒng)包括用來(lái)感測(cè)電路中的交流電流并且開(kāi)發(fā)相應(yīng)的傳感器信號(hào)的傳感器、用來(lái)分析傳感器信號(hào)以確定在預(yù)定范圍的頻率中的寬帶噪聲的存在并且產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)的電路、以及用來(lái)處理傳感器信號(hào)和輸出信號(hào)以確定連接到電路的負(fù)載的類(lèi)型和電流特性的控制器?？刂破鬟€利用負(fù)載電流特性和寬帶噪聲的存在來(lái)確定電路中是否存在電弧故障。所述系統(tǒng)也包括根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)以預(yù)定的方式增加的至少一個(gè)計(jì)數(shù)器。所述至少一個(gè)計(jì)數(shù)器適合根據(jù)次級(jí)分析(secondaryanalysis)減少?？刂破饕策m合至少部分地根據(jù)所述至少一個(gè)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)來(lái)確定是否存在電弧故障。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種響應(yīng)于輸入信號(hào)確定電路中是否存在電弧的方法，所述輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于電路中的交流電流并且對(duì)應(yīng)于電路中預(yù)定頻率范圍中的寬帶噪聲的存在。所述方法包括根據(jù)輸入信號(hào)增加多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)、根據(jù)次級(jí)因子的結(jié)果減少所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的所述一個(gè)或多個(gè)、利用所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)的狀態(tài)確定連接到電路的負(fù)栽的類(lèi)型以及是否存在電弧故障、以及在交流電流的每1/8個(gè)周期監(jiān)控20KHz帶中的高頻噪聲。圖la和lb形成根據(jù)本發(fā)明的電弧故障電路中斷器系統(tǒng)的電路示意圖2是示出形成圖1的系統(tǒng)的一部分的專用集成電路芯片的更多細(xì)節(jié)的功能圖3是示出圖2的芯片的數(shù)字電路部分的操作的功能框圖；圖4是形成圖lb的芯片的一部分的信號(hào)處理電路的電路示意圖；圖5A-5C是示出根據(jù)本發(fā)明的主程序順序的操作的流程圖；圖6是示出初始化程序模塊的操作的流程圖；圖7A-7J是示出檢測(cè)負(fù)載類(lèi)型程序模塊的操作的流程圖；圖8是更新歷史緩沖器程序模塊的流程圖；圖9是欠電流(undercurrent)監(jiān)控程序模塊的流程圖；圖10是超5安培電阻性程序模塊的流程圖；圖ll是示出電感性電弧計(jì)時(shí)器程序模塊的操作的流程圖；圖12是示出設(shè)置參數(shù)程序模塊的操作的流程圖；圖13A-13F示出顯示設(shè)置測(cè)試極限程序模塊的操作的流程圖；圖14A和14B示出顯示檢查極限程序模塊的操作的流程圖；圖15A-15D示出顯示檢查斜率變化程序模塊的操作的流程圖；圖16是示出缺少半周期檢查程序模塊的操作的流程圖；圖17A-17F示出顯示并聯(lián)電弧算法程序模塊的操作的流程圖；圖18是示出臺(tái)階(step)啟動(dòng)算法程序模塊的操作的流程圖；圖19A-19J示出顯示跳閘方程式(equation)程序模塊的操作的流程圖20A和20B示出顯示檢查電流架(shelf)程序模塊的操作的流程圖21A-21C示出顯示利用20KHz濾波器程序模塊的操作的流程圖22A和22B示出顯示讀取HF計(jì)數(shù)程序模塊的操作的流程圖23是示出存儲(chǔ)半周期結(jié)果程序模塊的操作的流程圖24是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的樣本正弦波的圖25是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖形識(shí)別(patternrecognition)程序模塊的操作的流程圖26是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的接通/斷開(kāi)轉(zhuǎn)換檢測(cè)程序模塊的操作的流程圖27是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的晶閘管掃描程序模塊的操作的流程圖；圖28是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的樣本電流和電壓波形的圖；以及圖29是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)化程序模塊的操作的流程圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及使用片上系統(tǒng)解決主要在電路斷路器或電插座、或其它電裝置中使用的電弧故障檢測(cè)，通常是15或20安培大小但不限于15或20安培大小。參考圖la和lb，當(dāng)被并入具有最少外部元件的電子印刷線路板12時(shí)，該微芯片10提供電弧故障檢測(cè)和主布線裝置的跳閘。片上系統(tǒng)是組合單個(gè)微芯片上的模擬和數(shù)字信號(hào)處理的專用集成電路。方塊圖在圖2中示出。所述"片上系統(tǒng)"10監(jiān)控主裝置中的線路電壓和電流并且分析它們用于電弧故障的存在。如果某電弧檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)滿足嵌入在微控制器14的存儲(chǔ)器18的軟件內(nèi)的電弧算法所確定的，則芯片用信號(hào)通知外部SCR98使它斷開(kāi)所述裝置與負(fù)栽。所述ASIC通常包括處理器或微處理器14、存儲(chǔ)器、放大級(jí)、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、模擬多路轉(zhuǎn)接器、電壓調(diào)節(jié)器和上電復(fù)位電路。所述ASIC的任務(wù)是測(cè)量線路電壓，檢測(cè)電壓零交叉，測(cè)量60Hz線路電流，測(cè)量接地故障電流，檢測(cè)中性線中的接地回路(接地中性)，檢測(cè)線路電流的高頻成分，為所有ASIC電路提供電壓調(diào)節(jié)，檢測(cè)信號(hào)的存在以開(kāi)始自測(cè)試，產(chǎn)生自測(cè)試高頻電流源，為微控制器提供欠電壓復(fù)位(POR)，提供跳閘信號(hào)以開(kāi)啟(fire)跳閘螺線管驅(qū)動(dòng)器，提供看門(mén)狗(watchdog)以復(fù)位微控制器，以及根據(jù)嵌在微控制器中的代碼做出跳閘決定。所述ASIC可以以兩種不同的模式操作"正常，，模式對(duì)應(yīng)于其中處理器14是主控(master)的模式。在正常模式中，微處理器控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率(A到D)、計(jì)數(shù)器、中斷以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。微處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM存儲(chǔ)器中的代碼。此外，微處理器為了限制功耗而通過(guò)強(qiáng)加"下電"信號(hào)來(lái)控制所有模擬塊的行為。該模式是所述ASIC的正常操作模式。"從"模式對(duì)應(yīng)于其中處理器14是從動(dòng)(slave)并且被標(biāo)準(zhǔn)通信信道(例如JTAG)接口或端口15(見(jiàn)圖la和lb)控制的模式?？梢岳肑TAG接口15在該模式中進(jìn)行兩個(gè)主要操作調(diào)試模式、以及寄存器值和數(shù)據(jù)傳送。利用ASIC的處理器14作為從處理器，JTAG端口可以用來(lái)將個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或其它外部處理器耦合到所述ASIC。這允許ASIC計(jì)數(shù)器、寄存器等的詢問(wèn)以及重寫(xiě)到ASIC的存儲(chǔ)器、寄存器等。JTAG端口15包括數(shù)據(jù)輸入/輸出端口(TDI、TDO)、以及復(fù)位(TRST)、時(shí)鐘(TCLK)和模式選擇(TMS)端口。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器14是來(lái)自ARM公司的ARM丌DMI。所述ARM在它的接口周?chē)哂羞吔鐠呙桦娐?，其用于生產(chǎn)測(cè)試或用來(lái)連接到用于系統(tǒng)和軟件調(diào)試的電路內(nèi)部仿真器(ICE)接口(即JTAG)。JTAG接口可以通過(guò)管腳TDI、TDO、TMS、TCK和TRST訪問(wèn)并且像JTAGi兌明書(shū)中所說(shuō)明的那樣工作。所述處理器是32位寬并且具有12MHz的CPU頻率。外部諧振器90(圖lb)具有24MHz的頻率，所述24MHz的頻率除以2用于CPU。