一種新型的光伏電壓檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光伏新能源發電技術領域,特別涉及一種新型的光伏電壓檢測電路。
【背景技術】
[0002]傳統的光伏電壓檢測包括:
[0003]1.利用霍爾電壓傳感器。采用霍爾效應的原理,將光伏直流電壓轉換成直流電流,直流電流在磁環上通過繞很多圈產生磁場,通過霍爾效應,產生相對應的電壓輸出值。全隔離方式,不適用輔助電源,缺點是霍爾電壓傳感器制作工藝比較復雜,成本較高,在同時檢測到電流的場合,容易受到周圍磁場的干擾,導致檢測電壓出現較大的誤差,電壓檢測誤差較大。
[0004]2.采用隔離線性光耦的方式來檢測電壓。該方式是目前最常見的光伏電壓檢測方式。它是通過將直流電壓轉換成直流電流,然后直流電流通過線性光耦,根據電流的大小,線性光耦的電流傳輸比會發生相應的變化,這樣反饋到輸出上產生不同而輸出電流,進而檢測到不同的電壓值。該方式缺點是在O?1200V的電壓范圍內,不能保證在全范圍內線性光耦的線性度一致,檢測誤差比較大,隨著時間的積累,電路運行過程中,線性光耦的傳輸比會發生一定的變化,這樣到這電壓的檢測會發生越來越大的偏差。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的缺點,本發明的目的在于提供一種新型的光伏電壓檢測電路,可用于集中式或者分布式光伏發電系統中的光伏智能匯流箱監控單元和光伏逆變器檢測單元中,將電源和信號均進行隔離,從而保證測量精度。
[0006]為了實現上述目的,本發明采用的技術方案是:
[0007]一種新型的光伏電壓檢測電路,包括:
[0008]分壓電路,米用電阻分壓方式,將光伏電池板輸出的1200V高電壓轉換為5V低電壓;
[0009]跟隨器電路,采用運放,將分壓電路所得5V低電壓實時輸送至單片機;
[0010]單片機,內置模數變換器,將所接收的5V低電壓轉變為數字量;
[0011]光耦隔離電路,將所述轉變為數字量的信號傳送至中央處理單元MCU ;
[0012]以及,
[0013]隔離電源,為上述各電路供電。
[0014]所述分壓電路包括分壓電阻R14、R18、R19、R20、R21、R22、R23和R25,其中,R14、R18、R19、R20、R21、R22和R23串聯,光伏電池板輸出的1200V高電壓連接串聯始端,串聯末端與R25的一端連接,R25的另一端接地。
[0015]所述跟隨器電路包括運算放大器LM321MF,運算放大器LM321MF的同相端通過電阻R24連接所述串聯末端,反相端通過電阻R27連接其輸出端。
[0016]所述單片機型號為STC15W201S,其模數變換器數據采集端與跟隨器電路的輸出連接。
[0017]所述光耦隔離電路中采用光耦KPC357,其陰極接單片機的UART 口,陽極通過電阻R28接5V電源,發射極接地,集電極接中央處理單元MCU。
[0018]所述隔離電源為D⑶C電源模塊。
[0019]與現有技術相比,本發明的有益效果是:
[0020]采用器件少、成本低,整個電路的成本共計13元左右,使用器件均為常用器件,適合批量化的生產采購。電壓檢測精度很高,可達到.0.2%的精度。抗干擾能力比較強,不會受到外界射頻,工頻磁場,直流磁場的干擾影響。不受到高低溫的影響。由于信號的傳輸是通過單片機處理以后的數字信號,光耦傳輸的是數字量,隨著時間的積累,精度不會發生偏移變化。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明電路原理圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。
[0023]如圖1所示,一種新型的光伏電壓檢測電路,包括:
