基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置製造方法
2023-06-14 11:45:51 2
基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置製造方法
【專利摘要】一種基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，包括彼此電氣隔離的隔離採樣部分和控制測量部分，所述隔離採樣部分以隔離電源供電，包括多個採樣電阻、模擬電子開關、分壓網絡、線性光耦，所述多個採樣電阻分別串接在各個光伏組串中，所述模擬電子開關接收開關切換信號採集相應的所述採樣電阻上的壓降，並通過所述第一線性光耦放大輸出所在的光伏組串的電流信息；所述分壓網絡連接於所述正、負匯流排之間，將正、負匯流排之間的電壓降壓，並通過所述第二線性光耦輸出電壓信息；所述控制測量部分接收並根據所述電流信息和所述電壓信息，向所述隔離採樣部分輸出所述開關切換信號。採樣電阻電流測試方案可以有效的降低測控裝置的成本。
【專利說明】基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及光伏發電匯流箱監控領域，特別是涉及一種基於取樣電阻的光伏 匯流箱測控裝置。
【背景技術】
[0002] 光伏匯流箱是光伏發電站的前端設備，其作用在於對光伏方陣的分區現場監控並 向遠方後臺軟體實時監測整個光伏電池組件的工況提供數據支持。由於使用數量眾多，光 伏匯流箱對於光伏電站的投資佔相當大份額。為了提升產品的市場競爭優勢，各個匯流箱 廠家都不遺餘力的發掘該型產品的成本空間；對匯流箱測控裝置成本壓縮成為研究重點。
[0003] 目前主流的匯流箱測控裝置採用穿心霍爾電流傳感器，或者單晶片型霍爾電流傳 感器，如美國Allegro生產的ACS712以及Melexis的MLX91210等，前者成本最高，溫度性 能差，測量精度低，優點是具有良好的隔離性能，後者成本稍低（為前者的三分之一），溫度 特性和精度優於前者，缺點是隔離性能稍差。測控單元所配置的電流傳感器通常要佔用三 分之一的成本額度。而且很多產品並不支持現場參數的整定，一旦出現測量精度過大的偏 差，就束手無策，必須更換測控裝置才能正常運行，延長了維護周期並增加了運維成本。 實用新型內容
[0004] 基於此，有必要提供一種低成本、高精度的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置。
[0005] -種基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，設置於正、負匯流排之間，包括彼此電 氣隔離的隔離採樣部分和控制測量部分，其中，
[0006] 所述隔離採樣部分以隔離電源供電，包括多個採樣電阻、模擬電子開關、分壓網 絡、第一線性光耦以及第二線性光耦，所述多個採樣電阻分別串接在各個光伏組串中，所述 模擬電子開關接收開關切換信號採集相應的所述採樣電阻上的壓降，並通過所述第一線 性光耦放大輸出所在的光伏組串的電流信息；
[0007] 所述分壓網絡連接於所述正、負匯流排之間，將正、負匯流排之間的電壓降壓，並 通過所述第二線性光耦輸出電壓信息；
[0008] 所述控制測量部分接收並根據所述電流信息和所述電壓信息，向所述隔離採樣部 分輸出所述開關切換信號。
[0009] 進一步地，所述隔離採樣部分電路以所述正匯流排的電位作為參考點，所述模擬 電子開關、第一線性光耦以及第二線性光耦的輸入參考端與所述正匯流排的任一匯流排端 口連接。
[0010] 進一步地，所述控制測量部份包括單片機、第一差分電路、第二差分電路、第一濾 波電路、第二濾波電路以及光耦通道切換電路，其中：
[0011] 所述第一差分電路的輸入端接所述第一線性光耦的輸出端，接收所述電流信息， 並將所述電流信息輸出到所述第一濾波電路濾波後輸入到所述單片機的電流採樣通道；
[0012] 所述第二差分電路的輸入端接所述第二線性光耦的輸出端，接收所述電壓信息， 並將所述電壓信息輸出到所述第二濾波電路濾波後輸入到所述單片機的電壓採樣通道；
[0013] 所述單片機通過輸出所述開關切換信號實現對各個電流通道的輪詢。
[0014] 進一步地，所述採樣電阻為錳銅電阻。
[0015] 進一步地，所述模擬電子開關採用晶片74HC4051構成。
[0016] 進一步地，所述第一、第二線性光耦採用晶片ACPL-C79B，並使其工作在差分輸入 模式。
[0017] 進一步地，所述隔離電源採用分離器件組成的正激式隔離開關電源，提供一路+5V 電源至所述模擬電子開關、第一線性光耦以及第二線性光耦的輸入端。
[0018] 進一步地，所述隔離電源採用EE16高頻變壓器。
[0019] 進一步地，所述的分壓網絡包括第一分壓電阻、第二分壓電阻，所述第一分壓電阻 的第一端接所述正匯流排和所述第二線性光耦的正輸入端，所述第二分壓電阻的第一端接 所述第一分壓電阻的第二端和所述第二線性光耦的負輸入端，所述第二分壓電阻的第二端 接負匯流排。
[0020] 進一步地，還包括操作按鍵，所述控制測量部分還用於接收該操作按鍵輸入的光 伏組串通道的真實電流值並執行現場校正命令，可以對任何一條所述光伏組串進行採樣調 校。
[0021] 基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置採用低廉的採樣電阻電流測試方案可以有 效的降低測控裝置的成本；由此我們使用分流器作為測量光伏組串電流的採樣電阻，配合 高隔離性能的小功率隔離電源以及合理的電路參考點選取，通過對原來電路的簡化，在不 犧牲隔離性、可靠性、抗幹擾性的前提下使測控裝置的成本得到緊縮，比較傳統的方案具有 更好的穩定性、良好溫度特性以及更高的採樣精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1是本實用新型實施例中光伏匯流箱測控裝置的系統框圖；
