CN106199477A - 噪声发生电路、自检电路、afci和光伏发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种噪声发生电路、自检电路、AFCI和光伏发电系统，该噪声发生电路包括：电源开关模块、噪声发生器和电容；噪声发生器分别与电源开关模块和电容连接；电源开关模块，用于根据自检指令控制噪声发生器是否产生噪声信号；电容，用于在噪声发生器产生噪声信号时，滤除噪声信号中的直流成分。本发明实施例提供的噪声发生电路、自检电路、AFCI和光伏发电系统，能够在非自检时间不产生噪声信号，进而能够避免对处于工作状态的AFCI中的器件和AFCI所在光伏逆变器中的器件产生影响，保证了AFCI和光伏逆变器的正常工作。

Description

噪声发生电路、自检电路、AFCI和光伏发电系统
技术领域
本发明实施例涉及电源技术，尤其涉及一种噪声发生电路、自检电路、电弧故障断路器(Arc Fault Circuit Interrupter简称：AFCI)和光伏发电系统。
背景技术
光伏发电系统是一种将太阳能转换成电能的发电系统，鉴于光伏发电系统具有使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行等优点，越来越多的场所选择使用光伏发电系统作为供电电源。目前，上述光伏发电系统主要由多个太阳能电池板、光伏逆变器等组成，其中，太阳能电池板与光伏逆变器之间通过线缆和接线端子连接。
现有技术中，上述光伏发电系统因线缆老化或接线端子连接不可靠等原因，易引起直流电弧故障。为了避免上述光伏发电系统因直流电弧故障引起电气火灾，上述光伏发电系统的光伏逆变器中设置有用于检测直流电弧的AFCI，该AFCI包括用于检测光伏发电系统中是否有直流电弧的检测电路，以及，用于测试检测电路功能是否正常的自检电路，其中，自检电路中设置有噪声发生电路，该噪声发生电路可以产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号，以使得自检电路可以通过向检测电路输出该噪声信号，以测试检测电路是否可以检测出该噪声信号，并依此来判断检测电路的功能是否正常。
然而，无论上述AFCI中的自检电路是否处于测试检测电路功能是否正常的状态，上述自检电路中的噪声发生电路均会持续产生噪声信号，使得该噪声信号会对工作中的AFCI中的器件和AFCI所在光伏逆变器中的器件产生影响，导致AFCI和光伏逆变器无法正常工作。
发明内容
本发明实施例提供一种噪声发生电路、自检电路、AFCI和光伏发电系统，用于解决现有技术中无论AFCI中的自检电路是否处于测试检测电路功能是否正常的状态，该自检电路中的噪声发生电路均会持续产生噪声信号，使得该噪声信号会对工作中的AFCI中的器件和AFCI所在光伏逆变器中的器件产生影响，导致AFCI和光伏逆变器无法正常工作的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种噪声发生电路，该噪声发生电路可以包括：电源开关模块、噪声发生器和电容；所述噪声发生器分别与所述电源开关模块和所述电容连接；
所述电源开关模块，用于根据自检指令控制所述噪声发生器是否产生噪声信号；
所述电容，用于在所述噪声发生器产生所述噪声信号时，滤除所述噪声信号中的直流成分。
通过第一方面提供的噪声发生电路，在设置到光伏发电系统中的AFCI的自检电路上后，噪声发生电路的电源开关模块仅会在接收到自检指令时，控制其上的噪声发生器产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号。也就是说，自检电路中的噪声发生电路仅在自检电路测试检测电路的功能时，即仅在光伏发电系统上电后、且逆变器工作之前，才会产生噪声信号，而在非自检时间，即AFCI和光伏逆变器正常工作时间，不会产生噪声信号，因此，本发明实施例提供的噪声发生电路，不会对处于工作状态的AFCI、以及，AFCI所在光伏逆变器中的器件产生影响，保证了AFCI和光伏逆变器的正常工作，提高了AFCI和光伏逆变器的工作效率。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述电源开关模块包括：供电电源、第一电阻、第二电阻、第一开关和P沟道金属氧化物半导体场效应PMOS管；
