基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置制造方法
【專利摘要】一種基于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采樣部分和控制測量部分，所述隔離采樣部分以隔離電源供電，包括多個(gè)采樣電阻、模擬電子開關(guān)、分壓網(wǎng)絡(luò)、線性光耦，所述多個(gè)采樣電阻分別串接在各個(gè)光伏組串中，所述模擬電子開關(guān)接收開關(guān)切換信號采集相應(yīng)的所述采樣電阻上的壓降，并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(wǎng)絡(luò)連接于所述正、負(fù)匯流排之間，將正、負(fù)匯流排之間的電壓降壓，并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并根據(jù)所述電流信息和所述電壓信息，向所述隔離采樣部分輸出所述開關(guān)切換信號。采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】基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電匯流箱監(jiān)控領(lǐng)域，特別是涉及一種基于取樣電阻的光伏 匯流箱測控裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 光伏匯流箱是光伏發(fā)電站的前端設(shè)備，其作用在于對光伏方陣的分區(qū)現(xiàn)場監(jiān)控并 向遠(yuǎn)方后臺(tái)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測整個(gè)光伏電池組件的工況提供數(shù)據(jù)支持。由于使用數(shù)量眾多，光 伏匯流箱對于光伏電站的投資占相當(dāng)大份額。為了提升產(chǎn)品的市場競爭優(yōu)勢，各個(gè)匯流箱 廠家都不遺余力的發(fā)掘該型產(chǎn)品的成本空間；對匯流箱測控裝置成本壓縮成為研究重點(diǎn)。
[0003] 目前主流的匯流箱測控裝置采用穿心霍爾電流傳感器，或者單芯片型霍爾電流傳 感器，如美國Allegro生產(chǎn)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(yōu)點(diǎn)是具有良好的隔離性能，后者成本稍低（為前者的三分之一），溫度 特性和精度優(yōu)于前者，缺點(diǎn)是隔離性能稍差。測控單元所配置的電流傳感器通常要占用三 分之一的成本額度。而且很多產(chǎn)品并不支持現(xiàn)場參數(shù)的整定，一旦出現(xiàn)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(yùn)行，延長了維護(hù)周期并增加了運(yùn)維成本。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 基于此，有必要提供一種低成本、高精度的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置。
[0005] -種基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，設(shè)置于正、負(fù)匯流排之間，包括彼此電 氣隔離的隔離采樣部分和控制測量部分，其中，
[0006] 所述隔離采樣部分以隔離電源供電，包括多個(gè)采樣電阻、模擬電子開關(guān)、分壓網(wǎng) 絡(luò)、第一線性光耦以及第二線性光耦，所述多個(gè)采樣電阻分別串接在各個(gè)光伏組串中，所述 模擬電子開關(guān)接收開關(guān)切換信號采集相應(yīng)的所述采樣電阻上的壓降，并通過所述第一線 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(wǎng)絡(luò)連接于所述正、負(fù)匯流排之間，將正、負(fù)匯流排之間的電壓降壓，并 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并根據(jù)所述電流信息和所述電壓信息，向所述隔離采樣部 分輸出所述開關(guān)切換信號。
[0009] 進(jìn)一步地，所述隔離采樣部分電路以所述正匯流排的電位作為參考點(diǎn)，所述模擬 電子開關(guān)、第一線性光耦以及第二線性光耦的輸入?yún)⒖级伺c所述正匯流排的任一匯流排端 口連接。
[0010] 進(jìn)一步地，所述控制測量部份包括單片機(jī)、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， 并將所述電流信息輸出到所述第一濾波電路濾波后輸入到所述單片機(jī)的電流采樣通道；
[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， 并將所述電壓信息輸出到所述第二濾波電路濾波后輸入到所述單片機(jī)的電壓采樣通道；
[0013] 所述單片機(jī)通過輸出所述開關(guān)切換信號實(shí)現(xiàn)對各個(gè)電流通道的輪詢。
[0014] 進(jìn)一步地，所述采樣電阻為錳銅電阻。
[0015] 進(jìn)一步地，所述模擬電子開關(guān)采用芯片74HC4051構(gòu)成。
[0016] 進(jìn)一步地，所述第一、第二線性光耦采用芯片ACPL-C79B，并使其工作在差分輸入 模式。
[0017] 進(jìn)一步地，所述隔離電源采用分離器件組成的正激式隔離開關(guān)電源，提供一路+5V 電源至所述模擬電子開關(guān)、第一線性光耦以及第二線性光耦的輸入端。
[0018] 進(jìn)一步地，所述隔離電源采用EE16高頻變壓器。
[0019] 進(jìn)一步地，所述的分壓網(wǎng)絡(luò)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(fù)輸入端，所述第二分壓電阻的第二端 接負(fù)匯流排。
[0020] 進(jìn)一步地，還包括操作按鍵，所述控制測量部分還用于接收該操作按鍵輸入的光 伏組串通道的真實(shí)電流值并執(zhí)行現(xiàn)場校正命令，可以對任何一條所述光伏組串進(jìn)行采樣調(diào) 校。
