一種新型的光伏電壓檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光伏新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型的光伏電壓檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)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(yīng)的原理，將光伏直流電壓轉(zhuǎn)換成直流電流，直流電流在磁環(huán)上通過繞很多圈產(chǎn)生磁場，通過霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生相對應(yīng)的電壓輸出值。全隔離方式，不適用輔助電源，缺點(diǎn)是霍爾電壓傳感器制作工藝比較復(fù)雜，成本較高，在同時(shí)檢測到電流的場合，容易受到周圍磁場的干擾，導(dǎo)致檢測電壓出現(xiàn)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(zhuǎn)換成直流電流，然后直流電流通過線性光耦，根據(jù)電流的大小，線性光耦的電流傳輸比會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，這樣反饋到輸出上產(chǎn)生不同而輸出電流，進(jìn)而檢測到不同的電壓值。該方式缺點(diǎn)是在O?1200V的電壓范圍內(nèi)，不能保證在全范圍內(nèi)線性光耦的線性度一致，檢測誤差比較大，隨著時(shí)間的積累，電路運(yùn)行過程中，線性光耦的傳輸比會(huì)發(fā)生一定的變化，這樣到這電壓的檢測會(huì)發(fā)生越來越大的偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)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(fā)電系統(tǒng)中的光伏智能匯流箱監(jiān)控單元和光伏逆變器檢測單元中，將電源和信號均進(jìn)行隔離，從而保證測量精度。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)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(zhuǎn)換為5V低電壓；
[0009]跟隨器電路，采用運(yùn)放，將分壓電路所得5V低電壓實(shí)時(shí)輸送至單片機(jī)；
[0010]單片機(jī)，內(nèi)置模數(shù)變換器，將所接收的5V低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量；
[0011]光耦隔離電路，將所述轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)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(lián)，光伏電池板輸出的1200V高電壓連接串聯(lián)始端，串聯(lián)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(yùn)算放大器LM321MF，運(yùn)算放大器LM321MF的同相端通過電阻R24連接所述串聯(lián)末端，反相端通過電阻R27連接其輸出端。
[0016]所述單片機(jī)型號為STC15W201S，其模數(shù)變換器數(shù)據(jù)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(jī)的UART 口，陽極通過電阻R28接5V電源，發(fā)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0020]采用器件少、成本低，整個(gè)電路的成本共計(jì)13元左右，使用器件均為常用器件，適合批量化的生產(chǎn)采購。電壓檢測精度很高，可達(dá)到.0.2%的精度?？垢蓴_能力比較強(qiáng)，不會(huì)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(jī)處理以后的數(shù)字信號，光耦傳輸?shù)氖菙?shù)字量，隨著時(shí)間的積累，精度不會(huì)發(fā)生偏移變化。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)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(zhuǎn)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(lián)，光伏電池板輸出的1200V高電壓連接串聯(lián)始端，串聯(lián)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(yùn)放，將分壓電路所得5V低電壓實(shí)時(shí)輸送至單片機(jī)；跟隨器電路包括運(yùn)算放大器LM321MF，運(yùn)算放大器LM321MF的同相端通過電阻R24連接所述串聯(lián)末端，反相端通過電阻R27連接其輸出端。
[0026]單片機(jī)，內(nèi)置模數(shù)變換器，將所接收的5V低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量；單片機(jī)的具體型號為STC15W201S，其模數(shù)變換器數(shù)據(jù)采集端與跟隨器電路的輸出連接。具體地，模數(shù)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(jìn)行比較，從而將分壓后的電壓模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，
[0027]光耦隔離電路，將所述轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)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(jī)的UART 口(P3.1管腳)，陽極通過電阻R28接5V電源，發(fā)射極接地，集電極接中央處理單元MCU，通過主電路系統(tǒng)的MCU運(yùn)算處理，最終通過人機(jī)界面和后臺顯示出來。光耦隔離電路實(shí)現(xiàn)了檢測電路和主電路信號系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)了檢測電路和主電路電源系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)了全隔離，隔離電壓可到3000Vo
【主權(quán)項(xiàng)】
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(zhuǎn)換為5V低電壓； 跟隨器電路，采用運(yùn)放，將分壓電路所得5V低電壓實(shí)時(shí)輸送至單片機(jī)； 單片機(jī)，內(nèi)置模數(shù)變換器，將所接收的5V低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量； 光耦隔離電路，將所述轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)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(jù)權(quán)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(lián)，光伏電池板輸出的1200V高電壓連接串聯(lián)始端，串聯(lián)末端與R25的一端連接，R25的另一端接地。3.根據(jù)權(quán)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(yùn)算放大器LM321MF，運(yùn)算放大器LM321MF的同相端通過電阻R24連接所述串聯(lián)末端，反相端通過電阻R27連接其輸出端。4.根據(jù)權(quán)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(jī)型號為STC15W201S，其模數(shù)變換器數(shù)據(jù)采集端與跟隨器電路的輸出連接。5.根據(jù)權(quán)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(jī)的UART 口，陽極通過電阻R28接5V電源，發(fā)射極接地，集電極接中央處理單元MCU。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)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(zhuǎn)換為5V低電壓；跟隨器電路，采用運(yùn)放，將分壓電路所得5V低電壓實(shí)時(shí)輸送至單片機(jī)；單片機(jī)，內(nèi)置模數(shù)變換器，將所接收的5V低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量；光耦隔離電路，將所述轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)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(shí)用新型器件少、成本低，適合批量化的生產(chǎn)采購，電壓檢測精度很高，抗干擾能力比較強(qiáng)，不會(huì)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?zhí)枴緾N201520682186
【發(fā)明人】高輝
【申請人】西安兆孚機(jī)電科技有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月6日