一種光伏發電系統的電流環通訊電路的製作方法

2023-04-25 22:38:16

專利名稱：一種光伏發電系統的電流環通訊電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電流環通訊電路，特別是一種微型光伏併網逆變器及光伏數字彙流箱的通訊系統。
背景技術：
當多個微型光伏併網逆變器或光伏數字彙流箱組成分布式發電系統時，系統需要實時收集每個微型併網逆變器或光伏數字彙流箱的信息，以實現有效的監控與管理。因此需要低成本、高效、高可靠性信息通信技術作為保證，目前可以利用通信技術包括RS232，電力線載波PLC等，RS232隻能實現一對一通訊，且在惡劣環境下易受幹擾，只能短距離通訊。 PLC與市電電網相連，存在不安全因素，且擴展性較差。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種安全性能高且能實現一對多通訊的電流環通訊電路。為解決上述的技術問題，本發明的光伏發電系統的電流環通訊電路包括一個主通訊單元和若干從通訊單元，所述主通訊單元包括發送端和接收端，所述發送端和接收端分別與發送光耦和接收光耦連接，所述發送端與發送光耦發光二極體的負極相連，所述接收端與接受光耦光敏三極體的發射極相連；所述發送光耦發光二極體的正極與電源相連，所述發送光耦光敏三極體的發射極與接受光耦發光二極體的正極相連，所述發送光耦光敏三極體的集電極與公共端相連；所述接受光耦發光二極體的負極與電流環有源端負極相連；所述接受光耦光敏三極體的集電極與電源相連，所述接受光耦光敏三極體的發射極接地；所述從通訊單元包括發送端和接收端，所述發送端和接收端分別與發送光耦和接受光耦連接，所述發送端與發送光耦發光二極體的負極相連，所述接收端與接受光耦光敏三極體的發射極相連；所述發送光耦發光二極體的正極與電源相連，所述發送光耦光敏三極體的發射極與公共端相連；所述接受光耦發光二極體負極通過二極體和分壓電阻的串聯電路與電流環有源端正極相連；所述接受光耦光敏三極體的發射極與電源相連，所述接受光耦光敏三極體的集電極接地。上述結構採用了光耦進行信號的傳遞，實現了主控通訊單元、通訊信號傳輸環路、 從控通訊單元之間的安全隔離，並提高了抗幹擾能力，更重要的是，在信號進行傳送時，通訊環路中始終有電流存在，成為準電流環電路，從而使得抗幹擾能力進一步增強，並使電路的工作狀態更優化。整個通訊裝置具有結構簡單、可靠性高、抗幹擾能力強的特點。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖1為本發明的主通訊單元結構示意圖。
圖2為本發明的從通訊單元結構示意圖。圖中101為發送端，102為接收端，103為發送光耦，104為接收光耦，105為電阻， 106為電源，107為電阻，108為電阻，109為阻塞二極體，110為阻塞二極體，201為發送端，202為接收端，203為發送光耦，204為接收光耦，205為電阻，206為電源，207為電阻，208為電阻，209為電阻，210為電阻，211為二極體，212為阻塞二極體， 213為電容，214為穩壓二極體，215為阻塞二極體
具體實施例方式本發明的光伏發電系統的電流環通訊電路包括一個主通訊單元和若干從通訊單元，如圖1所示，所述主通訊單元包括發送端101和接收端102，所述發送端101和接收端102分別與發送光耦103和接收光耦104連接，所述發送端101與發送光耦103發光二極體的負極相連，所述接收端102與接受光耦104光敏三極體的發射極相連；所述發送光耦103發光二極體的正極與電源106相連，所述發送光耦103光敏三極體的發射極與接受光耦104發光二極體的正極相連，所述發送光耦103光敏三極體的集電極與公共端01相連；所述接受光耦104發光二極體的負極與電流環有源端負極02相連；所述接受光耦104 