利用寬帶噪聲的存在以及電流特征和上升時(shí)間(di/dt)，微處理器分析電流、接地故障和di/dt信號(hào)，并且通過(guò)電弧檢測(cè)算法做出跳閘決定。在引用作為參考文獻(xiàn)的2001年7月10日出版的美國(guó)專利號(hào)No.6,259,996中描述了一個(gè)這樣的算法。當(dāng)線路電壓被饋送給微處理器時(shí)，它可以被所述算法可選地用來(lái)實(shí)現(xiàn)如嵌入式軟件所規(guī)定的多級(jí)電弧檢測(cè)。微處理器利用零交叉信號(hào)來(lái)使電孤檢測(cè)算法與線路電壓同步。在所述ASIC中存在不同的時(shí)鐘域用于ARM、總線控制器和存儲(chǔ)器的時(shí)鐘。微處理器時(shí)鐘頻率是12MHz。用于外圍設(shè)備(計(jì)數(shù)器、看門(mén)狗、ADC、BP濾波器)的時(shí)鐘是4MHz、1MHz和250KHz的頻率。這些時(shí)鐘是固定的并且由ARM時(shí)鐘獲得。有兩個(gè)存儲(chǔ)器域。程序存儲(chǔ)器包括用于ARM操作的軟件，該程序存儲(chǔ)器空間包括10kb的ROM(2560個(gè)32位的字)，并且程序存儲(chǔ)器起始地址是0000:0000(十六進(jìn)制)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16包括程序數(shù)據(jù)并且由兩個(gè)128字節(jié)x16位的RAM構(gòu)成，總計(jì)512字節(jié)。存儲(chǔ)器通路可以是32位或16位寬。ARM選擇存取方式。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器起始地址是0004:0000(十六進(jìn)制)。除了存儲(chǔ)器以外，處理器也可以訪問(wèn)寄存器。寄存器存儲(chǔ)器起始地址是0008:0000(十六進(jìn)制)。下面簡(jiǎn)要描述多個(gè)功能塊(見(jiàn)圖2)和它們各自的操作3.3V調(diào)節(jié)器20提供供芯片的模擬和數(shù)字部分使用的被精確調(diào)節(jié)的DC電源。芯片的輸入僅需要被粗略地調(diào)節(jié)到粗略的極限內(nèi)，例如4到7伏。POR或上電復(fù)位電路22感測(cè)芯片的調(diào)節(jié)電源電壓，并且如果所述電壓低于安全操作極限就將微控制器保持在復(fù)位狀態(tài)。模擬參考電路(AREF)24在模擬電源的中點(diǎn)為輸入信號(hào)提供參考點(diǎn)以允許放大的信號(hào)在正和負(fù)之間擺動(dòng)。AREF向外連接到REFIN管腳26。Vl/Vn差動(dòng)放大器28通過(guò)位于外部的分壓器29(圖1B)差動(dòng)地測(cè)量在主裝置的端子處的線路電壓。電壓信號(hào)如所示在低通濾波器塊30處被低通濾波以除去高頻噪聲或諧波以及提供抗混疊。經(jīng)濾波的信號(hào)被發(fā)送到多路轉(zhuǎn)接器32的第一通道并且也被發(fā)送到零交叉檢測(cè)器34的輸入。在VCAP管腳和外部電容器91(圖lb)處的輸出電壓為A/D轉(zhuǎn)換器86提供抗混疊低通濾波器(LPF)。在輸入處的典型差動(dòng)輸入范圍是+/-0.65V。在線路電壓差動(dòng)放大器28的輸出處的比較器34檢測(cè)供同步電弧檢測(cè)算法使用的線路電壓中的零交叉(ZC)。在di/dt傳感器的外部集成輸出被低通濾波38用于抗混疊并且被發(fā)送到前面引用的多路轉(zhuǎn)接器32的第二通道之前，在INTEG輸入處的放大器36放大該di/dt傳感器的外部集成輸出。監(jiān)控通過(guò)主裝置的線路電流的di/dt傳感器25(見(jiàn)圖1)的輸出在首先被濾波電容器42(圖lb)高通濾波以除去60HZ分量之后連接到di/dt放大器40的輸入。di/dt信號(hào)在放大器40處被放大并且被發(fā)送到三個(gè)帶通濾波器50、52、54的輸入。在DIDT輸入處出現(xiàn)的在lOKHz到100KHz范圍內(nèi)的寬帶噪聲是存在電弧的一個(gè)指示。圖3示出di/dt感測(cè)系統(tǒng)的更詳細(xì)的方塊圖。三個(gè)開(kāi)關(guān)電容器(SC)帶通濾波器(BPF)50、52、54分別設(shè)置在20、33和58KHz,過(guò)濾di/dt信號(hào)以確定在線路電流中是否存在寬帶噪聲。通過(guò)一組比較器60監(jiān)控濾波器的輸出，當(dāng)預(yù)定的閾值被超過(guò)時(shí)所述比較器60的輸出改變狀態(tài)。微處理器14(圖2)單獨(dú)地監(jiān)控每個(gè)濾波器的比較器的狀態(tài)并且也監(jiān)控在所述33和58KHz濾波器的與門(mén)62處的邏輯與輸出以確定寬帶噪聲的存在。通過(guò)與開(kāi)關(guān)電容器帶通濾波器50、52、54相同的時(shí)鐘(f=1MHz)使比較器60輸出和與門(mén)62同步。應(yīng)當(dāng)注意的是，比較器輸出與時(shí)鐘的與操作確保在33KHz和58KHz濾波器的通帶中的高頻成分必須同時(shí)存在并且具有足夠的幅度以便被認(rèn)為是寬帶噪聲并且因此必須用33/58計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。為了分別計(jì)算20KHz、33KHz和58KHzBPF的通帶中的成分，為將來(lái)使用提供單獨(dú)的計(jì)數(shù)器。所述ASIC提供di/dt輸入信號(hào)的放大并且執(zhí)行模擬信號(hào)處理。如上所述，通過(guò)三個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)電容器帶通濾波器(BP)(20、33和58KHz)的信號(hào)與沿兩個(gè)方向(正和負(fù))的固定閾值參考電壓相比較。20KHzBP具有等于4的典型品質(zhì)因數(shù)Q。33和58KHzBP具有等于8的典型Q。比較器的輸出控制單獨(dú)的計(jì)數(shù)器。33和58KHzBP比較器輸出的與布爾組合控制如圖3中所示的笫4個(gè)計(jì)數(shù)器。所有的比較器輸出根據(jù)開(kāi)關(guān)電容器時(shí)鐘(1MHz)被同步并且在每個(gè)1Us的周期期間是穩(wěn)定的?？梢酝ㄟ^(guò)軟件復(fù)位或停用計(jì)數(shù)器?？够殳B濾波器被放置在第一級(jí)中。截止頻率通常是150KHz。帶通濾波器的采樣時(shí)鐘頻率是F1MHz。箝位反并聯(lián)二極管放置在ASIC內(nèi)部的AREF和DIDT之間?？梢酝ㄟ^(guò)下列表達(dá)式描述開(kāi)關(guān)電容器帶通濾波器的Z域函數(shù)Yi=a(Xi-Xh)-bYh-c其中Xi和Yi分別是輸入和輸出電壓的第i個(gè)樣本，并且a、b和c是濾波器系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)化BP的系數(shù)20KHz33KHz58KHza0.0310.0260.047b-1.953-1.932-1.825c0.9690.9740.952接地故障感測(cè)變壓器35(圖lb)的輸出連接到GFIN放大器80(圖2)的輸入，所述GFIN放大器80具有高的增益以放大來(lái)自傳感器的小輸出。接地故障信號(hào)在被饋送到多路轉(zhuǎn)接器32(圖2)的第三通道之前被放大并且被低通濾波(82)(圖2)用于抗混疊。還參考圖4,該電路在AD轉(zhuǎn)換之前執(zhí)行接地故障(GF)輸入電壓的放大和抗混疊低通(LP)濾波，并且在管腳GFOSC處為接地中性檢測(cè)提供高通(HP)濾波和放大。第一增益級(jí)80是為低通和高通濾波器82、83(圖2)提供信號(hào)的電流-電壓轉(zhuǎn)換器。高通濾波器的3dB帶寬是典型的15KHz。LP和HP濾波器分別由內(nèi)部電阻器與外部電容器81和85構(gòu)成。箝位反并聯(lián)二極管87(見(jiàn)圖lb)放置在AREF和GFIN管腳之間用于瞬態(tài)保護(hù)。當(dāng)裝備有接地中性感測(cè)變壓器83(圖4)以及5mA接地故障變壓器35(圖4)時(shí)，芯片IO具有對(duì)人身水平的接地故障保護(hù)的準(zhǔn)備。為實(shí)現(xiàn)該特征功能，可以通過(guò)電容器81將輸出GFOUT耦合到GFHF的輸入。然后GFOSC被電容性地耦合到中性感測(cè)變壓器83的繞組。當(dāng)這樣連接時(shí)，這形成了靜止(dormant)振蕩器中性檢測(cè)系統(tǒng)，包括第二運(yùn)算放大器84和比較器89。在GFHF處的第二放大器84的功能是在存在足夠低的電阻接地中性條件時(shí)提供使靜止振蕩器振蕩所必需的總環(huán)路增益。多路轉(zhuǎn)接器32(圖2)交替在三個(gè)通道輸入即電流、線路電壓或接地故障之間選擇并且將選擇的信號(hào)傳遞到模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器(ADC)86(圖2)的輸入。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器86是交替數(shù)字化用于由微處理器分析的電流、線路電壓和接地故障信號(hào)的單通道X5轉(zhuǎn)換器。