所述第一电阻的第一端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端接地，所述第一开关的第三端分别与所述第二电阻的第一端和所述PMOS管的栅极连接，所述第二电阻的第二端和所述PMOS管的源极均与所述供电电源连接，所述PMOS管的漏极与所述噪声发生器连接。
通过该可能的实施方式提供的噪声发生电路，使电源开关模块11的第一电阻在接收到自检指令后，电源开关模块的第一开关可以通过第一电阻分压后的电压导通，从而将PMOS管的栅极的电压拉低，以使PMOS管的栅极的电压低于PMOS管的源极的电压，进而使PMOS管的源极和漏极导通，通过这种方式，可以使电源开关模块的供电电源VCC可以经过PMOS管的源极，向与PMOS管的漏极连接的噪声发生器供电，以使得噪声发生器可以产生噪声信号，从而使自检电路可以通过该噪声信号测试检测电路的功能是否正常，实现了自检电路的自检功能。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述电源开关模块还包括：第三电阻；
所述第三电阻的第一端分别与所述第一电阻的第一端和所述第一开关的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地。
通过该可能的实施方式提供的噪声发生电路，使得第三电阻可以释放第一开关在停止工作时所积攒的电荷，提高了第一开关的稳定性。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述电源开关模块还包括：第四电阻；
所述第四电阻的第一端与所述第一开关的第三端连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述PMOS管的栅极连接。
通过该可能的实施方式提供的噪声发生电路，使得第四电阻和第二电阻可以共同分摊VCC的电压，进而使得PMOS管的栅极的电压等于第四电阻的第二端的电压，从而达到将PMOS管的栅极的电压拉低的目的，进而达到PMOS管导通的目的，使得电源开关模块可以通过PMOS管为噪声发生器供电，以使噪声发生器产生噪声信号，从而使自检电路可以通过该噪声信号测试检测电路的功能是否正常，实现了自检电路的自检功能。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述第一开关为第一NPN三极管；
所述第一NPN三极管的基极为所述第一开关的第一端，所述第一NPN三极管的发射极为所述第一开关的第二端，所述第一NPN三极管的集电极为所述第一开关的第三端。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述第一开关为N沟道金属氧化物半导体场效应NMOS管；
所述NMOS管的栅极为所述第一开关的第一端，所述NMOS管的源极为所述第一开关的第二端，所述NMOS管的漏极为所述第一开关的第三端。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述噪声发生器为稳压二极管；
所述稳压二极管的第一端分别与所述PMOS管的漏极和所述电容的第一端连接，所述稳压二极管的第二端接地。
通过该可能的实施方式提供的噪声发生电路，由于稳压二极管在正常工作状态时，可以产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的散粒噪声信号，因此，在使用稳压二极管作为噪声发生电路的噪声发生器时，可以提高噪声发生器的使用寿命，进而可以提高噪声发生电路的可靠性。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述电源开关模块还包括：用于限流的第五电阻；
所述稳压二极管的第一端通过所述第五电阻与所述PMOS管的漏极连接。
通过该可能的实施方式提供的噪声发生电路，通过设置在PMOS管的漏极与稳压二极管之间的第五电阻，可以限制流过稳压二极管的电流的大小，因此，可以避免稳压二极管被过大的电流损坏，提高了稳压二极管的使用寿命，进而提高了噪声发生电路的可靠性。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述噪声发生器为第二NPN三极管；