光敏三極體的集電極與電源106相連，所述接受光耦104光敏三極體的發射極接地；所述從通訊單元包括發送端201和接收端202，所述發送端201和接收端202分別與發送光耦203和接受光耦204連接，所述發送端201與發送光耦203發光二極體的負極相連，所述接收端202與接受光耦204光敏三極體的發射極相連；所述發送光耦203發光二極體的正極與電源206相連，所述發送光耦203光敏三極體的發射極與公共端01相連； 所述接受光耦204發光二極體負極通過二極體211和分壓電阻210的串聯電路與電流環有源端正極03相連；所述接受光耦204光敏三極體的發射極與電源206相連，所述接受光耦 204光敏三極體的集電極接地。所述主通訊單元為無源端，所述從通訊單元為有源端。所述從通訊單元二極體211負極與電流環有源端負極02之間連接有穩壓管214， 所述穩壓管214兩端並聯有電容213。當有源端輸入為交流電，電容213起支撐作用，將經整流器211後波濾為穩定的直流；當有源端輸入為直流電時，電容容量可選小，使經分壓電阻210分壓後電壓紋波更小，穩壓管214的作用是穩定該點電壓，使通訊更加可靠。所述從通訊單元的分壓電阻210的選取與有源端的供電有關，為保證可靠性與精度，可使用多個電阻串聯，阻值大小與整個串聯迴路的電流有關，應保證光藕203與204可靠導通。所述從通訊單元電流環有遠端負極02與公共端01之間連接有阻塞二極體212，起到放反接和保護的作用。所述從通訊單元接收光耦204發光二極體的正負極之間連接有電阻209 ；所述從通訊單元接收光耦204光敏三極體的集電極與地之間連接有電阻207 ；所述從通訊單元發送光耦203發光二極體的負極與發送端201之間連接有連接有電阻205。電阻205，207， 209起到限流保護的作用，一方面可以保證光耦的可靠導通，另一方面限制通訊迴路的通態電流。
所述從通訊單元發送光耦203光敏三極體與公共端01之間連接有電路208與阻塞二極體215的串聯電路，主要是起到防反接和保護的作用。所述主通訊單元發送光耦103光敏三接管的集電極與公共端01之間連接有電阻 108 ；所述主通訊單元發送光耦103發光二極體的負極與發送端101之間連接有電阻105 ； 所述主通訊單元接收光耦104光敏三極體發射極與地之間連接有電阻107。電阻105，107， 108 一樣用來起限流保護的作用，一方面可以保證光耦的可靠導通，另一方面限制通訊迴路的通態電流。所述主通訊單元公共端01與電流環有源端負極02之間連接有阻塞二極體110 ； 所述主通訊單元接收光耦104發光二極體負極與電流環有源端負極02之間連接有阻塞二極體109。阻塞二極體109，110起到防反接與保護的作用。所述電流環有源端為交流電網，在電流環有源端為交流電網的電路中，二極體211 的作用是整流。所述電流環有源端為直流母線，在電流環有源端為直流母線的電路中，二極體211 的作用是防反接。整個電路的通訊原理如下主通訊單元首先控制接收端102埠電平為低，通過發送端101向從通訊單元發送數據，從而建立通訊關係。當通訊停止時，發送端101 —直處於高電平，此時通訊環路無電流流過；當主控通訊單元發送端101發送信號時，從控制單元發送端201 —直為低電平，此時形成準電流環路並實現了從控通訊單元接收端202的信號接收；當主通訊單元發送端201 —直維持低電平，從控通訊單元發送端101發送信號時， 此時形成了準電流環路並實現了主通訊單元接收端102的信號接收，從而實現了半雙工通訊。
權利要求
