一種光伏逆變器對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光伏逆變器的直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路，包括，電阻橋輸入電路、與待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)正極電連接的電阻橋上橋臂、與待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極電連接的電阻橋下橋臂，電壓采集電路、信號(hào)采集濾波電路、電壓跟隨器和繼電器電路，繼電器電路設(shè)置在電阻橋輸入電路中，分別控制電阻橋橋臂的連接和待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極的接入；有益效果是，使在線檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，使光伏逆變器在線檢測(cè)裝置成本整體上降低的同時(shí)，提高了電路工作的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】—種光伏逆變器對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光伏逆變器檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】；特別是涉及一種光伏逆變器直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，檢測(cè)光伏逆變器直流側(cè)正端、負(fù)端對(duì)地(文中所指地，均為大地，Earth)的絕緣電阻，主要依賴于進(jìn)口繼電器設(shè)備，而這些進(jìn)口繼電器設(shè)備成本高，且檢測(cè)精度差，一般也只是反饋DI量給相應(yīng)的控制系統(tǒng)，僅給出報(bào)警信號(hào)，并不能準(zhǔn)確定位到故障點(diǎn)。
[0003]國內(nèi)有些廠家檢測(cè)光伏逆變器直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻的檢測(cè)手段，也只是采用基于平衡電橋原理的電路。如圖1所示，圖中的PV+為光伏電池板的直流側(cè)正極對(duì)地絕緣電阻R+，PV-為光伏電池板的直流側(cè)負(fù)極對(duì)地的絕緣電阻R-，其中，在光伏電池板直流側(cè)的正極與大地之間、光伏電池板直流側(cè)的負(fù)極與大地之間均接入相同阻值的給定電阻R，當(dāng)通過檢測(cè)電壓Ul、U2，再結(jié)合給定電阻R，即可計(jì)算出絕緣電阻R+和R-的數(shù)值。但是當(dāng)絕緣電阻R+和R-同等下降時(shí)，這種基于平衡電橋原理的檢測(cè)方法，并不能準(zhǔn)確檢測(cè)出光伏電池板直流側(cè)的正負(fù)極實(shí)際對(duì)地的絕緣電阻值，即，不能準(zhǔn)確檢測(cè)出光伏電池板對(duì)地絕緣電阻的變化。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，采用不平衡電橋檢測(cè)光伏電池板直流側(cè)的正、負(fù)極實(shí)際對(duì)地的絕緣電阻值，存在很多問題，未考慮整體檢測(cè)系統(tǒng)工作可靠性，直接將幾百伏的電壓加在檢測(cè)系統(tǒng)的印刷電路板上，而一般印刷電路板所選用的電子器件，耐壓值比較低，長期承受高壓的沖擊，會(huì)對(duì)電路工作的可靠性產(chǎn)生不利影響。將系統(tǒng)參考地與光伏電池板的直流側(cè)負(fù)極PV-長期直接相連接，使外界的高電壓容易通過大地竄入檢測(cè)系統(tǒng)，如雷電情況下，雷擊電壓很有可能竄進(jìn)檢測(cè)系統(tǒng)，造成檢測(cè)電路不能正常工作，或印刷電路板的損毀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種電路簡單、可靠性高的光伏逆變器直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種光伏逆變器的直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路，包括，電阻橋輸入電路，與待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)正極電連接的電阻橋上橋臂、與待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極電連接的電阻橋下橋臂，第一陣列電壓采集電路、第一信號(hào)采集濾波電路、第一電壓跟隨器、第二陣列電壓采集電路、第二信號(hào)采集濾波電路、第二電壓跟隨器和繼電器電路，所述繼電器電路設(shè)置在電阻橋輸入電路中，分別控制電阻橋橋臂的連接和待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極的接入；所述電阻橋上橋臂通過第一陣列電壓采集電路和第一信號(hào)采集濾波電路與第一電壓跟隨器的輸入端電連接；所述電阻橋下橋臂通過第二陣列電壓采集電路和第二信號(hào)采集濾波電路與第二電壓跟隨器的輸入端電連接。