所述第二NPN三级管的发射极与所述PMOS管的漏极连接，所述第二NPN三级管的基极与所述电容的第一端连接，所述第二NPN三级管的集电极悬空。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述电源开关模块还包括：用于限流的第五电阻；
所述第二NPN三级管的发射极通过所述第五电阻与所述PMOS管的漏极连接。
通过该可能的实施方式提供的噪声发生电路，通过设置在PMOS管的漏极与第二NPN三级管之间的第五电阻，可以限制流过第二NPN三级管的电流的大小，因此，可以避免第二NPN三级管被过大的电流损坏，提高了第二NPN三级管的使用寿命，进而提高了噪声发生电路的可靠性。
可选的，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述噪声发生电路还包括：第六电阻和运算放大器；
所述第六电阻的第一端接地，所述第六电阻的第二端分别与所述电容的第二端和所述运算放大器的同相输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接。
通过该可能的实施方式提供的噪声发生电路，通过与电容连接的第六电阻，使第六电阻可以释放电容在停止工作时所积攒的电荷，同时，通过与电容连接的运算放大器，使运算放大器可以将电容与自检电路上的滤波放大电路中的阻抗进行隔离，使电容可以工作在正常状态，进而使电容可以有效的去除噪声发生器所产生的噪声信号中的直流成分，提高了电容的工作效率。
第二方面，本发明实施例提供一种自检电路，该自检电路可以包括上述任一噪声发生电路。
上述第二方面所提供的自检电路，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
第三方面，本发明实施例提供一种AFCI，该AFCI可以包括上述自检电路。
上述第三方面所提供的AFCI，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
第四方面，本发明实施例提供一种光伏发电系统，该光伏发电系统可以包括上述AFCI。
上述第四方面所提供的光伏发电系统，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
本发明实施例提供的噪声发生电路、自检电路、AFCI和光伏发电系统，在将噪声发生电路设置到光伏发电系统中的AFCI的自检电路上后，噪声发生电路的电源开关模块仅会在接收到自检指令时，控制其上的噪声发生器产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号。也就是说，自检电路中的噪声发生电路仅在自检电路测试检测电路的功能时，即仅在光伏发电系统上电后、且逆变器工作之前，才会产生噪声信号，而在非自检时间，即AFCI和光伏逆变器正常工作时间，不会产生噪声信号，因此，本发明实施例提供的噪声发生电路，不会对处于工作状态的AFCI、以及，AFCI所在光伏逆变器中的器件产生影响，保证了AFCI和光伏逆变器的正常工作，提高了AFCI和光伏逆变器的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的噪声发生电路实施例一的模块结构示意图；
图2为本发明实施例提供的AFCI的自检电路；
图3为本发明实施例提供的噪声发生电路实施例二的电路图。
附图标记说明：
11：电源开关模块； 12：噪声发生器；
