專利名稱：一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的對地絕緣檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，光伏電池絕緣電阻的準(zhǔn)確檢測是正常運行的一個重要前提。由于光伏電池的電壓逐步上升，最大已經(jīng)達(dá)到1000V ;當(dāng)受熱和受潮時，其絕緣電阻值便降低，從而造成光伏系統(tǒng)漏電或電路事故發(fā)生，對設(shè)備及人員有很大危害。為避免事故的發(fā)生，就要求光伏系統(tǒng)在并網(wǎng)前需要對光伏電池的對地絕緣電阻進(jìn)行檢測。目前，光伏電池對地的絕緣電阻檢測方法有很多，較常見的是將電阻和電子開關(guān)接入光伏電池的正負(fù)極，通過控制電子開關(guān)的開通和關(guān)斷，產(chǎn)生多個有效的電路狀態(tài)，使用一個采樣電阻，根據(jù)不同電路狀態(tài)采樣所得的電壓值，即可分別計算出光伏電池的正和負(fù)隊對地的絕緣電阻的阻值。該方法需要將采樣所得電壓值通過與光伏電池負(fù)極共地的運算放大器處理后傳給MCU或者經(jīng)過線性光藕隔離后傳給MCU，由MCU通過計算得到所需要的絕緣電阻阻值。在光伏系統(tǒng)絕緣電阻采樣信號的處理過程中，還需要解決的一個共性的問題，就是模擬信號采集時的抗干擾問題。在進(jìn)行檢測時，各種電磁干擾信號都會隨著被測量信號進(jìn)人測量系統(tǒng)中，這些干擾信號迭加在有用的被測信號上，使測量的準(zhǔn)確度降低。另一方面，由于測量系統(tǒng)與被測信號共地，引人的干擾也造成測量系統(tǒng)的不穩(wěn)定，影響檢測系統(tǒng)的正常工作，。因此，絕緣電阻檢測信號通過與光伏電池負(fù)極共地的運算放大器處理后的值是非常不準(zhǔn)確的，而又直接傳給與光伏電池負(fù)極共地的MCU更容易引起系統(tǒng)的故障。而經(jīng)過線性光藕簡單隔離，雖然保護(hù)了 MCU，但是確使被測信號更加不精確。更有其他的利用電壓傳感器所得采樣電壓計算絕緣電阻的方法更不可取，因為電壓傳感器的原變阻抗很大，與光伏系統(tǒng)的絕緣電阻是一個量級，因此會嚴(yán)重影響光伏系統(tǒng)絕緣電阻的阻值。

實用新型內(nèi)容本實用新型的實施例提供一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路。為達(dá)到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術(shù)方案本實用新型提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，包括隔離變送器，一階差分濾波電路，差分鉗位保護(hù)電路和運放電路；所述隔離變送器，用于接收對地絕緣電阻的采樣信號，通過隔離處理，輸出隔離差分信號給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號進(jìn)行高頻雜波的過濾，并將過濾后的差分信號發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；[0012]所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過濾后的差分信號鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運放電路，用于將經(jīng)過鉗位保護(hù)的差分信號按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。本實用新型采用的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，通過所述隔離變送器，用于接收對地絕緣電阻的采樣信號，通過隔離處理，輸出隔離差分信號給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號進(jìn)行高頻雜波的過濾，并將過濾后的差分信號發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過濾后的差分信號鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運放電路，用于將經(jīng)過鉗位保護(hù)的差分信號按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。采用本實用新型不但可以提高絕緣電阻檢測精度，簡單化電路，還大大增強了實用性。

圖1為本實用新型實施例提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路不意圖；圖2為本實用新型實施例提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，為本實用新型提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，該電路包括隔離變送器101，一階差分濾波電路102，差分鉗位保護(hù)電路103和運放電路104 ；所述隔離變送器101，用于接收對地絕緣電阻的采樣信號，通過隔離處理，輸出隔離差分信號給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路102，用于將所述接收到的隔離差分信號進(jìn)行高頻雜波的過濾，并將過濾后的差分信號發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；所述差分鉗位保護(hù)電路103，用于將所述過濾后的差分信號鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運放電路104，用于將經(jīng)過鉗位保護(hù)的差分信號按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。以上電路還可以包括增益放大電路；所述增益放大電路，用于設(shè)置所述運放電路的放大比例。以上電路還可以包括匹配電路用于匹配所述隔離變送器的電壓輸出?；谝陨蠈嵤├?，本實用新型的具體實現(xiàn)電路如圖2所示，該電路具體如下所述匹配電路用于匹配所述隔離變送器的電壓輸出；所述匹配電路包括匹配電阻一 Rl和匹配電阻二 R2 ;所述匹配電阻一 Rl和匹配電阻二 R2并聯(lián)與所述隔離變送器的信號輸出端1-與2+之間。所述一階差分濾波電路包括第一電阻R3、第二電阻讓R4、第一電容Cl和第二電容C2 ；所述第一電阻R3 —端與所述隔離變送器的正向差分信號支路2+相連，另一端分別與所述第一電容Cl和所述運放電路INA126的正向信號輸入端VIN+相連；所述第一電容Cl另一端接OV ；[0028]所述第二電阻R4 —端與所述隔離變送器的負(fù)向差分信號支路輸出端1-相連，另一端分別與所述第二電容C2和所述運放電路INA126的負(fù)向信號輸入端VIN-相連；所述第二電容C2另一端接OV。