[0023] 圖2是本實用新型實施例中光伏匯流箱測控裝置的通道電流測量切換電路圖；
[0024] 圖3是本實用新型實施例中的採樣電阻電流測試通道線性度實測分析圖；
[0025] 圖4是本實用新型實施例中的線性光耦的增益溫度特性圖；
[0026] 圖5是本實用新型實施例中的按鍵操作流程圖。
【具體實施方式】
[0027] 為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下 結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施 例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0028] 請參閱圖1，本實用新型較佳實施例中基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置設置 於正、負匯流排之間，測控裝置包括彼此電氣隔離的隔離採樣部分1和控制測量部分2。本 實施例中，正、負匯流排之間接有16條光伏組串
【權利要求】
1. 一種基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，設置於正、負匯流排之間，其特徵在於， 包括彼此電氣隔離的隔離採樣部分和控制測量部分，其中， 所述隔離採樣部分以隔離電源供電，包括多個採樣電阻、模擬電子開關、分壓網絡、第 一線性光耦以及第二線性光耦，所述多個採樣電阻分別串接在各個光伏組串中，所述模擬 電子開關接收開關切換信號採集相應的所述採樣電阻上的壓降，並通過所述第一線性光耦 放大輸出所在的光伏組串的電流信息； 所述分壓網絡連接於所述正、負匯流排之間，將正、負匯流排之間的電壓降壓，通過所 述第二線性光f禹輸出電壓信息； 所述控制測量部分接收並根據所述電流信息和所述電壓信息，向所述隔離採樣部分輸 出所述開關切換信號。
2. 根據權利要求1所述的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特徵在於，所述隔 離採樣部分電路以所述正匯流排的電位作為參考點，所述模擬電子開關、第一線性光耦以 及第二線性光耦的參考端與所述正匯流排的任一匯流排埠連接。
3. 根據權利要求1所述的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特徵在於，所述控 制測量部份包括單片機、第一差分電路、第二差分電路、第一濾波電路、第二濾波電路以及 光耦通道切換電路，其中： 所述第一差分電路的輸入端接所述第一線性光耦的輸出端，接收所述電流信息，並將 所述電流信息輸出到所述第一濾波電路濾波後輸入到所述單片機的電流採樣通道； 所述第二差分電路的輸入端接所述第二線性光耦的輸出端，接收所述電壓信息，並將 所述電壓信息輸出到所述第二濾波電路濾波後輸入到所述單片機的電壓採樣通道； 所述單片機通過輸出所述開關切換信號實現對各個電流通道的輪詢。
4. 根據權利要求1所述的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特徵在於，所述採 樣電阻為錳銅電阻。
5. 根據權利要求1、2或3所述的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特徵在於，所 述模擬電子開關採用晶片74HC4051構成。
6. 根據權利要求1、2或3所述的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特徵在於，所 述第一、第二線性光耦採用晶片ACPL-C79B，並使其工作在差分輸入模式。
7. 根據權利要求1所述的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特徵在於，所述隔 離電源採用分離器件組成的正激式隔離開關電源，提供一路+5V電源至所述模擬電子開 關、第一線性光耦以及第二線性光耦的輸入端。
8. 根據權利要求7所述的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特徵在於，所述隔 離電源採用EE16高頻變壓器。
9. 根據權利要求1所述的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特徵在於，所述的 分壓網絡包括第一分壓電阻、第二分壓電阻，所述第一分壓電阻的第一端接所述正匯流排 和所述第二線性光耦的正輸入端，所述第二分壓電阻的第一端接所述第一分壓電阻的第二 端和所述第二線性光耦的負輸入端，所述第二分壓電阻的第二端接負匯流排。
10. 根據權利要求1所述的基於取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特徵在於，還包括 操作按鍵，所述控制測量部分還用於接收該操作按鍵輸入的光伏組串通道的真實電流值並 執行現場校正命令，以對任何一條所述光伏組串進行採樣調校。
【文檔編號】H02S50/00GK204216846SQ201420456187
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】李仲卿, 孫宇楠, 曹紅喜, 胡安海 申請人:深圳市金宏威技術股份有限公司