13：电容； 111：第一开关。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以光伏发电系统中的AFCI为例，现有技术中，该AFCI设置在光伏发电系统的光伏逆变器中，该AFCI可以包括用于检测光伏发电系统中是否有直流电弧的检测电路，以及，自检电路，该自检电路可以在光伏发电系统上电后，且光伏逆变器工作之前，测试检测电路功能是否正常。其中，上述自检电路中的噪声发生电路通过一个开关模块与检测电路连接，该开关模块用于在自检电路对检测电路的功能进行测试时，将噪声发生电路与检测电路连通，以使得自检电路的噪声发生电路可以向检测电路输出与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号，进而使得自检电路可以通过测试检测电路是否可以检测出该噪声信号，来判断检测电路的功能是否正常。然而，无论上述开关模块是否处于导通状态，也就是说，无论上述自检电路是否在对检测电路的功能进行测试，上述自检电路中的噪声发生电路均会一直产生噪声信号，使得AFCI和AFCI所在的光伏逆变器在工作时，该自检电路的噪声发生电路所产生的噪声信号会对工作中的AFCI、以及，AFCI所在光伏逆变器的器件产生影响，导致AFCI和光伏逆变器无法正常工作。
而本发明实施例所提供的噪声发生电路，在设置到光伏发电系统中的AFCI的自检电路上后，仅会在接收到自检指令时，控制其上的噪声发生器产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号。也就是说，自检电路中的噪声发生电路仅在自检电路测试检测电路的功能时，即仅在光伏发电系统上电后、且逆变器工作之前，才会产生噪声信号，而在非自检时间，即AFCI和光伏逆变器正常工作时间，不会产生噪声信号，因此，本发明实施例提供的噪声发生电路，不会对处于工作状态的AFCI、以及，AFCI所在光伏逆变器中的器件产生影响，保证了AFCI和光伏逆变器的正常工作。因此，本发明实施例提供的噪声发生电路，旨在解决现有技术中无论AFCI中的自检电路是否处于测试检测电路功能是否正常的状态，该自检电路中的噪声发生电路均会持续产生噪声信号，使得该噪声信号会对工作中的AFCI中的器件和AFCI所在光伏逆变器中的器件产生影响，导致AFCI和光伏逆变器无法正常工作的技术问题。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例提供的噪声发生电路实施例一的模块结构示意图，如图1所示，该噪声发生电路可以包括：电源开关模块11、噪声发生器12和电容13；噪声发生器12分别与电源开关模块11和电容13连接；其中，
上述电源开关模块11，用于根据自检指令控制噪声发生器12是否产生噪声信号；
上述电容13，用于在噪声发生器12产生噪声信号时，滤除噪声信号中的直流成分。
具体的，上述噪声发生电路可以设置在光伏发电系统的逆变器上的AFCI的自检电路中，用于AFCI的自检电路在测试AFCI的检测电路的功能时，向检测电路输出与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号。
其中，上述噪声发生电路所包括的电源开关模块11可以为任一具有接收、导通、断开、供电等功能的模块。在本实施例中，上述电源开关模块11可以接收自检指令，并可以在接收到自检指令时，为噪声发生器12供电，以使噪声发生器12可以产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号，而在未接收到自检指令时，则停止向噪声发生器12供电，以使噪声发生器12不会产生该噪声信号，从而可以避免该噪声信号影响AFCI和AFCI所在的光伏逆变器的元器件的工作，以保证AFCI和AFCI所在的光伏逆变器的正常工作。其中，上述自检指令可以为任一大于电源开关模块11工作电压的高电平信号，例如：5V高电平信号、3V高电平信号等，具体可以根据电源开关模块11的工作电压设定。具体实现时，上述自检指令可以为AFCI的自检电路中的处理器发送的自检指令，还可以为维护人员通过手动触发与电源开关模块11连接的硬件开关(例如：按键等)所产生的自检指令等。
上述噪声发生电路所包括的噪声发生器12可以为任一能够产生模拟的电弧噪声信号的器件，例如：稳压二极管、NPN三极管等。在本实施例中，上述噪声发生器12可以在电源开关模块11接收到自检指令时，即电源开关模块11为其供电时，产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号。上述噪声发生电路所包括的电容可以为任一具有耦合交流信号功能的电容，在本实施例中，上述电容可以在噪声发生器12产生噪声信号时，将该噪声信号中的直流成分滤除，使该噪声信号更加接近于实际的电弧噪声信号。
