[發(fā)明專利]用于光伏電站電壓測量中的電壓頻率轉(zhuǎn)換高壓隔離電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210275769.5
• 申請日: 2012-08-04
• 公開（公告）號: CN102778597A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊朝輝;郭志華
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫隆瑪科技股份有限公司
• 主分類號: G01R15/14
• 分類號: G01R15/14
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電壓頻率轉(zhuǎn)換高壓隔離電路，尤其是一種用于光伏電站電壓測量中的電壓頻率轉(zhuǎn)換高壓隔離電路，具體地說是用于光伏電站中對光伏電池板的高電壓監(jiān)測，監(jiān)測隔離直流電壓可高達(dá)1000V以上，屬于光伏電壓監(jiān)測的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，能源的需求日趨緊張。中國太陽能資源非常豐富，加快光伏電站的建設(shè)不僅符合我國國情，也會更加有力地推動我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們對光伏電站的監(jiān)控要求越來越高，匯流箱的智能化越來越普及。

光伏電站中電池板電壓一般都高達(dá)數(shù)百伏，甚至上千伏。智能匯流箱一般都帶有電池板電壓監(jiān)測功能，為了能夠安全監(jiān)測電壓的大小，目前電路一般使用模擬線性光耦隔離電路。其原理為：線性光耦由一個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè)光電二極管組成，加上外部的運(yùn)算放大器負(fù)反饋電路，一起組成了隨著光強(qiáng)變化的模擬線性光耦隔離電路。這種模擬線性光耦隔離電路需要發(fā)光二極管的光盡量完全相同的照射到兩個(gè)光電二極管，并且對這兩個(gè)光電二極管的光電轉(zhuǎn)換特性的一致性要求很高。想要把精度做的高，比較困難。而且，隨著時(shí)間變長，發(fā)光二極管的老化，采集精度也會相應(yīng)下降。所以原來的電路存在的問題：1、成本高；2、對光耦器件要求高；3、測量誤差大，長時(shí)間后精度降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于光伏電站電壓測量中的電壓頻率轉(zhuǎn)換高壓隔離電路，其能降低隔離光耦的要求，減少對隔離光耦性能的依賴，確保隔離電壓采集電路長期性能穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高電壓隔離模擬量的檢測，測量方便，安全可靠。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述用于光伏電站電壓測量中的電壓頻率轉(zhuǎn)換高壓隔離電路，包括輸入電壓接口，所述輸入電壓接口的正極端通過分壓電阻與第二十五電阻串接后與高壓地相連，輸入電壓接口的負(fù)極端與高壓地相連；第二十五電阻與分壓電阻相連的一端通過第二十二電阻與第一運(yùn)算放大器的同相端相連，第一運(yùn)算放大器的反相端通過第二十三電阻與第一運(yùn)算放大器的輸出端相連；第一運(yùn)算放大器的輸出端通過第四十二電阻與第二運(yùn)算放大器的反相端相連，且第一運(yùn)算放大器的輸出端通過第三十電阻與第二運(yùn)算放大器的同相端相連；所述第三十電阻與第二運(yùn)算放大器相連的一端還通過第二十四電阻與高壓地相連；第二運(yùn)算放大器的反相端通過第二十電容與第二運(yùn)算放大器的輸出端相連；

第二運(yùn)算放大器的反相端通過第四十五電阻的比較電路的一端相連，且第二運(yùn)算放大器的輸出端與比較電路的另一端相連，比較電路的輸出端與光耦晶閘管一次回路的一端相連，所述光耦晶閘管一次回路的另一端通過第三十七電阻與隔離電壓電路內(nèi)的隔離電壓輸出端相連；光耦晶閘管二次回路的一端與地相連，光耦晶閘管二次回路的另一端通過第三十八電阻與電源VCC相連，并形成轉(zhuǎn)換輸出端；比較電路與隔離電壓電路的隔離電壓輸出端相連；

第二運(yùn)算放大器根據(jù)第二十電容上的電壓值向比較電路輸出調(diào)節(jié)信號，比較電路根據(jù)調(diào)節(jié)信號調(diào)整比較電路輸出端的輸出狀態(tài)及第四十五電阻的連接狀態(tài)，以在光耦晶閘管的轉(zhuǎn)換輸出端得到對應(yīng)周期的頻率信號。

所述比較電路采用555定時(shí)器，第二運(yùn)算放大器）的反相端通過第四十五電阻與555定時(shí)器的DIS端相連；第二運(yùn)算放大器的輸出端與555定時(shí)器的CVOLT端相連；

555定時(shí)器的輸出端與光耦晶閘管一次回路的一端相連，555定時(shí)器的RST端與第三十九電阻及第七十八電容的一端相連，所述第七十八電容的另一端與高壓地相連，第三十九電阻與555定時(shí)器的RST端相連的另一端與定時(shí)器的TRIG端相連，并通過第四十電阻與高壓地相連，且通過第五十一電阻與555定時(shí)器的THR相連；555定時(shí)器的VCC端與555定時(shí)器的RST端相互連接；所述第三十九電阻與555定時(shí)器的RST相連的一端與隔離電壓電路內(nèi)的隔離電壓輸出端相連。

所述隔離電壓電路包括隔離電源，所述隔離電源的Vin端與電源VCC相連，隔離電源的GND端接地；隔離電源的0V端與高壓地相連，隔離電源的VO端通過第二電感分別與第二十一電阻的一端相連，所述第二十一電阻的另一端與高壓地相連，所述第二十一電阻的兩端并聯(lián)有第七十七電容；所述第二電感與第二十一電阻、第七十七電容相連的端部形成隔離電壓輸出端。

所述第二十五電阻與分壓電阻相連的一端還與二極管的陰極端相連，所述二極管的陽極端與高壓地及第七十九電容的一端相連，所述第七十九電容與二極管相連的另一端與隔離電壓電路內(nèi)的隔離電壓輸出端相連。