[0007]所述繼電器電路由4個(gè)繼電器組成，第一至第四繼電器的常開觸點(diǎn)分別是K1、K2、Κ3和Κ4 ;所述的電阻橋上橋臂，由第一繼電器常開觸點(diǎn)Kl與3個(gè)相同電阻Rl組成，所述待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)正極通過第一繼電器常開觸點(diǎn)Kl分別與3個(gè)相同電阻Rl串聯(lián)連接，與第一陣列電壓采集電路的輸入端電連接；所述的電阻橋下橋臂，由第四繼電器常開觸點(diǎn)K4與2個(gè)相同電阻Rl組成，所述待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極通過第四繼電器常開觸點(diǎn)K4與2個(gè)相同電阻Rl串聯(lián)連接；所述第四繼電器常開觸點(diǎn)K4與2個(gè)相同電阻Rl之間與檢測(cè)電路的參考地電連接；所述的電阻橋上橋臂與電阻橋下橋臂之間通過第二繼電器的常開觸點(diǎn)K2與第二陣列電壓采集電路的輸入端電連接，所述第二陣列電壓采集電路的輸入端通過與第三繼電器常開觸點(diǎn)K3與大地連接。
[0008]所述第一陣列電壓采集電路由5個(gè)相同電阻R2、電阻R3和精密運(yùn)算放大器UlA組成，5個(gè)串聯(lián)連接的電阻R2與電阻R3構(gòu)成對(duì)輸入信號(hào)的分壓并與精密運(yùn)算放大器UlA的正極性電壓輸入端電連接，所述第一陣列電壓采集電路的電源為單端電源；所述的第一信號(hào)采集濾波電路由電阻R4、電容C、穩(wěn)壓二極管D組成；第一電壓跟隨器由精密運(yùn)算放大器UlB組成，所述電阻R4與電容C和穩(wěn)壓二極管D并聯(lián)后對(duì)輸入信號(hào)的濾波與第一電壓跟隨器的精密運(yùn)算放大器UlB的正極性電壓輸入端電連接；所述的第二陣列電壓采集電路、第二信號(hào)采集濾波電路和第二電壓跟隨器的電路結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)與第一陣列電壓采集電路、第一信號(hào)采集濾波電路第一電壓跟隨器相同。
[0009]所述的第一信號(hào)采集濾波電路中穩(wěn)壓二極管D是單向5V穩(wěn)壓管。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是，由于采用繼電器電路設(shè)置在電阻橋輸入電路中，分別控制電阻橋橋臂的連接和待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極的接入、陣列電壓采集電路、信號(hào)采集濾波電路和第一電壓跟隨器電路的技術(shù)方案，使在線檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，使光伏逆變器在線檢測(cè)裝置成本整體上降低的同時(shí)，提高了電路工作的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有的對(duì)地絕緣電阻檢測(cè)電路原理示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型光伏逆變器對(duì)地絕緣電阻的檢測(cè)電路電原理圖。
[0013]圖中:
[0014]10、電阻橋上橋臂20、電阻橋下橋臂
[0015]30、第一陣列電壓采集電路40、第一信號(hào)采集濾波電路
[0016]50、第一電壓跟隨器60、第二陣列電壓采集電路