下面以上述噪声发生电路设置在现有的一种AFCI的自检电路为例，对本发明实施例所提供的噪声发生电路的工作原理进行说明，具体地：
图2为本发明实施例提供的AFCI的自检电路，如图2所示，该AFCI的自检电路可以包括：噪声发生电路、第一滤波放大电路、与噪声发生电路连接的按键开关，以及，检测电路中的电流互感器CT、采样电阻、第二滤波放大电路、处理器和LED灯。其中，上述电流CT可以包括：线圈1和线圈2。在将本发明实施例所提供的噪声发生电路设置在图2所示的AFCI的自检电路中时，上述AFCI的自检方法具体可以包括：
第一步：在光伏发电系统上电后，AFCI上的检测电路中的处理器可以先进行初始化设置，例如：系统时钟设置、中断时钟设置、模拟数字转换器(Analog to Digital，简称：AD)采样时钟设置、寄存器初始化设置等，以使初始化设置后的处理器可以检测光伏发电系统中的电弧噪声信号。在完成初始化设置之后，检测电路中的处理器可以向AFCI的自检电路中的噪声发生电路的电源开关模块发送自检指令。可选的，若上述自检指令为人为触发的，则上述第一步还可以为：在光伏发电系统上电后，且AFCI上的检测电路中的处理器完成初始化设置之后，维护人员通过手动点击与噪声发生电路连接的按键开关，向AFCI的自检电路中的噪声发生电路的电源开关模块发送自检指令。
第二步：自检电路中的噪声发生电路的电源开关模块在接收到处理器发送的自检指令时，可以向噪声发生器供电，以使噪声发生器产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号，该噪声信号经电容滤除直流成分后，输出至自检电路中的第一滤波放大电路。
第三步：自检电路中的第一滤波放大电路在接收到噪声发生电路的电容输出的噪声信号之后，可以对该噪声信号进行滤波放大，以使该噪声信号的频率和幅值等于或无限接近于实际的电弧噪声信号，然后再将该进行滤波放大之后的噪声信号输出至检测电路的电流CT的线圈2。
第四步：由于检测电路上的电流CT的线圈1和线圈2是缠绕在同一个磁芯上的两个相同匝数的绕组，所以电流CT的线圈1和线圈2可以感应到相同的噪声信号，因此，通过这种方式，可以使电流CT通过其上的线圈2将自检电路中的第一滤波放大电路输出的噪声信号传递给电流CT的线圈1，以使得与电流CT的线圈1并联的采样电阻可以采样该噪声信号，并输出至检测电路上的第二滤波放大电路。
第五步：检测电路上的第二滤波放大电路对所接收到的噪声信号进一步进行滤波放大，以使该噪声信号的频率和幅值等于或无限接近于实际的电弧噪声信号，然后再将该进行滤波放大之后的噪声信号输出至检测电路上的处理器。
第六步：检测电路上的处理器在接收到第二滤波放大电路输出的噪声信号之后，处理器通过其内部集成的AD(例如：高速AD等)对该噪声信号进行采样，并分析判断该噪声信号是否符合实际电弧的频谱特性，此时，若处理器判断所采样的模拟的电弧噪声信号不符合实际电弧的频谱特性，说明检测电路的处理器、电流CT、采样电阻、第二滤波放大电路等中的某一个或多个元器件出现损坏，即检测电路的功能不正常，则处理器可以向LED灯发送指令，通过点亮LED灯来指示AFCI的自检失败。若处理器判断所采样的模拟的电弧噪声信号符合实际电弧的频谱特性，说明检测电路的处理器、电流CT、采样电阻、第二滤波放大电路等中所有元器件功能正常，即检测电路的功能正常，则处理器就会停止向自检电路的噪声发生电路发送自检指令，以使噪声发生电路停止产生噪声信号，进而使噪声发生电路停止向检测电路输出该噪声信号。
第七步：检测电路上的处理器在停止向自检电路的噪声发生电路发送自检指令之后，即噪声发生电路停止向检测电路输出噪声信号之后，处理器可以继续通过其内部集成的高速AD采样检测电路中的噪声信号，并分析判断所采样的噪声信号是否符合实际电弧噪声信号的频谱特性，此时，若处理器判断所采样的噪声信号不符合实际电弧噪声信号的频谱特性，说明检测电路的处理器、电流CT、采样电阻、第二滤波放大电路等中的某一个或多个元器件功能正常，即检测电路的功能正常，则处理器确定AFCI自检通过。若处理器判断所采样的噪声信号符合实际电弧噪声信号的频谱特性，此时，由于光伏发电系统还未开始工作，因此，在正常工作状态下，光伏发电系统中不可能存在电弧噪声信号，也就是说，在正常工作状态下，处理器不会采样到符合实际电弧噪声信号的频谱特性的噪声信号，则若处理器判断所采样的噪声信号符合实际电弧噪声信号的频谱特性，说明检测电路的处理器、电流CT、采样电阻、第二滤波放大电路等中一个或多个元器件功能不正常，即检测电路的功能不正常，则处理器就会向LED灯发送指令，通过点亮LED灯来指示AFCI的自检失败。