[0024]分壓電路,米用電阻分壓方式,將光伏電池板輸出的1200V高電壓轉換為5V低電壓;分壓電路包括分壓電阻 R14、R18、R19、R20、R21、R22、R23 和 R25,其中,R14、R18、R19、R20、R2UR22和R23串聯,光伏電池板輸出的1200V高電壓連接串聯始端,串聯末端與R25的一端連接,R25的另一端接地。其中R14,R18,R19,R20,R21,R22,R23阻值均為750K,采用1206的封裝電阻。R25的阻值為10K,采用1206的封裝電阻。
[0025]跟隨器電路,采用運放,將分壓電路所得5V低電壓實時輸送至單片機;跟隨器電路包括運算放大器LM321MF,運算放大器LM321MF的同相端通過電阻R24連接所述串聯末端,反相端通過電阻R27連接其輸出端。
[0026]單片機,內置模數變換器,將所接收的5V低電壓轉變為數字量;單片機的具體型號為STC15W201S,其模數變換器數據采集端與跟隨器電路的輸出連接。具體地,模數變換器基于電壓比較電路,將所接收的5V低電壓與比較參考電壓進行比較,從而將分壓后的電壓模擬量轉換成數字量,
[0027]光耦隔離電路,將所述轉變為數字量的信號傳送至中央處理單元MCU;光耦隔離電路中采用光耦KPC357,其陰極接單片機的UART 口(P3.1管腳),陽極通過電阻R28接5V電源,發射極接地,集電極接中央處理單元MCU,通過主電路系統的MCU運算處理,最終通過人機界面和后臺顯示出來。光耦隔離電路實現了檢測電路和主電路信號系統的隔離。
[0028]以及,
[0029]隔離電源,為上述各電路供電。隔離電源為D⑶C電源模塊IB0505LS。實現了檢測電路和主電路電源系統的隔離。
[0030]通過信號和電源的隔離,使得檢測電路和主電路實現了全隔離,隔離電壓可到3000Vo
【主權項】
1.一種新型的光伏電壓檢測電路,其特征在于,包括: 分壓電路,米用電阻分壓方式,將光伏電池板輸出的1200V高電壓轉換為5V低電壓; 跟隨器電路,采用運放,將分壓電路所得5V低電壓實時輸送至單片機; 單片機,內置模數變換器,將所接收的5V低電壓轉變為數字量; 光耦隔離電路,將所述轉變為數字量的信號傳送至中央處理單元MCU; 以及, 隔離電源,為上述各電路供電。2.根據權利要求1所述新型的光伏電壓檢測電路,其特征在于,所述分壓電路包括分壓電阻 R14、R18、R19、R20、R21、R22、R23 和 R25,其中,R14、R18、R19、R20、R21、R22 和 R23串聯,光伏電池板輸出的1200V高電壓連接串聯始端,串聯末端與R25的一端連接,R25的另一端接地。3.根據權利要求2所述新型的光伏電壓檢測電路,其特征在于,所述跟隨器電路包括運算放大器LM321MF,運算放大器LM321MF的同相端通過電阻R24連接所述串聯末端,反相端通過電阻R27連接其輸出端。4.根據權利要求3所述新型的光伏電壓檢測電路,其特征在于,所述單片機型號為STC15W201S,其模數變換器數據采集端與跟隨器電路的輸出連接。5.根據權利要求4所述新型的光伏電壓檢測電路,其特征在于,所述光耦隔離電路中采用光耦KPC357,其陰極接單片機的UART 口,陽極通過電阻R28接5V電源,發射極接地,集電極接中央處理單元MCU。6.根據權利要求1至5任一權利要求所述新型的光伏電壓檢測電路,其特征在于,所述隔離電源為DCDC電源模塊。
【專利摘要】一種新型的光伏電壓檢測電路,包括:分壓電路,采用電阻分壓方式,將光伏電池板輸出的1200V高電壓轉換為5V低電壓;跟隨器電路,采用運放,將分壓電路所得5V低電壓實時輸送至單片機;單片機,內置模數變換器,將所接收的5V低電壓轉變為數字量;光耦隔離電路,將所述轉變為數字量的信號傳送至中央處理單元MCU;以及為上述各電路供電的隔離電源,本實用新型器件少、成本低,適合批量化的生產采購,電壓檢測精度很高,抗干擾能力比較強,不會受到外界射頻,工頻磁場,直流磁場的干擾影響,不受到高低溫的影響。
【IPC分類】H02S50/10
【公開號】CN204928750
【申請號】CN201520682186
【發明人】高輝
【申請人】西安兆孚機電科技有限責任公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月6日