通過(guò)放置在di/dt線圈25(圖la)的輸出中的外部低通濾波器83a獲得在ASIC管腳INTEG處的線路電流信號(hào)。ASIC放大所述INTEG信號(hào)。通過(guò)放置在AD轉(zhuǎn)換級(jí)前的ICAP管腳處的外部電容器88(圖lb)獲得抗混疊LP濾波器?？撮T(mén)狗(WD)92監(jiān)控ARM微處理器14的操作。如果軟件在周期時(shí)間沒(méi)有復(fù)位看門(mén)狗計(jì)數(shù)器，則所述看門(mén)狗引起微處理器的硬復(fù)位。可替換地，它可以被用來(lái)引起跳閘條件?？撮T(mén)狗是基于由250KHz時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的15位寬周期計(jì)數(shù)器。通過(guò)軟件以WDG—RST地址復(fù)位所述計(jì)數(shù)器。在該地址上寫(xiě)入1復(fù)位所述計(jì)數(shù)器。如所述，看門(mén)狗必須僅在特定的時(shí)間窗中被復(fù)位，否則，發(fā)生硬復(fù)位。如果看門(mén)狗在計(jì)數(shù)器達(dá)到2A14之前被復(fù)位或如果計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)器達(dá)到2A15之前沒(méi)有被復(fù)位，則為ARM并且為WD計(jì)數(shù)器產(chǎn)生看門(mén)狗復(fù)位。為允許ARM檢查看門(mén)狗值，可以讀取MSB(位14)，并且如果所述值是l，則處理器必須復(fù)位計(jì)數(shù)器。當(dāng)看門(mén)狗產(chǎn)生復(fù)位時(shí)，特定的寄存器被設(shè)置以顯示看門(mén)狗復(fù)位已經(jīng)發(fā)生。即使在復(fù)位后也可以讀取該寄存器值。當(dāng)跳閘決定到達(dá)時(shí)，跳閘信號(hào)緩存器96閉鎖并且驅(qū)動(dòng)外部啟動(dòng)電路(圖la)的SCR98的柵極。為了在跳閘序列期間節(jié)約儲(chǔ)能，微處理器被中斷并且部分模擬電路被停用。SCR9S與跳閘線圏100串聯(lián)連接。在接通狀態(tài)，SCR98使線圏100越過(guò)所述線路瞬間短路以才凡械木>開(kāi)主裝置的接觸并且隨后中斷電流的流動(dòng)。按下測(cè)試(pushtotest)(PTT)電路102監(jiān)控按下測(cè)試(PTT)按鈕104的狀態(tài)。當(dāng)按下測(cè)試按鈕被壓下時(shí)，線路電壓通過(guò)電路102中的外部分壓器被施加到芯片IO的PTT輸入。電路感測(cè)到系統(tǒng)測(cè)試正被請(qǐng)求并且用信號(hào)通知微處理器進(jìn)入測(cè)試模式。測(cè)試按鈕104(不是ASIC的一部分)的啟動(dòng)被PTT比較器93(圖2)檢測(cè)為PTT(按下測(cè)試)管腳處的電壓。利用測(cè)試模式中的微處理器，測(cè)試信號(hào)緩沖器106充當(dāng)電流源，所述電流源依次利用在帶通濾波器的中心頻率即20KHz(當(dāng)使用時(shí))、33KHz和58KHz的每一個(gè)處的急劇上升和下降沿方波驅(qū)動(dòng)di/dt傳感器的測(cè)試?yán)@組45(圖la)。表l在下面簡(jiǎn)要描述了ASICIO的每一個(gè)管腳。名稱類(lèi)型描述VSUP電源高正ASIC電源電壓■A電源模擬正ASIC電源電壓和調(diào)節(jié)器輸出■電源數(shù)字正ASIC電源電壓(輸入)AGND電源模擬接地GND電源數(shù)字接地INTEG模擬用于電流測(cè)量的輸入ICAP模擬用于LP濾波器的輸入REFIN模擬參考電壓的輸入感測(cè)AREF模擬模擬參考輸出DIDT模擬用于DIDT測(cè)量的輸入TEST模擬測(cè)試輸出信號(hào)TRIP模擬跳閘輸出信號(hào)VL模擬用于電壓測(cè)量的輸入VN模擬用于電壓測(cè)量的輸入VCAP模擬用于LP濾波器的輸入PTT模擬PTT輸入信號(hào)CLKI模擬石英的輸入時(shí)鐘CLK0模擬石英的輸出時(shí)鐘GFIN模擬用于GF測(cè)量的輸入信號(hào)GF0UT模擬增益級(jí)的輸出GFLF模擬用于LP濾波器的輸入GFHF模擬用于HP濾波器的輸入GF0SC模擬GF靜止增益級(jí)的輸出TDI數(shù)字輸入數(shù)據(jù)輸入TD0數(shù)字輸出數(shù)據(jù)輸出TCLK數(shù)字輸入時(shí)鐘輸入TMS數(shù)字輸入選擇輸入TRST數(shù)字輸入復(fù)位輸入(有效低)補(bǔ)充的操作描述接地故障檢測(cè)特征的主要目的是在電弧初期檢測(cè)到地電弧，其中接地導(dǎo)體在故障線路導(dǎo)體的附近。這種檢測(cè)和跳閘可以在它們發(fā)展成為大事件之前清除電弧故障。正如較早所討論的，通過(guò)利用合適的接地故障和中性感測(cè)變壓器，該特征可以用來(lái)提供人身保護(hù)以及到地電弧檢測(cè)。當(dāng)按下測(cè)試按鈕104被壓下時(shí)，線路電壓以這樣的方式施加到按下測(cè)試電路102以便使接地故障電流流過(guò)接地故障感測(cè)變壓器83并且同時(shí)強(qiáng)制微控制器14進(jìn)入如前所述的測(cè)試模式。微處理器監(jiān)控接地故障檢測(cè)電路的輸出和帶通濾波器的輸出(由驅(qū)動(dòng)測(cè)試?yán)@組的測(cè)試緩沖器引起)以確定帶通濾波器檢測(cè)電路是否在起作用。只有當(dāng)計(jì)數(shù)器66和68具有足夠高的計(jì)數(shù)并且存在足夠高的接地故障信號(hào)峰時(shí)，跳閘信號(hào)才會(huì)被給出。校準(zhǔn)程序允許微處理器14補(bǔ)償線路電壓、電流和接地故障測(cè)量電路中的運(yùn)算放大器中的每一個(gè)所產(chǎn)生的偏移電壓。直接在上電之后并且每隔周期性的間隔(更新數(shù)據(jù)例如補(bǔ)償熱漂移)，微處理器啟動(dòng)校準(zhǔn)程序。在該時(shí)間周期期間，線路電壓和電流測(cè)量電路從它們各自的輸入端在內(nèi)部被斷開(kāi)并且運(yùn)算放大器中的每一個(gè)被依次連接到模擬參考電壓(AREF)24。然后相應(yīng)的偏移電壓(每個(gè)運(yùn)算放大器的偏移電壓)被微處理器讀取并且它們的值被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。通過(guò)軟件從測(cè)量的信號(hào)值減去存儲(chǔ)的偏移電壓。通過(guò)在內(nèi)部短路第一級(jí)放大器(80)增益設(shè)置電阻器并且直接從輸入讀取外部AC耦合電容器上的偏移電壓來(lái)測(cè)量接地故障偏移。軟件從測(cè)量的信號(hào)值減去該值。并入電弧故障電路保護(hù)的住宅型電路斷路器需要非常小的具有低功耗的印刷線路板。為了可靠地區(qū)分電弧故障和電噪聲負(fù)載，例如來(lái)自照明開(kāi)關(guān)和通用電動(dòng)機(jī)的電弧，電弧故障電路中斷需要大的模擬和數(shù)字信號(hào)處理。在前面的實(shí)施例中，利用單獨(dú)的模擬ASIC(專用集成電路)和微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的處理。片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)減小了封裝尺寸(減小大約1/3),也減少了必需的外部部件。減小的部件和部件放置的結(jié)合導(dǎo)致顯著的成本降低和組裝的簡(jiǎn)易。帶通濾波器性能更穩(wěn)定，偏移電壓校正被改善，測(cè)試電路性能被改善，并且可以提供接地故障人身保護(hù)。利用負(fù)載電流、負(fù)載電流的上升速度(di/dt)以及系統(tǒng)線路電壓，本發(fā)明檢測(cè)家庭用具軟線和電布線中的串聯(lián)電弧條件。利用負(fù)載電流、負(fù)栽電流的上升速度(di/dt)以及系統(tǒng)線路電壓輸入，下面介紹的方法將利用符合負(fù)載的合適電弧檢測(cè)算法來(lái)識(shí)別所述負(fù)栽(如果存在所述負(fù)載)并且確定是否存在電弧特征。當(dāng)電弧特征被檢測(cè)時(shí)，跳閘信號(hào)啟動(dòng)并且斷開(kāi)電路斷路器，停用電弧源。本發(fā)明的所述實(shí)施例用于15A或20A的家庭分支電路斷路器，但是本發(fā)明并不被如此限制。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，串聯(lián)電弧特征不同于與電弧串聯(lián)的不同類(lèi)型的負(fù)載。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)串聯(lián)電弧的最好方法是首先分類(lèi)負(fù)載電流的特征并且然后尋找該類(lèi)負(fù)栽的電弧特征。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，大部分住宅負(fù)載通過(guò)它們的波形和相位關(guān)系可以被分成八類(lèi)。我們已經(jīng)給這些種類(lèi)命名"壓縮機(jī)，，、"計(jì)算機(jī)，，、"計(jì)算機(jī)和電阻"、"換向器電動(dòng)機(jī)，，、"燈調(diào)光器"、"燈調(diào)光器和電阻"、"變速電動(dòng)機(jī)"以及"電阻"。