所述差分鉗位保護(hù)電路包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4 ；所述第一二極管Dl正極與電壓源VCC相連，所述第一二極管Dl負(fù)極分別與所述第二二極管D2的正極、與所述運放電路INA126的正向信號輸入端VIN+相連；所述第二二極管D2的負(fù)極接OV ；所述第三二極管D3正極與電壓源VCC相連，所述第三二極管D3負(fù)極分別與所述第四二極管D4的正極、與所述運放電路INA126的負(fù)向信號輸入端VIN-相連；所述第四二極管D4的負(fù)極接OV。所述增益放大電路包括第三電阻R5和第四電阻R6 ；所述第三電阻R5與所述第四電阻R6并聯(lián)后，兩端分別與所述運放電路INA126的增益輸入端8與I相連。需要說明的是，采樣電阻兩端接入隔離變送器的11+，12-腳，高電位接11+，低電位接12-。隔離變送器的電源可由光伏系統(tǒng)內(nèi)部的24V開關(guān)電源提供，信號輸出是電流型輸出信號，選取合適的采樣電阻，使輸出變?yōu)殡妷盒偷牟顒虞敵鲂盘?。隔離變送器輸入高阻抗，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采樣電阻的阻值，因此對采樣電阻阻值影響非常小，可忽略不計。由于隔離變送器的輸出與光伏電池不共地，這樣絕緣電阻檢測信號的共模電壓能被很好的抑制，而且隔離變送器使被測對象和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有很好的隔離。經(jīng)過隔離變送器輸出的差動信號分別經(jīng)過一階濾波，再次濾出信號中的高頻雜波，再經(jīng)過鉗位保護(hù)，進(jìn)入INA126 (信號測量芯片)的輸入。經(jīng)過INA126的增益處理后，則輸出的絕緣電阻檢測信號就可以進(jìn)入MCU的AD 口了。這樣的信號即精確又不會受到光伏電池負(fù)極的干擾，并且保護(hù)了光伏系統(tǒng)中模擬電路和數(shù)字電路的安全。以上所述OV是指采樣信號處理電路的參考地。本實用新型采用的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，通過所述隔離變送器，用于接收對地絕緣電阻的采樣信號，通過隔離處理，輸出隔離差分信號給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號進(jìn)行高頻雜波的過濾，并將過濾后的差分信號發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過濾后的差分信號鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運放電路，用于將經(jīng)過鉗位保護(hù)的差分信號按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。采用本實用新型不但可以提高絕緣電阻檢測精度，簡單化電路,還大大增強了實用性。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，其特征在于，包括隔離變送器，一階差分濾波電路，差分鉗位保護(hù)電路和運放電路； 所述隔離變送器，用于接收對地絕緣電阻的采樣信號，通過隔離處理，輸出隔離差分信號給所述一階差分濾波電路； 所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號進(jìn)行高頻雜波的過濾，并將過濾后的差分信號發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路； 所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過濾后的差分信號鉗位于預(yù)設(shè)值； 所述運放電路，用于將經(jīng)過鉗位保護(hù)的差分信號按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，其特征在于，還包括增益放大電路； 所述增益放大電路，用于設(shè)置所述運放電路的放大比例。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，其特征在于，還包括匹配電路；所述匹配電路用于匹配所述隔離變送器的電壓輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，其特征在于，所述匹配電路包括匹配電阻一和匹配電阻二 ；所述匹配電阻一和匹配電阻二并聯(lián)與所述隔離變送器的信號輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，其特征在于，所述一階差分濾波電路包括第一電阻、第二電阻、第一電容和第二電容； 所述第一電阻一端與所述隔離變送器的正向差分信號支路相連，另一端分別與所述第一電容和所述運放電路的正向信號輸入端相連；所述第一電容另一端接OV ； 所述第二電阻一端與所述隔離變送器的負(fù)向差分信號支路相連，另一端分別與所述第二電容和所述運放電路的負(fù)向信號輸入端相連；所述第二電容另一端接0V。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，其特征在于，所述差分鉗位保護(hù)電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管； 所述第一二極管正極與電壓源VCC相連，所述第一二極管負(fù)極分別與所述第二二極管的正極、與所述運放電路的正向信號輸入端相連； 所述第二二極管的負(fù)極接OV ； 所述第三二極管正極與電壓源VCC相連，所述第三二極管負(fù)極分別與所述第四二極管的正極、與所述運放電路的負(fù)向信號輸入端相連； 所述第四二極管的負(fù)極接0V。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，其特征在于，所述增益放大電路包括第三電阻和第四電阻； 所述第三電阻與所述第四電阻并聯(lián)后，兩端分別與所述運放電路的增益輸入端相連。
專利摘要本實用新型公開了一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對地絕緣電阻采樣信號處理電路，該處理電路包括隔離變送器，一階差分濾波電路，差分鉗位保護(hù)電路和運放電路；所述隔離變送器，用于接收對地絕緣電阻的采樣信號，通過隔離處理，輸出隔離差分信號給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號進(jìn)行高頻雜波的過濾，并將過濾后的差分信號發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過濾后的差分信號鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運放電路，用于將經(jīng)過鉗位保護(hù)的差分信號按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。采用本實用新型不但可以提高絕緣電阻檢測精度，簡單化電路，還大大增強了實用性。
文檔編號G01R27/20GK202886479SQ201220428069
公開日2013年4月17日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者張濤, 張?zhí)焖? 張宇星 申請人:北京動力源科技股份有限公司