CN201945629U - 光伏逆变器交流电压采样电路 - Google Patents

光伏逆变器交流电压采样电路 Download PDF

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朱忠伟
宁振坤
郭振勤
姚建明
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Abstract

本实用新型公开了一种光伏逆变器交流电压采样电路，交流电经A、B端引入，由限流电阻R1产生小于2mA的电流并经电压互感器T1隔离，在T1的次级产生与原边同样大小电流信号，再经采样电阻R3、运放U1，产生双极性交流正弦波电压，R4、C1进行相位补偿。由于DSP只能采集单极电压，需要通过电阻R5、R6把双极性电压转换成单极性电压，二极管D1、D2电压嵌位。将单极性电压引入到比较器U2，将单极性电压与基准电压比较，在U2产生与正弦波相反的方波信号，通过反相器U3反相，得到与正弦波同相的方波信号，提供给DSP捕获口，计算得到电网电压和并网电压的相位和频率，实现并网锁相。

Description

光伏逆变器交流电压采样电路
技术领域
本实用新型涉及一种电压采样电路，尤其涉及一种光伏逆变器交流电压采样电路，属于新能源设备技术领域。
背景技术
目前，传统的石化能源消费方式与经济发展、环境保护的矛盾越来越突出。人们逐步认识到人类必须走可持续发展道路，大力开发和利用可再生能源。在可再生能源的家族中，资源量最大、分布最普遍的是太阳能。光伏发电技术就是利用太阳能电池有效吸收太阳光能，并使之转化为电能。并网逆变器是光伏发电并网系统中的关键环节和重要设备，在光伏并网逆变器中，要求并网电压频率、相位必须保持与电网电压频率、相位一致，因此，设计一种工作稳定可靠的光伏逆变器交流电压采样电路，保证并网电压频率、相位与电网电压频率、相位保持一致，对于光伏并网逆变器安全运行具有十分重要的意义。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种光伏逆变器交流电压采样电路，解决并网电压频率、相位与电网电压频率、相位保持一致的技术问题。
Figure 2010206250402100002DEST_PATH_IMAGE002
本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：
一种光伏逆变器交流电压采样电路，包括运放U1、二极管D1、二极管D2、比较器U2、反相器U3、电压互感器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3，所述运放U1为OP27, 比较器U2为LM393，反相器U3为74HC14，所述电阻R1的一端接交流电的A端，另一端接电压互感器T1一次侧的1端，电阻R2接于交流电的A端和B端之间，B端接于电压互感器T1一次侧的2端，电压互感器T1二次侧的4端与运放U1的3脚相连并接地，电压互感器T1二次侧的3端与运放U1的2脚相连，运放U1的7脚与+12V相连，运放U1的4脚与-12V相连，电阻R3连接于运放U1的2脚与6脚之间，电阻R4和电容C1串联，串联电路两端连接于运放U1的2脚与6脚之间，电阻R5一端连接运放U1的6脚,另一端连接比较器U2的2脚，电阻R6和二极管D1并联，二极管D1的阴极接3.3V电源，二极管D1的阳极接比较器U2的2脚，电容C2和二极管D2并联，二极管D2的阳极接地，二极管D1的阴极接比较器U2的2脚，电阻R7的一端接3.3V电源，另一端接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，比较器U2的3脚接于电阻R7、电阻R8之间，比较器U2的8脚接5V电源，4脚接地，比较器U2的1脚与反相器U3的5脚相连，电阻R9的一端接3.3V电源，另一端接反相器U3的5脚，电容C3一端接反相器U3的5脚，另一端接地，反相器U3的6脚接DSP捕获口CAP。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由过零检测电路得到电网电压和并网电压的过零点，提供给DSP捕获口CAP捕获，计算得到电网电压和并网电压的相位和频率，从而实现并网锁相。
附图说明