本发明实施例所提供的噪声发生电路，在将噪声发生电路设置到光伏发电系统中的AFCI的自检电路上后，噪声发生电路的电源开关模块仅会在接收到自检指令时，控制其上的噪声发生器产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号。也就是说，自检电路中的噪声发生电路仅在自检电路测试检测电路的功能时，即仅在光伏发电系统上电后、且逆变器工作之前，才会产生噪声信号，而在非自检时间，即AFCI和光伏逆变器正常工作时间，不会产生噪声信号，因此，本发明实施例提供的噪声发生电路，不会对处于工作状态的AFCI、以及，AFCI所在光伏逆变器中的器件产生影响，保证了AFCI和光伏逆变器的正常工作，提高了AFCI和光伏逆变器的工作效率。
图3为本发明实施例提供的噪声发生电路实施例二的电路图，如图3所示，上述噪声发生电路的电源开关模块11可以包括：供电电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关111和PMOS管Q1；
其中，第一电阻R1的第一端与第一开关111的第一端连接，第一开关111的第二端接地，第一开关111的第三端分别与第二电阻R2的第一端和Q1的栅极连接，第二电阻R2的第二端和Q1的源极均与供电电源连接，Q1的漏极与噪声发生器连接。
具体的，上述第一电阻R1可以为分压电阻，上述第一电阻R1可以通过其第二端与处理器的输出端或者按键开关连接，以使第一电阻R1可以接收自检指令，并在接收到高电平信号形式的自检指令时，对该高电平信号进行分压，以降低该高电平信号的电压，使其接近于第一开关111的工作电压，以将第一开关111导通。导通后的第一开关111可以使Q1的栅极接地，进而达到了拉低Q1的栅极的电压的目的，从而使Q1的栅极的电压低于Q1的源极的电压，进而使得Q1的源极和漏极可以导通。通过这种方式，使电源开关模块11在接收到自检指令后，电源开关模块11的供电电源VCC可以经过Q1的源极，向与Q1的漏极连接的噪声发生器12供电，以使得噪声发生器12可以产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号，从而使自检电路可以通过该噪声信号测试检测电路的功能是否正常，实现了自检电路的自检功能。
继续参照上述图3，可选的，在本发明另一实现方式中，上述电源开关模块11还可以包括：用于分压的第三电阻R3，该第三电阻R3的第一端分别与第一电阻R1的第一端和第一开关111的第一端连接，第三电阻R3的第二端接地，以使得该第三电阻R3可以释放第一开关111在停止工作时所积攒的电荷，提高了第一开关111的稳定性。
继续参照上述图3，可选的，在本发明另一实现方式中，上述电源开关模块11还可以包括：用于分压的第四电阻R4；其中，第四电阻R4的第一端与第一开关111的第三端连接，第四电阻R4的第二端分别与第二电阻R2的第一端和Q1的栅极连接，以使得第四电阻R4和R2可以共同分摊供电电源VCC的电压，进而使得Q1的栅极的电压等于R4的第二端的电压，从而达到将Q1的栅极的电压拉低的目的，进而达到PMOS管导通的目的，使得电源开关模块11可以通过PMOS管为噪声发生器供电，以使噪声发生器产生噪声信号，从而使自检电路可以通过该噪声信号测试检测电路的功能是否正常，实现了自检电路的自检功能。
继续参照上述图3，如图3所示，上述电源开关模块11中的第一开关111可以为任一能够在满足工作电压时就可以导通的开关，例如：NPN三极管、NMOS管等。可选的，当上述第一开关111为第一NPN三极管T1时，上述T1的基极B为第一开关111的第一端，T1的发射极E为第一开关111的第二端，T1的集电极C为第一开关111的第三端。可选的，当上述第一开关111为NMOS管时，上述NMOS管的栅极为第一开关111的第一端，NMOS管的源极为第一开关111的第二端，NMOS管的漏极为第一开关111的第三端。其中，图3中示出的电源开关模块11是以第一开关111为T1为例的电源开关模块。