盡管使用這些負(fù)栽類(lèi)型的名稱，但是在不脫離本發(fā)明的情況下，也可以包含或取代其它負(fù)栽類(lèi)型。我們已經(jīng)利用下面描述的技術(shù)實(shí)現(xiàn)改善的檢測(cè)時(shí)間和改善的抗擾亂跳閘性。在下文結(jié)合以上簡(jiǎn)要描述的、并且將在下文更充分描述的多個(gè)流程圖來(lái)描述該技術(shù)。特別地，除了在我們以上參考的原申請(qǐng)中描述的技術(shù)之外，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用被分成1/8個(gè)線路周期增量的高增益低隊(duì)列因子的20KHz帶通濾波器在一些類(lèi)型的負(fù)載中提供了另外的改善。即，在每1/8個(gè)線路周期利用高分辨率高頻成分并且在線路周期的不同位置尋找高頻成分的存在提供了改善的電弧檢測(cè)和抗擾亂跳閘性。取決于負(fù)載類(lèi)型，在正常負(fù)載條件例如啟動(dòng)和穩(wěn)態(tài)條件下的高頻成分的特征將與電弧條件下的不同。特別地，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一些負(fù)載例如典型的真空吸塵器，高增益低隊(duì)列濾波器帶通濾波器將具有恒定的非零輸出。然而，在這種負(fù)栽的串聯(lián)電弧期間，當(dāng)電弧電流為零時(shí)持續(xù)的濾波器輸出將會(huì)轉(zhuǎn)到電壓零交叉附近的零。電弧期間，當(dāng)電流為零時(shí)將沒(méi)有高頻成分，其在電弧事件中隨機(jī)地出現(xiàn)，但是在正常運(yùn)行負(fù)載期間高頻成分一般更均勻。因此，利用高增益、低隊(duì)列濾波器并且將線路周期分成多個(gè)部分，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，改善的電弧檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在參考圖5A-5C，在開(kāi)始202主程序序列初始化2(M微處理器或控制器(見(jiàn)圖6),并且然后等待206監(jiān)控電流的下一個(gè)零電壓交叉并且然后開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換208。然后啟用自測(cè)試或按下測(cè)試(PTT)模式212,如果被要求并且成功的話，所述自測(cè)試或按下測(cè)試(PTT)模式212會(huì)接通跳閘螺線管以使斷路器跳閘。除了前述的，以上簡(jiǎn)要描述的并且在下文更充分描述的流程圖還提供了一些超過(guò)在我們以上引用的共同未決的申請(qǐng)(2002年3月27日提交的序列號(hào)No.10/107,621)中所公開(kāi)的改善的附加改善。本申請(qǐng)的一個(gè)目的是改善編碼效率并且也再編譯供改善的處理器類(lèi)型^f吏用的編碼和模塊。在上文描述的實(shí)施例中，處理器可以是ARM公司(AdvancedReducedInstructionSetComputer(IRSC)Machine)提供的ARM7TDMI所指定的類(lèi)型，其基本上是為ASIC廠商提供的編碼，用于允許所述ASIC根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行電弧檢測(cè)。現(xiàn)在再次參考圖5A-5C，主程序序列然后對(duì)許多其它模塊進(jìn)行排序，其更多細(xì)節(jié)在附圖的下列圖中被示出。簡(jiǎn)要地，這些包括圖7A-7J中示出檢測(cè)負(fù)載型模塊240、圖8中示出的更新歷史緩沖器模塊242以及圖9中示出的欠電流監(jiān)控模塊244。這些后面有圖10中示出的超5安培電阻性算法模塊246、圖11中示出的電感性電弧計(jì)時(shí)器模塊248、以及圖12中示出的設(shè)置參數(shù)模塊250。對(duì)于被指定為算法l、算法2、算法3的三個(gè)獨(dú)立算法中的每一個(gè)，分別在圖12、圖13A-13F、圖14A-14B和圖15A-15D中示出的該后面的模塊250與下列三個(gè)模塊252、254和256被重復(fù)三次。在這些算法的每一個(gè)中，當(dāng)模塊的每一個(gè)運(yùn)行時(shí)參數(shù)中的一些被稍微改變。因此，模塊258、260、262和264是利用用于"算法2"的稍微不同的參數(shù)運(yùn)行的相同模塊，并且類(lèi)似地，模塊266、268、270和272是又利用用于"算法3"的稍微不同的參數(shù)運(yùn)行的相同模塊。緊接著，在圖16中示出缺少半周期模塊291并且運(yùn)行圖17A-17F中示出并聯(lián)電弧算法模塊291。該后面的并聯(lián)電弧算法模塊291是以在我們的在前的美國(guó)專利號(hào)No.6,259,996中更充分解釋的方式相應(yīng)地測(cè)試并聯(lián)電弧的所謂的類(lèi)型B算法，并且暫時(shí)參考圖13A-13F,這里示出的算法基本類(lèi)似于在我們以上引用的在前專利中示出的那些。在并聯(lián)電弧算法之后，如圖18中所示地執(zhí)行啟動(dòng)算法278。在該點(diǎn)上，跳閘方程式在280運(yùn)行，如圖19A-19J中所示。在282，程序序列檢查零交叉以驗(yàn)證半周期完成了。半周期一完成，主程序就繼續(xù)檢查圖20A-20B中示出的電流架模塊284，后面是圖21A-21C中示出的使用20KHz濾波器模塊286。在該點(diǎn)上根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面使用所述20KHz濾波器以為以上討論的每1/8個(gè)線路周期監(jiān)控高頻噪聲。下一個(gè)模塊288從進(jìn)一步在圖22A-22B中示出的20KHz濾波器讀取高頻計(jì)數(shù)，并且半周期結(jié)果存儲(chǔ)在圖23中所示的模塊290中。在292讀取測(cè)試按鈕去抖動(dòng)寄存器，并且如果大于2，則自測(cè)試模式被設(shè)置為真(true)，測(cè)試按鈕去抖動(dòng)被設(shè)置得等于4并且四秒計(jì)數(shù)寄存器在294被設(shè)置為零，據(jù)此，主序列準(zhǔn)備從圖5A的頂部重復(fù)。雖然在此示出的特定算法與以上參考的原申請(qǐng)中示出的算法稍微不同，但是操作的基本理論和方式是相同的，其中模塊著眼于多種峰、面積和上升時(shí)間、以及上面給出的樣本組的從一個(gè)樣本到下一個(gè)樣本的值的多種比率、以及因數(shù)，例如從一個(gè)周期到下一個(gè)周期的峰位的變化。在用來(lái)在電弧檢測(cè)算法或19A-19J的跳閘方程式中選擇稍后運(yùn)行的合適的負(fù)載類(lèi)型算法的軟件中，所有這些因數(shù)被用來(lái)增加或設(shè)置多個(gè)寄存器或計(jì)數(shù)器。圖6示出以上所述的初始化模塊204，所述初始化模塊204包括開(kāi)始230、軟件計(jì)數(shù)器/寄存器的初始化233、清除RAM數(shù)據(jù)、并且轉(zhuǎn)到返回。在本實(shí)施例中指定的負(fù)載類(lèi)型是壓縮機(jī)負(fù)載、電阻性計(jì)算機(jī)負(fù)載、電阻、電感性電刷負(fù)載、燈調(diào)光器、燈調(diào)光器電阻性負(fù)載以及變速電動(dòng)機(jī)。在不脫離本發(fā)明的情況下可以指定或利用其它負(fù)載類(lèi)型或基于相同或其它標(biāo)準(zhǔn)的上栽類(lèi)型小組。根據(jù)本發(fā)明的所述實(shí)施例，微控制器或微處理器在軟件中實(shí)施多個(gè)計(jì)數(shù)器。根據(jù)不久將要描述的檢測(cè)負(fù)載類(lèi)型程序或模塊，也根據(jù)其它程序或模塊，包括稍后將描述的電弧檢測(cè)算法或"跳閘方程式，，，來(lái)增加或減少這些計(jì)數(shù)器。然后控制器根據(jù)多個(gè)計(jì)數(shù)器或計(jì)數(shù)器的小組不僅從以上指定的類(lèi)型中確定負(fù)載類(lèi)型而且確定是否存在電弧。正如不久將要見(jiàn)到的，不同的算法或不同的子程序或算法的部分被用于每種負(fù)載，一旦已經(jīng)確定負(fù)載類(lèi)型，就根據(jù)上述獲得的傳感器輸入確定電弧是否發(fā)生。因此，根據(jù)輸入的傳感器信號(hào)增加和/或設(shè)置多個(gè)計(jì)數(shù)器或寄存器。在多個(gè)算法或子程序中利用這些寄存器和/或計(jì)數(shù)器的狀態(tài)來(lái)不僅確定負(fù)載類(lèi)型，而且確定一種電弧的發(fā)生和/或足以引起指定跳閘信號(hào)以便使電路斷路器跳閘到斷開(kāi)位置的幅度。正如從隨后的描述將顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明的方法也選擇一種負(fù)載類(lèi)型作為默i/w。在本實(shí)施例中，在通過(guò)圖7A到7J的檢測(cè)負(fù)栽類(lèi)型程序確定沒(méi)有其它負(fù)載類(lèi)型存在的情況下電阻性負(fù)載類(lèi)型是默認(rèn)選擇。現(xiàn)在參考圖7A，為了為厶峰位寄存器中的半周期1和半周期2之間的峰位差設(shè)置絕對(duì)值，在304監(jiān)控輸入波形的峰位。