图1是本实用新型的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。              如图1所示，本实用新型包括运放U1、二极管D1、二极管D2、比较器U2、反相器U3、电压互感器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3，所述运放U1为OP27, 比较器U2为LM393，反相器U3为74HC14，所述电阻R1的一端接交流电的A端，另一端接电压互感器T1一次侧的1端，电阻R2接于交流电的A端和B端之间，B端接于电压互感器T1一次侧的2端，电压互感器T1二次侧的4端与运放U1的3脚相连并接地，电压互感器T1二次侧的3端与运放U1的2脚相连，运放U1的7脚与+12V相连，运放U1的4脚与-12V相连，电阻R3连接于运放U1的2脚与6脚之间，电阻R4和电容C1串联，串联电路两端连接于运放U1的2脚与6脚之间，电阻R5一端连接运放U1的6脚,另一端连接比较器U2的2脚，电阻R6和二极管D1并联，二极管D1的阴极接3.3V电源，二极管D1的阳极接比较器U2的2脚，电容C2和二极管D2并联，二极管D2的阳极接地，二极管D1的阴极接比较器U2的2脚，电阻R7的一端接3.3V电源，另一端接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，比较器U2的3脚接于电阻R7、电阻R8之间，比较器U2的8脚接5V电源，4脚接地，比较器U2的1脚与反相器U3的5脚相连，电阻R9的一端接3.3V电源，另一端接反相器U3的5脚，电容C3一端接反相器U3的5脚，另一端接地，反相器U3的6脚接DSP捕获口CAP。
AC220V交流电压通过端子A、B引入，经过限流电阻R1产生小于2mA的电流，此电流信号经电压互感器T1（精密2 mA /2mA）隔离，在T1的次级3、4脚产生与原边同样大小的小电流信号，再经过采样电阻R3、精密运放U1（0P27），在U1的6脚产生-1.65V到+1.65V的双极性交流正弦波电压，其中R4、C1为相位补偿电路。由于DSP只能采集单极电压，需要通过电阻R5、R6是把双极性-1.65V～+1.65V电压转换成单极性0～3.3V正弦波电压提供给DSP的AD采样口采样，其中D1、D2是电压嵌位二极管。同时单极性0～3.3V正弦波电压还引入到比较器U2（LM393）的2脚，其中通过分压电阻R7、R8得到1.65V的基准电压引入到U2（LM393）的3脚，单极性0～3.3V正弦波电压与1.65V基准电压比较，在U2的1脚产生与正弦波相反的方波信号，但必须通过反相器U3（74HC14）把U2的1脚的方波信号反相，得到与正弦波同相的方波信号，提供给DSP捕获口CAP捕获，计算得到电网电压和逆变电压的相位和频率。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种光伏逆变器交流电压采样电路，其特征在,包括运放U1、二极管D1、二极管D2、比较器U2、反相器U3、电压互感器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2、电容C3，所述运放U1为OP27, 比较器U2为LM393，反相器U3为74HC14，所述电阻R1的一端接交流电的A端，另一端接电压互感器T1一次侧的1端，电阻R2接于交流电的A端和B端之间，B端接于电压互感器T1一次侧的2端，电压互感器T1二次侧的4端与运放U1的3脚相连并接地，电压互感器T1二次侧的3端与运放U1的2脚相连，运放U1的7脚与+12V相连，运放U1的4脚与-12V相连，电阻R3连接于运放U1的2脚与6脚之间，电阻R4和电容C1串联，串联电路两端连接于运放U1的2脚与6脚之间，电阻R5一端连接运放U1的6脚,另一端连接比较器U2的2脚，电阻R6和二极管D1并联，二极管D1的阴极接3.3V电源，二极管D1的阳极接比较器U2的2脚，电容C2和二极管D2并联，二极管D2的阳极接地，二极管D1的阴极接比较器U2的2脚，电阻R7的一端接3.3V电源，另一端接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，比较器U2的3脚接于电阻R7、电阻R8之间，比较器U2的8脚接5V电源，4脚接地，比较器U2的1脚与反相器U3的5脚相连，电阻R9的一端接3.3V电源，另一端接反相器U3的5脚，电容C3一端接反相器U3的5脚，另一端接地，反相器U3的6脚接DSP捕获口CAP。
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