如上述实施例所说，上述噪声发生电路所包括的噪声发生器12可以为任一能够产生模拟的电弧噪声信号的器件，例如：NPN三极管、稳压二极管等。可选的，当上述噪声发生器12为第二NPN三极管时，该第二NPN三级管的发射极E可以与PMOS管的漏极连接，第二NPN三级管的基极B可以与电容C1的第一端连接，第二NPN三级管的集电极C可以悬空，以使得第二NPN三级管在电源开关模块11为其供电时，可以工作在反向击穿状态，以产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的白噪声信号。可选的，当上述噪声发生器12为稳压二极管ZD1时，该ZD1的第一端分别与PMOS管的漏极和电容C1的第一端连接，ZD1的第二端接地，以使得ZD1在电源开关模块11为其供电时，即ZD1可以正常工作时，可以产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的散粒噪声信号。由于ZD1可以在正常的工作状态产生与电弧噪声信号的频谱特性相同噪声信号，因此，在使用ZD1作为噪声发生电路的噪声发生器12时，可以提高噪声发生器12的使用寿命，进而可以提高噪声发生电路的可靠性。上述图3示出的是以稳压二极管ZD1作为噪声发生器12的噪声发生电路11。
继续参照图3，可选的，上述电源开关模块11还可以包括：用于限流的第五电阻R5，该R5可以设置在Q1的漏极与噪声发生器12之间，用于限制流过噪声发生器12的电流的大小，因此，可以避免噪声发生器12被过大的电流损坏，提高了噪声发生器12的使用寿命，进而提高了噪声发生电路的可靠性。可选的，若上述噪声发生器12为ZD1，则在上述电源开关模块11包括R5时，ZD1的第一端可以通过R5与PMOS管的漏极连接。可选的，若上述噪声发生器12为第二NPN三级管，则在上述电源开关模块11包括R5时，第二NPN三级管的发射极E可以通过R5与PMOS管的漏极连接。
继续参照图3，可选的，上述噪声发生电路还可以包括：第六电阻R6和运算放大器U1；其中，R6的第一端接地，R6的第二端分别与C1的第二端和U1的同相输入端连接，U1的输出端与U1的反相输入端连接，以使得R6可以释放电容C1在停止工作时所积攒的电荷，同时使得U1可以将电容与自检电路上的滤波放大电路中的阻抗进行隔离，使C1可以工作在正常状态，进而使C1可以有效的去除噪声发生器所产生的模拟的电弧噪声信号中的直流成分，提高了C1的工作效率。
本发明实施例所提供的噪声发生电路，在设置到光伏发电系统中的AFCI的自检电路上后，噪声发生电路的电源开关模块仅会在接收到自检指令时，控制其上的噪声发生器产生与电弧噪声信号的频谱特性相同的噪声信号。也就是说，自检电路中的噪声发生电路仅在自检电路测试检测电路的功能时，即仅在光伏发电系统上电后、且逆变器工作之前，才会产生噪声信号，而在非自检时间，即AFCI和光伏逆变器正常工作时间，不会产生噪声信号，因此，本发明实施例提供的噪声发生电路，不会对处于工作状态的AFCI、以及，AFCI所在光伏逆变器中的器件产生影响，保证了AFCI和光伏逆变器的正常工作，提高了AFCI和光伏逆变器的工作效率。
需要说明的是，虽然上述实施例均以噪声发生电路设置在光伏发电系统中的逆变器上的AFCI为例，来对本发明实施例所提供的噪声发生电路进行了说明，但是，本领域技术人员可以理解的是，上述噪声发生电路还可以设置在光伏发电系统的其他设备上的AFCI，还可以设置在其他任意设置有AFCI的设备或系统(例如：高压直流电源)的AFCI中，可以避免噪声发生电路在非自检时间因产生电弧噪声信号而对AFCI和AFCI所在的设备产生影响，以保证AFCI和AFCI所在的设备正常工作。
本发明实施例另一方面，还提供了一种自检电路，该自检电路可以包括上述任一实施例中的噪声发生电路，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
本发明实施例又一方面，还提供了一种AFCI，该AFCI可以包括上述所说的自检电路，该自检电路可以包括上述任一实施例中的噪声发生电路，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