[0017]70、第二信號(hào)采集濾波電路80、第二電壓跟隨器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0019]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型光伏逆變器的直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻在線檢測(cè)電路，包括，電阻橋輸入電路，所述電阻橋輸入電路，還包括，與待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)正極電連接的電阻橋上橋臂10、與待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極電連接的電阻橋下橋臂20，還包括，第一陣列電壓采集電路30、第一信號(hào)采集濾波電路40、第一電壓跟隨器50、第二陣列電壓采集電路60、第二信號(hào)采集濾波電路70、第二電壓跟隨器80和繼電器電路，所述繼電器電路設(shè)置在電阻橋輸入電路中，分別控制電阻橋橋臂的連接和待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極的接入；所述電阻橋上橋臂10通過第一陣列電壓采集電路30和第一信號(hào)采集濾波電路40與第一電壓跟隨器50的輸入端電連接；所述電阻橋下橋臂20通過第二陣列電壓采集電路60和第二信號(hào)采集濾波電路70與第二電壓跟隨器80的輸入端電連接。
[0020]繼電器電路由4個(gè)繼電器組成，第一至第四繼電器的常開觸點(diǎn)分別是K1、K2、K3和Κ4 ;所述的電阻橋上橋臂10，由第一繼電器常開觸點(diǎn)Kl與3個(gè)相同電阻Rl組成，所述待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)正極通過第一繼電器常開觸點(diǎn)Kl分別與3個(gè)相同電阻Rl串聯(lián)連接，與第一陣列電壓采集電路30的輸入端電連接；所述的電阻橋下橋臂20，由第四繼電器常開觸點(diǎn)Κ4與2個(gè)相同電阻Rl組成，所述待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極通過第四繼電器常開觸點(diǎn)Κ4與2個(gè)相同電阻Rl串聯(lián)連接；所述第四繼電器常開觸點(diǎn)Κ4與2個(gè)相同電阻Rl之間與檢測(cè)電路的參考地電連接；所述的電阻橋上橋臂10與電阻橋下橋臂20之間通過第二繼電器的常開觸點(diǎn)Κ2與第二陣列電壓采集電路60的輸入端電連接，所述第二陣列電壓采集電路60的輸入端通過與第三繼電器常開觸點(diǎn)Κ3與大地連接。
[0021]第一陣列電壓采集電路30由5個(gè)相同電阻R2、電阻R3和精密運(yùn)算放大器UlA組成，5個(gè)串聯(lián)連接的電阻R2與電阻R3構(gòu)成對(duì)輸入信號(hào)的分壓并與精密運(yùn)算放大器UlA的正極性電壓輸入端電連接，所述第一陣列電壓采集電路30采用的分壓方式實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓采集，使得精密運(yùn)算放大器的供電由以前的雙電源簡化為單電源，同時(shí)避免了使用常規(guī)電壓傳感器檢測(cè)電壓的成本浪費(fèi)。所述的第一信號(hào)采集濾波電路40由電阻R4、電容C、穩(wěn)壓二極管D組成；第一電壓跟隨器50由精密運(yùn)算放大器UlB組成，所述電阻R4與電容C和穩(wěn)壓二極管D并聯(lián)后對(duì)輸入信號(hào)的濾波與第一電壓跟隨器50的精密運(yùn)算放大器UlB的正極性電壓輸入端電連接；所述的第二陣列電壓采集電路60、第二信號(hào)采集濾波電路70和第二電壓跟隨器80的電路結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)與第一陣列電壓采集電路30、第一信號(hào)采集濾波電路40第一電壓跟隨器50相同。
[0022]本實(shí)用新型的原理檢測(cè)電路的工作過程如下:電阻R+為待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)正極PV+對(duì)地絕緣電阻，R-為待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極PV-對(duì)地絕緣電阻。Κ1、Κ2、Κ3和Κ4為繼電器常開觸點(diǎn)，繼電器的線圈端受單片機(jī)I/O接口的控制；電阻橋基準(zhǔn)橋臂的電阻R1=27KQ，電源接通時(shí)的上電`工作順序是，繼電器的常開觸點(diǎn)Kl，K2和K4接通，假設(shè)精密運(yùn)算放大器UlA的輸出電壓`為U1，精密運(yùn)算放大器U2A的輸出電壓為U2，待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)的母線電壓為VI，待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極PV-對(duì)地電壓為V2，則有