[0021] 基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置采用低廉的采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采樣電阻，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(diǎn)選取，通過對原來電路的簡化，在不 犧牲隔離性、可靠性、抗干擾性的前提下使測控裝置的成本得到緊縮，比較傳統(tǒng)的方案具有 更好的穩(wěn)定性、良好溫度特性以及更高的采樣精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中光伏匯流箱測控裝置的系統(tǒng)框圖；
[0023] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)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(shí)用新型實(shí)施例中的采樣電阻電流測試通道線性度實(shí)測分析圖；
[0025] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中的線性光耦的增益溫度特性圖；
[0026] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中的按鍵操作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下 結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施 例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0028] 請參閱圖1，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置設(shè)置 于正、負(fù)匯流排之間，測控裝置包括彼此電氣隔離的隔離采樣部分1和控制測量部分2。本 實(shí)施例中，正、負(fù)匯流排之間接有16條光伏組串

【權(quán)利要求】
1. 一種基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，設(shè)置于正、負(fù)匯流排之間，其特征在于， 包括彼此電氣隔離的隔離采樣部分和控制測量部分，其中， 所述隔離采樣部分以隔離電源供電，包括多個(gè)采樣電阻、模擬電子開關(guān)、分壓網(wǎng)絡(luò)、第 一線性光耦以及第二線性光耦，所述多個(gè)采樣電阻分別串接在各個(gè)光伏組串中，所述模擬 電子開關(guān)接收開關(guān)切換信號采集相應(yīng)的所述采樣電阻上的壓降，并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(wǎng)絡(luò)連接于所述正、負(fù)匯流排之間，將正、負(fù)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并根據(jù)所述電流信息和所述電壓信息，向所述隔離采樣部分輸 出所述開關(guān)切換信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特征在于，所述隔 離采樣部分電路以所述正匯流排的電位作為參考點(diǎn)，所述模擬電子開關(guān)、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端口連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特征在于，所述控 制測量部份包括單片機(jī)、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，并將 所述電流信息輸出到所述第一濾波電路濾波后輸入到所述單片機(jī)的電流采樣通道； 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，并將 所述電壓信息輸出到所述第二濾波電路濾波后輸入到所述單片機(jī)的電壓采樣通道； 所述單片機(jī)通過輸出所述開關(guān)切換信號實(shí)現(xiàn)對各個(gè)電流通道的輪詢。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特征在于，所述采 樣電阻為錳銅電阻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特征在于，所 述模擬電子開關(guān)采用芯片74HC4051構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特征在于，所 述第一、第二線性光耦采用芯片ACPL-C79B，并使其工作在差分輸入模式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特征在于，所述隔 離電源采用分離器件組成的正激式隔離開關(guān)電源，提供一路+5V電源至所述模擬電子開 關(guān)、第一線性光耦以及第二線性光耦的輸入端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特征在于，所述隔 離電源采用EE16高頻變壓器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特征在于，所述的 分壓網(wǎng)絡(luò)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(fù)輸入端，所述第二分壓電阻的第二端接負(fù)匯流排。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于取樣電阻的光伏匯流箱測控裝置，其特征在于，還包括 操作按鍵，所述控制測量部分還用于接收該操作按鍵輸入的光伏組串通道的真實(shí)電流值并 執(zhí)行現(xiàn)場校正命令，以對任何一條所述光伏組串進(jìn)行采樣調(diào)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(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)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(shù)股份有限公司