因此，半面積n寄存器310將面積設(shè)置得等于面積n的一半，所述面積n是第n個(gè)(例如笫一)半周期上的波形下面的面積。然后算法著眼于多個(gè)前面采用的樣本(在312的(1-14)和在314的(15-32))以在316、318或320為中點(diǎn)寄存器確定合適的設(shè)置。在該點(diǎn)上，圖示的實(shí)施例每線路周期采用32個(gè)樣本。中點(diǎn)寄存器或計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)于中點(diǎn)或電流尖峰出現(xiàn)的樣本或周期。其次，在322上升時(shí)間寄存器被設(shè)置得等于笫一半周期的峰值1與最大di/dtl的比率，并且縱橫比寄存器被設(shè)置得等于第一半周期中面積與峰值的比率。如果第一半周期中面積的兩倍大于最小安培寄存器(324)中的值，則負(fù)載電流在326被設(shè)置為真。如果不是，則負(fù)栽電流在328被設(shè)置為假(false)。繼續(xù)到圖7B，如果負(fù)載電流是真(330)，則檢查峰值寄存器，并且如果低于4000(331),則在332檢查縱橫比峰位中的值、上升時(shí)間和中點(diǎn)寄存器。在333檢查架計(jì)數(shù)，并且如果這些寄存器小于特定值則負(fù)載型計(jì)數(shù)器被增加334。否則，則檢查縱橫比峰位和中點(diǎn)值(在336)架計(jì)數(shù)和電感性電刷計(jì)數(shù)(在337)并且負(fù)載型寄存器或計(jì)數(shù)器增加2，取決于這些值，即這些值是大于還是小于所選量。在圖7C中，在340讀取A和峰位最大di/dt寄存器值，并且如果這些值大于或小于所選量則在341將因數(shù)1和2寄存器設(shè)置為所選值。其次，在342讀取縱橫比寄存器和其它，并且如果大于或小于所選量，則電阻性計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)寄存器或計(jì)數(shù)器在344增加2。在345、346、347、348、349、350和352示出寄存器值的附加檢查與電感性電刷計(jì)數(shù)和電阻性計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)負(fù)載型寄存器的增加以及這些因數(shù)的設(shè)置，據(jù)此程序進(jìn)入圖7D。要注意的是，負(fù)載電流中的"假(false)"讀數(shù)-正寄存器(330)或在峰位和中點(diǎn)讀書(shū)處的"no"(340)將程序指向圖7G。在圖7D、7E和7F中，多個(gè)其它寄存器值被測(cè)試，并且如果在特定范圍內(nèi)或在特定值以上或以下，則以與圖7C中大致相同的方式設(shè)置多個(gè)負(fù)載型寄存器和因數(shù)寄存器。接著參考圖7G,在描述的實(shí)施例中，負(fù)載型計(jì)數(shù)器基本上自由運(yùn)轉(zhuǎn)，并且為了防止它們溢出，它們都被減少一個(gè)計(jì)數(shù)，假定它們通常大于零。這在步驟404到430中示出。進(jìn)入到圖7H，在436與"負(fù)載型"計(jì)數(shù)器一起檢查多個(gè)負(fù)載類(lèi)型在計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)，并且如果大于特定值，則在438將負(fù)栽型計(jì)數(shù)器減少2，或者，如果不是，并且負(fù)載型計(jì)數(shù)器為非零(440)，則在442將負(fù)載型計(jì)數(shù)器減少l。如果負(fù)載型計(jì)數(shù)器不大于0，則在443復(fù)位峰值減25%寄存器。在參考數(shù)字444-450，運(yùn)行負(fù)載型計(jì)數(shù)器和低于5A寄存器的進(jìn)一步檢查(在444)用來(lái)減少負(fù)栽型計(jì)數(shù)器(446)或用來(lái)將負(fù)栽型計(jì)數(shù)器設(shè)置得等于12(450)。圖71和7J根據(jù)多個(gè)負(fù)載型計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)顯示檢測(cè)的負(fù)載計(jì)數(shù)器或寄存器的多個(gè)設(shè)置。圖7J顯示根據(jù)所示的電阻性計(jì)數(shù)和多個(gè)峰計(jì)數(shù)器中的特定條件將檢測(cè)的負(fù)載計(jì)數(shù)器設(shè)置為默認(rèn)1或默認(rèn)2條件并且將檢查高頻計(jì)數(shù)寄存器設(shè)置為真。圖8示出用于更新歷史緩沖器的模塊242，其中如所示地更新多個(gè)寄存器或緩沖器。圖9示出檢查低于5安培電流條件的欠電流監(jiān)控模塊244。圖10是超5安培電阻性模塊246。該模塊如在502-506所示地監(jiān)控多個(gè)計(jì)數(shù)器的條件并且如在508-512所示地增加或減少頻率計(jì)數(shù)器。在514，最初將超5安培高頻寄存器設(shè)置為假，并且計(jì)算第一和第三半周期在33KHz和58KHz處的高頻計(jì)數(shù)之間的差的絕對(duì)值?，F(xiàn)在參考圖11，更詳細(xì)地示出電感性電弧計(jì)時(shí)器模塊248。該模塊通過(guò)檢查命中(hit)30和命中20寄存器從550開(kāi)始。這些寄存器涉及電流特征中的30Hz或20Hz諧波。電感性電弧計(jì)時(shí)器模塊然后檢查斜率變化的狀態(tài)并且相應(yīng)地在552和554或556增加或減少電弧電感性計(jì)數(shù)器，取決于它的電流狀態(tài)。圖12示出設(shè)置參數(shù)模塊250。該模塊設(shè)置參數(shù)1和參數(shù)2寄存器與分子和分母符號(hào)寄存器以及臨時(shí)2寄存器，取決于所選擇的算法。在該點(diǎn)上在所示的實(shí)施例中三種算法是可選擇的，正如相對(duì)于主程序序列所看到的。在圖5A-5C中，圖12的模塊運(yùn)行三次，一次用于這些算法中的每一個(gè)。如圖12中所看到的，所述模塊本身確定哪個(gè)算法正被請(qǐng)求，正如在參考數(shù)字600、602和603所顯示的。類(lèi)似地，在參考數(shù)字604、605、606、608和610顯示由模塊設(shè)置的寄存器。圖13A-13F示出自測(cè)試極限模塊252。該模塊為三個(gè)算法類(lèi)型中的每一個(gè)設(shè)置百分比寄存器的特定極限，并且類(lèi)似于圖12的模塊如圖5A-5C中所示地運(yùn)行三次，一次用于每個(gè)算法，如在620、6"和623所示地確定。在每種情形下，所述模塊對(duì)總體上在圖13A-13F示出的每個(gè)算法為多個(gè)負(fù)載類(lèi)型設(shè)置百分比極限(如下面表格中所限定的)。這也包括默認(rèn)1和默認(rèn)2負(fù)載類(lèi)型的設(shè)置。表格1-測(cè)試極限限定<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>圖14A-14B示出檢查極限模塊254。該模塊基本上檢查看"參數(shù)"是否已經(jīng)被圖13A-13F的模塊中設(shè)置的特定百分比極限改變。"比率大于測(cè)試極限，，寄存器或緩沖器最初被設(shè)置為假，正如在640所示的。接著在642檢查從一個(gè)樣本到下一個(gè)樣本的參數(shù)的符號(hào)，并且如果為正，表示上升波形邊沿，則在644將比率符號(hào)設(shè)置為真，并且如果為負(fù)，表示下降沿，則在646將比率符號(hào)緩沖器設(shè)置為假。然后在648將比率寄存器的值設(shè)置為參數(shù)之間的差的絕對(duì)值，并且在650設(shè)置停止溢出極限.如果所述比率大于所述停止溢出設(shè)置，如在652所示，則在654將比率設(shè)置得等于其，或如果它不大于所述停止溢出極限，則在656將比率設(shè)置得等于電流比率值的百分比。在658檢查低于5安培緩沖器的狀態(tài)，并且如果為真，則所述比率在660被設(shè)置為零。否則，如果所述比例符號(hào)是真并且所述比率大于參數(shù)l,則在666將比率大于測(cè)試極限寄存器或緩沖器設(shè)置為真。如果比例符號(hào)被設(shè)置為假并且所述比率大于參數(shù)2，則如在670所示地將比率大于測(cè)試極限緩沖器設(shè)置為真，圖15A-15D示出檢查斜率變化模塊256。以與先前的模塊250、252和254相同的方式，該模塊也被啟動(dòng)或運(yùn)行用于所示實(shí)施例中的三個(gè)算法中的每一個(gè)，如圖5A-5C中所示。應(yīng)當(dāng)注意的是，在如流程圖中所示的模塊中，已經(jīng)使用特定約定，包括利用感嘆號(hào)(1)來(lái)表示邏輯非并且利用&&來(lái)表示邏輯與。在檢查斜率變化模塊中，在參考數(shù)字700處示出，最初命中緩沖器被設(shè)置為假，并且如果特定斜率變化條件符合由其余模塊確定的條件則該緩沖器將被設(shè)置為真。在此，斜率1指的是算法1并且斜率2指的是算法2以及斜率3指的是算法3。在圖15A中的模塊的一部分確定電流特征看起來(lái)更像啟動(dòng)條件還是更像電孤條件。模塊的該部分延伸到并且包括圖15B中的步驟704。類(lèi)似地，始終跟隨步驟704并且包括圖15B的剩余部分的模塊的所述部分包括進(jìn)一步檢查啟動(dòng)條件與電弧的比較。