本发明实施例又一方面，还提供了一种光伏发电系统，该光伏发电系统可以包括上述所说的AFCI，该AFCI中可以包括上述任一实施例中的噪声发生电路，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种噪声发生电路，其特征在于，包括：电源开关模块、噪声发生器和电容；所述噪声发生器分别与所述电源开关模块和所述电容连接；
所述电源开关模块，用于根据自检指令控制所述噪声发生器是否产生噪声信号；
所述电容，用于在所述噪声发生器产生所述噪声信号时，滤除所述噪声信号中的直流成分。
2.根据权利要求1所述的噪声发生电路，其特征在于，所述电源开关模块包括：供电电源、第一电阻、第二电阻、第一开关和P沟道金属氧化物半导体场效应PMOS管；
所述第一电阻的第一端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端接地，所述第一开关的第三端分别与所述第二电阻的第一端和所述PMOS管的栅极连接，所述第二电阻的第二端和所述PMOS管的源极均与所述供电电源连接，所述PMOS管的漏极与所述噪声发生器连接。
3.根据权利要求2所述的噪声发生电路，其特征在于，所述电源开关模块还包括：第三电阻；
所述第三电阻的第一端分别与所述第一电阻的第一端和所述第一开关的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地。
4.根据权利要求2或3所述的噪声发生电路，其特征在于，所述电源开关模块还包括：第四电阻；
所述第四电阻的第一端与所述第一开关的第三端连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端和所述PMOS管的栅极连接。
5.根据权利要求2-4任一项所述噪声发生电路，其特征在于，所述第一开关为第一NPN三极管；
所述第一NPN三极管的基极为所述第一开关的第一端，所述第一NPN三极管的发射极为所述第一开关的第二端，所述第一NPN三极管的集电极为所述第一开关的第三端。
6.根据权利要求2-4任一项所述噪声发生电路，其特征在于，所述第一开关为N沟道金属氧化物半导体场效应NMOS管；
所述NMOS管的栅极为所述第一开关的第一端，所述NMOS管的源极为所述第一开关的第二端，所述NMOS管的漏极为所述第一开关的第三端。
7.根据权利要求2-6任一项所述的噪声发生电路，其特征在于，所述噪声发生器为稳压二极管；
所述稳压二极管的第一端分别与所述PMOS管的漏极和所述电容的第一端连接，所述稳压二极管的第二端接地。
8.根据权利要求7所述的噪声发生电路，其特征在于，所述电源开关模块还包括：用于限流的第五电阻；
所述稳压二极管的第一端通过所述第五电阻与所述PMOS管的漏极连接。
9.根据权利要求2-6任一项所述的噪声发生电路，其特征在于，所述噪声发生器为第二NPN三极管；
所述第二NPN三级管的发射极与所述PMOS管的漏极连接，所述第二NPN三级管的基极与所述电容的第一端连接，所述第二NPN三级管的集电极悬空。
10.根据权利要求9所述的噪声发生电路，其特征在于，所述电源开关模块还包括：用于限流的第五电阻；
所述第二NPN三级管的发射极通过所述第五电阻与所述PMOS管的漏极连接。
11.根据权利要求1-10任一项所述的噪声发生电路，其特征在于，所述噪声发生电路还包括：第六电阻和运算放大器；
所述第六电阻的第一端接地，所述第六电阻的第二端分别与所述电容的第二端和所述运算放大器的同相输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接。
12.一种自检电路，其特征在于，所述自检电路包括：如权利要求1-11任一项所述的噪声发生电路。
13.一种电弧故障断路器AFCI，其特征在于，所述AFCI包括：如权利要求12所述的自检电路。
14.一种光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电系统包括：如权利要求13所述的电弧故障断路器AFCI。
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