1.一種光伏發電系統的電流環通訊電路，包括一個主通訊單元和若干從通訊單元，其特徵在於所述主通訊單元包括發送端(101)和接收端(102)，所述發送端(101)和接收端(102) 分別與發送光耦(10 和接收光耦(104)連接，所述發送端(101)與發送光耦(10 發光二極體的負極相連，所述接收端(10 與接受光耦(104)光敏三極體的發射極相連；所述發送光耦(10 發光二極體的正極與電源(106)相連，所述發送光耦(10 光敏三極體的發射極與接受光耦(104)發光二極體的正極相連，所述發送光耦(10 光敏三極體的集電極與公共端(01)相連；所述接受光耦(104)發光二極體的負極與電流環有源端負極(02)相連；所述接受光耦(104)光敏三極體的集電極與電源(106)相連，所述接受光耦(104)光敏三極體的發射極接地；所述從通訊單元包括發送端(201)和接收端002)，所述發送端(201)和接收端(202) 分別與發送光耦(20 和接受光耦(204)連接，所述發送端O01)與發送光耦(20 發光二極體的負極相連，所述接收端(20 與接受光耦(204)光敏三極體的發射極相連；所述發送光耦(20 發光二極體的正極與電源(206)相連，所述發送光耦(20 光敏三極體的發射極與公共端(01)相連；所述接收光耦(204)發光二極體負極通過二極體(211)和分壓電阻(210)的串聯電路與電流環有源端正極(0 相連；所述接受光耦(204)光敏三極體的發射極與電源(206)相連，所述接受光耦(204)光敏三極體的集電極接地。
2.按照權利要求1所述的光伏發電系統的電流環通訊電路，其特徵在於所述主通訊單元為無源端，所述從通訊單元為有源端。
3.按照權利要求1所述的光伏發電系統的電流環通訊電路，其特徵在於所述從通訊單元二極體011)負極與電流環有源端負極(0 之間連接有穩壓管014)，所述穩壓管 (214)兩端並聯有電容013)。
4.按照權利要求1所述的光伏發電系統的電流環通訊電路，其特徵在於所述從通訊單元電流環有源端負極(0 與公共端(01)之間連接有阻塞二極體012)。
5.按照權利要求1所述的光伏發電系統的電流環通訊電路，其特徵在於所述從通訊單元接收光耦(204)發光二極體的正負極之間連接有電阻O09)；所述從通訊單元接收光耦(204)光敏三極體的集電極與地之間連接有電阻O07)；所述從通訊單元發送光耦(203) 發光二極體的負極與發送端(201)之間連接有連接有電阻005)。
6.按照權利要求1所述的光伏發電系統的電流環通訊電路，其特徵在於所述從通訊單元發送光耦(203)光敏三極體與公共端(01)之間連接有電阻(208)與阻塞二極體(215) 的串聯電路。
7.按照權利要求1所述的光伏發電系統的電流環通訊電路，其特徵在於所述主通訊單元發送光耦(10 光敏三接管的集電極與公共端(01)之間連接有電阻(108)；所述主通訊單元發送光耦(10 發光二極體的負極與發送端(101)之間連接有電阻(105)；所述主通訊單元接收光耦(104)光敏三極體發射極與地之間連接有電阻(107)。
8.按照權利要求1所述的光伏發電系統的電流環通訊電路，其特徵在於所述主通訊單元公共端(01)與電流環有源端負極(0 之間連接有阻塞二極體(110)；所述主通訊單元接收光耦(104)發光二極體負極與電流環有源端負極(0 之間連接有阻塞二極體 (109)。
9.按照權利要求1至8中任一項所述的光伏發電系統的電流環通訊電路，其特徵在於 所述電流環有源端為交流電網。
10.按照權利要求1至8中任一項所述的光伏發電系統的電流環通訊電路，其特徵在於所述電流環有源端為直流母線。
全文摘要
本發明涉及一種光伏發電系統的電流環通訊電路。本發明涉及一種電流環通訊電路，特別是一種微型光伏併網逆變器及光伏數字彙流箱的通訊系統，整個通訊由近似對稱的主通訊單元和從通訊單元，以及一個通訊連線構成。電路硬體格式採用UART通訊方式，通過控制電路中的電流有無來傳遞信號，並規定以環路中有電流的狀態為1，即發送埠為低電平，接受端為高電平；以環路中無電流的狀態為0，即發送埠為高電平，接受端為低電平。採用上述結構，能實現一對多的通訊，整個系統結構簡單、可靠性高、抗幹擾能力強。
文檔編號H04B10/00GK102281083SQ20111021163
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者伍春生, 朱建方, 王秋明 申請人:江蘇浩峰汽車附件有限公司