在圖15C中的模塊的所述部分中，當(dāng)?shù)褂?jì)數(shù)(downcount)增加時(shí)，這表示更有可能是啟動(dòng)條件。最后，倒計(jì)數(shù)如在圖15C的參考數(shù)字720所示地在每個(gè)周期減少以避免使它的寄存器溢出。在所示的實(shí)施例中，在倒計(jì)數(shù)寄存器中的最大倒計(jì)數(shù)是18,如在圖15D中的參考數(shù)字724處所示。最后在參考數(shù)字726-730確定正在運(yùn)行的算法項(xiàng)(即1、2或3)并且在732、734和736設(shè)置適合于所選算法的倒計(jì)數(shù)寄存器的值。參考圖6,缺少半周期檢查模塊274被示出。該模塊基本上著眼于峰值以確定什么時(shí)候從電流特征的給定半周期缺少電弧。如上所述，圖17A-17F用來(lái)檢測(cè)并聯(lián)電弧的"類(lèi)型B"算法并且基本與在我們以上引用的美國(guó)專利號(hào)No.6，259，996中描述的算法相同。圖18示出臺(tái)階啟動(dòng)算法278，所述臺(tái)階啟動(dòng)算法278基本上被提供用于適應(yīng)由電流特征所確定的聯(lián)機(jī)出現(xiàn)的新負(fù)載。如果滿足如圖18中所示的啟動(dòng)算法，則預(yù)防跳閘直到所有模塊再次運(yùn)行新的半周期為止。參考圖19A-19J，示出用于本發(fā)明的所述實(shí)施例的跳閘方程式(算法)262。跳閘算法根據(jù)對(duì)計(jì)數(shù)器中的不同計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)器組合的狀態(tài)、和多個(gè)被增加和/或減少或被設(shè)置為真或假的寄存器或緩存器的狀態(tài)、或前面描述的模塊中的值的其它狀態(tài)的檢查來(lái)決定是否使控制器產(chǎn)生跳閘信號(hào)。在圖19A中，如果幾個(gè)條件中的一個(gè)被滿足則跳閘信號(hào)被設(shè)置為1。在802的一個(gè)條件是比較接地故障計(jì)數(shù)器與閾值電壓。其它標(biāo)準(zhǔn)是在804的在電阻性計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)器中的最小計(jì)數(shù)以及在806的在幾個(gè)斜率變化與和計(jì)數(shù)器中的最小計(jì)數(shù)。其它這樣的條件包括在幾個(gè)斜率變化與和計(jì)數(shù)器以及特定負(fù)栽型計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)，如在808-812所示。如果電阻性計(jì)算機(jī)計(jì)數(shù)不滿足在804所示的最小計(jì)數(shù)、或如果在802-806的條件和在808或810和812的條件沒(méi)有被滿足，則程序根據(jù)不同組的標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)測(cè)試電弧故障，如圖19B中所示。圖19B在步驟814-824示出多個(gè)會(huì)引起跳閘信號(hào)發(fā)出的條件，包括在所選計(jì)數(shù)器組中的最小讀數(shù)。如果這些條件中的一些被滿足，則會(huì)使跳閘信號(hào)被設(shè)置(826),并且如果不滿足，則會(huì)使程序進(jìn)入圖19C中的下一組方程式。在圖19C中，類(lèi)似的過(guò)程出現(xiàn)，集中在燈調(diào)光器負(fù)載上，并且讀取多個(gè)計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)器的組合中的計(jì)數(shù)(834-844)以決定是在846設(shè)置跳閘信號(hào)還是進(jìn)入圖19D。類(lèi)似地，圖19D在850開(kāi)始檢查燈調(diào)光器計(jì)數(shù)器和其它選擇的計(jì)數(shù)器并且對(duì)多個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)容進(jìn)行一系列檢查，如圖19D中所示，所述一系列檢查將導(dǎo)致在858設(shè)置跳閘信號(hào)或進(jìn)入圖19E。在圖19E-19J中，仍然讀取計(jì)數(shù)器的其它選擇的組，并且以類(lèi)似于前面描述的圖19A-19D的方式，設(shè)置跳閘信號(hào)或模塊繼續(xù)前進(jìn)。參考圖20A和20B，檢查電流架模塊284基本上尋找電流特征中的平坦點(diǎn)。該模塊根據(jù)面積和架計(jì)數(shù)寄存器以及架計(jì)數(shù)累加器的電流狀態(tài)來(lái)增加和/或減少架計(jì)數(shù)累加器。圖21A-21C示出利用20KHz濾波器模塊286。該模塊基本上將20KHz濾波器輸出分成1/8周期部分，其中每半周期32個(gè)樣本被讀取。在該點(diǎn)上，如圖21A-21C中所示的和計(jì)數(shù)器中的每一個(gè)的最大值是計(jì)數(shù)32。該算法將和計(jì)數(shù)器設(shè)置為如其中所示的多個(gè)值并且也設(shè)置和/或復(fù)位所示的架計(jì)數(shù)累加器。在圖22A和22B中示出讀取HF計(jì)數(shù)模塊288。該模塊基本上檢查包括HF計(jì)數(shù)器、HF噪聲累加器計(jì)數(shù)器和上電計(jì)數(shù)器的多個(gè)計(jì)數(shù)器，并且增量計(jì)數(shù)器包括所示的上電計(jì)數(shù)器和HF噪聲累加器計(jì)數(shù)器。在所述模塊的末端，"和3358"、"和33"以及"和58"計(jì)數(shù)器被復(fù)位到零。最后，圖23示出存儲(chǔ)半周期結(jié)果模塊290。該模塊再次將這些值設(shè)置到所示的多個(gè)寄存器或計(jì)數(shù)器中?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖24-27，將示出和上述斜率變化計(jì)數(shù)器一起使用的附加算法。正弦波300包括最大值(峰)302和最小值(谷)3(M。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，算法測(cè)量每個(gè)峰302和谷304之間的距離。如果每個(gè)峰和谷之間的距離相同，則負(fù)栽電流波動(dòng)是由負(fù)載引起的而不是電弧，因?yàn)殡娀∈请S機(jī)事件并且不會(huì)引起這樣的圖形(pattern)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖25，將描述示出圖24的圖形識(shí)別方法的流程圖。在步驟400,測(cè)量電流的兩個(gè)半周期的面積。如果在步驟402確定笫一半周期的面積大于第二半周期的面積，則在步驟404將圖形方向設(shè)置為正。圖形方向識(shí)別電流在增加還是在減小。如果圖形方向被設(shè)置為正，則它表示電流在增加。接著，在步驟406使A峰距1增加1。A峰距(在圖中被標(biāo)示為A峰距l(xiāng)、△峰距2、以及A峰距3)是兩個(gè)峰值負(fù)載之間的距離的指示。換句話說(shuō)，它是所述半周期的峰之間的距離。接著，在步驟408確定A峰距2和A峰距3是否大于1。如果回答為是，則在步驟410確定A峰距2是否等于A峰距3。如果所述兩者相等，則在步驟412確定電流重復(fù)圖形計(jì)數(shù)是否已經(jīng)達(dá)到40。如果還沒(méi)有，則在步驟414將電流重復(fù)圖形計(jì)數(shù)增加2并且該過(guò)程進(jìn)入步驟416。如果電流重復(fù)圖形計(jì)數(shù)已經(jīng)達(dá)到40(或在電流重復(fù)圖形計(jì)數(shù)已經(jīng)增加2之后)，則在步驟416將電弧計(jì)數(shù)器減少2。接著在步驟418確定電流重復(fù)圖形是否大于零。如果是，則過(guò)程繼續(xù)到步驟420并且電流重復(fù)圖形計(jì)數(shù)減少1并且然后該過(guò)程結(jié)束。如果電流重復(fù)圖形計(jì)數(shù)不大于零，則該過(guò)程結(jié)束?，F(xiàn)在回到步驟410,如果A峰距2不等于A峰距3,則過(guò)程前進(jìn)到步驟418并且如上所述地繼續(xù)進(jìn)行。類(lèi)似地，在步驟408，如果A峰距2和厶峰距3小于1，則過(guò)程也前進(jìn)到步驟418并且如上所述地繼續(xù)進(jìn)行。再次參考步驟402，如果半周期1的面積小于半周期2的面積，則所述方法進(jìn)入到步驟422并且確定線路電流是否在減小以及圖形方向是否為正。如果回答為是，則在步驟424存儲(chǔ)A距離l到3并且將圖形方向設(shè)置為負(fù)。接著，方法前進(jìn)到步驟408，并且如上所述地繼續(xù)。如果在步驟422線路電流沒(méi)有減小并且圖形方向不為正，則在步驟426將A峰距1增加1并且方法進(jìn)入步驟408并且如上所述地進(jìn)行?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖26，示出接通/斷開(kāi)轉(zhuǎn)換識(shí)別方法的流程圖。在步驟500確定半周期面積Al和A2以及A10和All是否在預(yù)定的范圍(例如0.3mA)內(nèi)。