【權(quán)利要求】
1.一種光伏逆變器的直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路，包括，電阻橋輸入電路，與待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)正極電連接的電阻橋上橋臂(10)、與待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極電連接的電阻橋下橋臂(20)，其特征在于，還包括，第一陣列電壓采集電路(30)、第一信號(hào)采集濾波電路(40)、第一電壓跟隨器(50)、第二陣列電壓采集電路(60)、第二信號(hào)采集濾波電路(70)、第二電壓跟隨器(80)和繼電器電路，所述繼電器電路設(shè)置在電阻橋輸入電路中，分別控制電阻橋橋臂的連接和待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極的接入；所述電阻橋上橋臂(10)通過第一陣列電壓采集電路(30)和第一信號(hào)采集濾波電路(40)與第一電壓跟隨器(50)的輸入端電連接；所述電阻橋下橋臂(20)通過第二陣列電壓采集電路(60)和第二信號(hào)采集濾波電路(70)與第二電壓跟隨器(80)的輸入端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏逆變器的直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路，其特征在于，所述繼電器電路由4個(gè)繼電器組成，第一至第四繼電器的常開觸點(diǎn)分別是K1、K2、K3和K4 ;所述的電阻橋上橋臂(10)，由第一繼電器常開觸點(diǎn)Kl與3個(gè)相同電阻Rl組成，所述待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)正極通過第一繼電器常開觸點(diǎn)Kl分別與3個(gè)相同電阻Rl串聯(lián)連接，與第一陣列電壓采集電路(30)的輸入端電連接；所述的電阻橋下橋臂(20)，由第四繼電器常開觸點(diǎn)K4與2個(gè)相同電阻Rl組成，所述待測(cè)光伏逆變器直流側(cè)負(fù)極通過第四繼電器常開觸點(diǎn)K4與2個(gè)相同電阻Rl串聯(lián)連接；所述第四繼電器常開觸點(diǎn)K4與2個(gè)相同電阻Rl之間與檢測(cè)電路的參考地電連接；所述的電阻橋上橋臂(10)與電阻橋下橋臂(20)之間通過第二繼電器的常開觸點(diǎn)K2與第二陣列電壓采集電路(60)的輸入端電連接，所述第二陣列電壓采集電路(60)的輸入端通過與第三繼電器常開觸點(diǎn)K3與大地連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏逆變器的直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路，其特征在于，所述第一陣列電壓采集電路(30)由5個(gè)相同電阻R2、電阻R3和精密運(yùn)算放大器UlA組成，5個(gè)串聯(lián)連接的電阻R2與電阻R3構(gòu)成對(duì)輸入信號(hào)的分壓并與精密運(yùn)算放大器UlA的正極性電壓輸入端電連接，所述第一陣列電壓采集電路(30)的電源為單端電源；所述的第一信號(hào)采集濾波電路(40)由電阻R4、電容C、穩(wěn)壓二極管D組成；第一電壓跟隨器(50)由精密運(yùn)算放大器UlB組成，所述電阻R4與電容C和穩(wěn)壓二極管D并聯(lián)后對(duì)輸入信號(hào)的濾波與第一電壓跟隨器(50)的精密運(yùn)算放大器UlB的正極性電壓輸入端電連接；所述的第二陣列電壓采集電路(60)、第二信號(hào)采集濾波電路(70)和第二電壓跟隨器(80)的電路結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)與第一陣列電壓采集電路(30)、第一信號(hào)采集濾波電路(40)第一電壓跟隨器(50)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光伏逆變器的直流側(cè)對(duì)地絕緣電阻的在線檢測(cè)電路，其特征在于，所述的第一信號(hào)采集濾波電路(40)中穩(wěn)壓二極管D是單向5V穩(wěn)壓管。
【文檔編號(hào)】G01R27/20GK203587701SQ201320619398
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】李瑞勤, 倪愷, 朱常在 申請(qǐng)人:天津瑞能電氣有限公司