如果它們是在預(yù)定的范圍內(nèi)，則在步驟502確定A1是否大于All。如果Al大于All,則在步驟504將變量1(所述變量1是預(yù)編程的變量)設(shè)置為Al—All。如果Al不大于All,則方法進(jìn)行到其中變量1被設(shè)置為Al-All的步驟506。在變量1被設(shè)置之后(在步驟504和506中)，在步驟508確定變量1是否在5000和1000之間。如果是，則在步驟510確定計(jì)數(shù)器(下文中的"負(fù)載開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)，，)是否小于20，所述計(jì)數(shù)器表示負(fù)載是接通還是斷開(kāi)。如果負(fù)栽開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)小于20,則負(fù)載開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)被增加4(步驟512)。接著，在步驟518(如果負(fù)載開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)不小于20所述步驟518也是下一個(gè)步驟)，確定負(fù)載開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)是否大于16。如果不是，則過(guò)程結(jié)束。如果負(fù)栽開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)大于16,則在步驟520確定被預(yù)編程的電弧檢測(cè)算法是否大于1。如果是，則在步驟522將電弧檢測(cè)算法減少2，并且過(guò)程執(zhí)行靈敏電弧算法，從步驟5"開(kāi)始。在步驟528，確定所述靈敏電弧檢測(cè)算法是否大于1。如果是，則在步驟530將靈敏電弧算法減少2并且程序結(jié)束，所述靈敏電弧算法也被預(yù)編程。如果靈敏電弧檢測(cè)算法不大于1，則在步驟532確定靈敏電弧檢測(cè)算法是否大于O。如果不是，則程序結(jié)束。如果靈敏電弧檢測(cè)算法大于0，則在步驟534將靈敏電弧檢測(cè)算法減少1并且然后程序結(jié)束?，F(xiàn)在回到步驟520,如果電弧檢測(cè)算法小于或等于l，則在步驟524確定電弧檢測(cè)算法是否大于0。如果不是，則程序進(jìn)入靈敏電弧算法。如果電弧檢測(cè)算法大于0，則在步驟526將電弧檢測(cè)算法減少1。在步驟526之后，啟動(dòng)靈敏電弧算法。如果在步驟508變量1不在范圍1000和5000之內(nèi)，則方法進(jìn)行到步驟514，在此確定負(fù)載開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)是否大于0，如果負(fù)載開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)不大于O，則過(guò)程結(jié)束。如果負(fù)載開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)大于O,則在步驟516將負(fù)栽開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)減少1,并且過(guò)程前進(jìn)到步驟518并且如上所述地繼續(xù)進(jìn)行。轉(zhuǎn)回到步驟500，如果Al和A2以及A10和All不在0.3mA內(nèi)，則過(guò)程在步驟518繼續(xù)。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖27，示出用于晶閘管掃描(swap)的方法。在步驟600，確定相對(duì)于過(guò)去3個(gè)半周期的時(shí)間的電流的最大變化是否大于相對(duì)于2個(gè)半周期以前的時(shí)間的電流最大變化。如果是，則在602將涉及相對(duì)于時(shí)間位置移動(dòng)的當(dāng)前半周期的最大電流變化的變量設(shè)置為等于負(fù)。接著，在步驟604，確定相對(duì)于時(shí)間位置移動(dòng)的先前1/2周期的最大電流變化是否也是負(fù)。如果回答為是，則在步驟608確定累加器計(jì)數(shù)是否小于20。如果是，則在步驟610將累加器計(jì)數(shù)增加2。在步驟612(所述步驟612也是步驟600、604、606、608的負(fù)響應(yīng)的結(jié)果步驟)，確定相對(duì)于過(guò)去3個(gè)1/2周期的時(shí)間的最大負(fù)栽電流變化是否小于相對(duì)于2個(gè)1/2周期以前的時(shí)間的最大負(fù)載電流變化。如果回答為是，則在步驟614將相對(duì)于時(shí)間位置移動(dòng)的當(dāng)前1/2周期的電流變化設(shè)置為正。在步驟616，確定相對(duì)于時(shí)間位置移動(dòng)的先前1/2周期的電流變化是否也為正。如果是，則在步驟618確定相對(duì)于2個(gè)1/2周期以前的時(shí)間的最大負(fù)載電流變化減去相對(duì)于3個(gè)1/2周期以前的時(shí)間最大負(fù)栽電流變化是否大于零。如果是，則在步驟620確定累加器計(jì)數(shù)是否小于20。如果計(jì)數(shù)小于20，則累加器被增加2并且程序結(jié)束。如果在612、616、618或620的結(jié)果為否，則在624將相對(duì)于時(shí)間方向的最后的電流變化設(shè)置得等于相對(duì)于時(shí)間方向的當(dāng)前電流變化。接著在626確定累加器計(jì)數(shù)是否小于20，如果累加器計(jì)數(shù)不小于20，則程序結(jié)束。如果累加器計(jì)數(shù)小于20，則累加器被增加2并且程序結(jié)束?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖28和29,將示出負(fù)載電流和線路電壓的標(biāo)準(zhǔn)化。圖28示出兩個(gè)正弦波。第一正弦波示出隨著時(shí)間過(guò)去的電流并且笫二正弦波示出隨著時(shí)間過(guò)去的電壓。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖29中所示，在步驟700和702獲得在第一電壓面積V1(圖28)中的樣本的和與在第一電流面積II(圖28)中的樣本的和。在步驟704和706獲得在第二電壓面積V2(圖28)中的樣本的和與在第二電流面積12(圖28)中的樣本的和。然后在步驟708,在電壓面積VI中的樣本的和乘以在電流面積12中的樣本的和。在步驟710，在電壓面積V2中的樣本的和乘以在電流面積II中的樣本的和。在步驟712，比較V1和I2乘積與V2和II的乘積。如果VI和12乘積等于V2和II的乘積，則確定沒(méi)有電弧存在(步驟714)。如果VI和12乘積不等于V2和II的乘積，則確定有電弧存在(步驟716)。在圖28和29中描述的實(shí)施例中，比較兩個(gè)鄰近的面積(V1和V2)。然而，在其它實(shí)施例中，可以比較任何一對(duì)面積。雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例和應(yīng)用，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不限于在此公開(kāi)的精確結(jié)構(gòu)和構(gòu)成，并且在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，多個(gè)修改、變化、以及變型可以由前面的描述變得顯而易見(jiàn)。權(quán)利要求1.一種確定電路中是否存在電弧的方法，包括感測(cè)電路中的電流的變化并且開(kāi)發(fā)相應(yīng)的輸入信號(hào)；分析輸入信號(hào)以確定預(yù)定頻率范圍中的寬帶噪聲的存在，并且產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)；至少部分地根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，確定連接到所述電路的負(fù)載類(lèi)型；根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)以預(yù)定的方式使多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)增加，并且至少部分地根據(jù)多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)的狀態(tài)來(lái)確定電弧故障是否存在；以及根據(jù)次級(jí)分析減少所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)。2.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述次級(jí)分析包括測(cè)量輸入信號(hào)的多個(gè)半周期中的每一個(gè)之間的距離并且比較所述多個(gè)半周期中的每一個(gè)之間的距離。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述次級(jí)分析進(jìn)一步包括如果所述多個(gè)半周期中的每一個(gè)之間的距離相同則減少所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)。4.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述次級(jí)分析包括檢測(cè)最大上升的移動(dòng)方向并且比較較低相角的移動(dòng)方向。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述次級(jí)分析進(jìn)一步包括如果由于調(diào)光器開(kāi)關(guān)的掃描導(dǎo)致的上升方向和移動(dòng)方向相同則減少所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)。6.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述次級(jí)分析包括標(biāo)準(zhǔn)化電壓和負(fù)載電流。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述標(biāo)準(zhǔn)化包括獲得第一電壓、對(duì)應(yīng)于第一電壓的第一負(fù)載電流、第二電壓、和對(duì)應(yīng)于第二電壓的第二負(fù)栽電流；以及使第一電壓乘以第二負(fù)載電流并且使第二電壓乘以第一負(fù)載電流。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中響應(yīng)于第一電壓和第二負(fù)載電流的乘積與第二電壓和第一負(fù)載電流的乘積相同，所述次級(jí)分析包括減少所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)。9.如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述次級(jí)分析包括測(cè)量多個(gè)負(fù)栽電流面積；由所述多個(gè)負(fù)載電流面積計(jì)算負(fù)載電流臺(tái)階；比較負(fù)載電流臺(tái)階與預(yù)定值；以及響應(yīng)于負(fù)栽電流臺(tái)階等于或大于所述預(yù)定值，將計(jì)數(shù)器減少預(yù)定數(shù)。10.—種用來(lái)確定電路中是否存在電弧的系統(tǒng)，包括用來(lái)感測(cè)電路中的交流電流并且開(kāi)發(fā)相應(yīng)的傳感器信號(hào)的傳感器；用來(lái)分析傳感器信號(hào)以確定預(yù)定頻率范圍中的寬帶噪聲的存在、并且產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)的電路；用來(lái)處理傳感器信號(hào)和輸出信號(hào)以確定連接到所述電路的負(fù)栽的類(lèi)型和電流特性并且利用負(fù)載電流特性和寬帶噪聲的存在來(lái)確定電路中是否存在電弧故障的控制器；以及至少一個(gè)計(jì)數(shù)器，其中所述至少一個(gè)計(jì)數(shù)器根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)以預(yù)定的方式增加，并且所述至少一個(gè)計(jì)數(shù)器適合根據(jù)次級(jí)分析其中控制器適合至少部分地根據(jù)所述至少一個(gè)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)來(lái)確定是否存在電弧故障。11.如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中用于進(jìn)一步分析的控制器和電路被設(shè)置在單個(gè)ASIC上。12.如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中控制器根據(jù)傳感器信號(hào)和輸出信號(hào)以預(yù)定的方式增加多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)，并且至少部分地根據(jù)所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)的狀態(tài)來(lái)確定負(fù)載類(lèi)型。13.如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中控制器根據(jù)傳感器信號(hào)和輸出信號(hào)增加多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)，并且至少部分地根據(jù)所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)的狀態(tài)來(lái)周期性地確定是否存在電弧故障。14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中控制器至少部分地根據(jù)所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)的狀態(tài)來(lái)周期性地確定是否存在電弧故障。15.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述次級(jí)分析選自由圖形識(shí)別、接通/斷開(kāi)轉(zhuǎn)換檢測(cè)、晶閘管掃描檢測(cè)、以及標(biāo)準(zhǔn)化線路電流或電壓構(gòu)成的組中的一個(gè)。16.—種響應(yīng)于輸入信號(hào)確定電路中是否存在電弧的方法，所述輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于電路中的交流電流并且對(duì)應(yīng)于電路中預(yù)定頻率范圍內(nèi)中的寬帶噪聲的存在，所述方法包括根據(jù)輸入信號(hào)增加多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)；根據(jù)次級(jí)因子的結(jié)果減少所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的所述一個(gè)或多個(gè)；利用所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)的狀態(tài)確定連接到所述電路的負(fù)載的類(lèi)型以及是否存在電弧故障；以及在交流電流的每1/8個(gè)周期監(jiān)控20KHz帶中的高頻噪聲。17.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于電路中存在電弧故障的確定產(chǎn)生跳閘信號(hào)。18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中在軟件中實(shí)施計(jì)數(shù)器。19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述次級(jí)因子是來(lái)自由圖形識(shí)別、接通/斷開(kāi)轉(zhuǎn)換檢測(cè)、晶閘管掃描檢測(cè)、以及標(biāo)準(zhǔn)化線路電流或電壓構(gòu)成的組的至少一個(gè)。20.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括利用所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的所選計(jì)數(shù)器的狀態(tài)來(lái)確定電流中選擇的次諧波的存在并且響應(yīng)于選擇的次諧波中的所述一個(gè)或多個(gè)的存在來(lái)增加所述計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)數(shù)器。全文摘要一種用來(lái)確定電路中是否存在電弧的方法和系統(tǒng)。所述方法包括感測(cè)電路中的電流的變化并且開(kāi)發(fā)相應(yīng)的輸入信號(hào)、分析輸入信號(hào)以確定預(yù)定頻率范圍中的寬帶噪聲的存在、并且產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)。所述方法進(jìn)一步包括至少部分地根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)來(lái)確定連接到電路的負(fù)載類(lèi)型、根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)以預(yù)定的方式使多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)增加以及至少部分地根據(jù)多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)的狀態(tài)來(lái)確定是否存在電弧故障。所述方法也包括根據(jù)次級(jí)分析減少所述多個(gè)計(jì)數(shù)器中的一個(gè)或多個(gè)。文檔編號(hào)H02H1/00GK101395778SQ200780007807公開(kāi)日2009年3月25日申請(qǐng)日期2007年1月3日優(yōu)先權(quán)日2006年1月5日發(fā)明者K·B·王申請(qǐng)人:斯夸爾D公司