CN202886479U - 一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，该处理电路包括：隔离变送器，一阶差分滤波电路，差分钳位保护电路和运放电路；所述隔离变送器，用于接收对地绝缘电阻的采样信号，通过隔离处理，输出隔离差分信号给所述一阶差分滤波电路；所述一阶差分滤波电路，用于将所述接收到的隔离差分信号进行高频杂波的过滤，并将过滤后的差分信号发送给所述差分钳位保护电路；所述差分钳位保护电路，用于将所述过滤后的差分信号钳位于预设值；所述运放电路，用于将经过钳位保护的差分信号按照预设比例进行放大输出。采用本实用新型不但可以提高绝缘电阻检测精度，简单化电路，还大大增强了实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏并网系统的对地绝缘检测技术领域，尤其涉及一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路。
背景技术
在现有光伏并网系统中，光伏电池绝缘电阻的准确检测是正常运行的一个重要前提。由于光伏电池的电压逐步上升，最大已经达到1000V；当受热和受潮时，其绝缘电阻值便降低，从而造成光伏系统漏电或电路事故发生，对设备及人员有很大危害。为避免事故的发生，就要求光伏系统在并网前需要对光伏电池的对地绝缘电阻进行检测。
目前，光伏电池对地的绝缘电阻检测方法有很多，较常见的是将电阻和电子开关接入光伏电池的正负极，通过控制电子开关的开通和关断，产生多个有效的电路状态，使用一个采样电阻，根据不同电路状态采样所得的电压值，即可分别计算出光伏电池的正和负队对地的绝缘电阻的阻值。
该方法需要将采样所得电压值通过与光伏电池负极共地的运算放大器处理后传给MCU或者经过线性光藕隔离后传给MCU，由MCU通过计算得到所需要的绝缘电阻阻值。
在光伏系统绝缘电阻采样信号的处理过程中，还需要解决的一个共性的问题，就是模拟信号采集时的抗干扰问题。在进行检测时,各种电磁干扰信号都会随着被测量信号进人测量系统中,这些干扰信号迭加在有用的被测信号上,使测量的准确度降低。另一方面,由于测量系统与被测信号共地，引人的干扰也造成测量系统的不稳定,影响检测系统的正常工作,。
因此，绝缘电阻检测信号通过与光伏电池负极共地的运算放大器处理后的值是非常不准确的，而又直接传给与光伏电池负极共地的MCU更容易引起系统的故障。而经过线性光藕简单隔离，虽然保护了MCU，但是确使被测信号更加不精确。
更有其他的利用电压传感器所得采样电压计算绝缘电阻的方法更不可取，因为电压传感器的原变阻抗很大，与光伏系统的绝缘电阻是一个量级，因此会严重影响光伏系统绝缘电阻的阻值。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路。为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
本实用新型提供的一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，包括：隔离变送器，一阶差分滤波电路，差分钳位保护电路和运放电路；
所述隔离变送器，用于接收对地绝缘电阻的采样信号，通过隔离处理，输出隔离差分信号给所述一阶差分滤波电路；
所述一阶差分滤波电路，用于将所述接收到的隔离差分信号进行高频杂波的过滤，并将过滤后的差分信号发送给所述差分钳位保护电路；
所述差分钳位保护电路，用于将所述过滤后的差分信号钳位于预设值；
所述运放电路，用于将经过钳位保护的差分信号按照预设比例进行放大输出。
本实用新型采用的光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，通过所述隔离变送器，用于接收对地绝缘电阻的采样信号，通过隔离处理，输出隔离差分信号给所述一阶差分滤波电路；所述一阶差分滤波电路，用于将所述接收到的隔离差分信号进行高频杂波的过滤，并将过滤后的差分信号发送给所述差分钳位保护电路；所述差分钳位保护电路，用于将所述过滤后的差分信号钳位于预设值；所述运放电路，用于将经过钳位保护的差分信号按照预设比例进行放大输出。采用本实用新型不但可以提高绝缘电阻检测精度，简单化电路，还大大增强了实用性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例提供的一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路进行详细描述。
如图1所示，为本实用新型提供的一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，该电路包括：隔离变送器101，一阶差分滤波电路102，差分钳位保护电路103和运放电路104；
所述隔离变送器101，用于接收对地绝缘电阻的采样信号，通过隔离处理，输出隔离差分信号给所述一阶差分滤波电路；
所述一阶差分滤波电路102，用于将所述接收到的隔离差分信号进行高频杂波的过滤，并将过滤后的差分信号发送给所述差分钳位保护电路；
所述差分钳位保护电路103，用于将所述过滤后的差分信号钳位于预设值；
所述运放电路104，用于将经过钳位保护的差分信号按照预设比例进行放大输出。
以上电路还可以包括：增益放大电路；
所述增益放大电路，用于设置所述运放电路的放大比例。
以上电路还可以包括：匹配电路用于匹配所述隔离变送器的电压输出。
基于以上实施例，本实用新型的具体实现电路如图2所示，该电路具体如下：所述匹配电路用于匹配所述隔离变送器的电压输出；所述匹配电路包括：匹配电阻一R1和匹配电阻二R2；所述匹配电阻一R1和匹配电阻二R2并联与所述隔离变送器的信号输出端1-与2+之间。所述一阶差分滤波电路包括：第一电阻R3、第二电阻让R4、第一电容C1和第二电容C2；
所述第一电阻R3一端与所述隔离变送器的正向差分信号支路2+相连，另一端分别与所述第一电容C1和所述运放电路INA126的正向信号输入端VIN+相连；所述第一电容C1另一端接0V；
所述第二电阻R4一端与所述隔离变送器的负向差分信号支路输出端1-相连，另一端分别与所述第二电容C2和所述运放电路INA126的负向信号输入端VIN-相连；所述第二电容C2另一端接0V。
所述差分钳位保护电路包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；
所述第一二极管D1正极与电压源VCC相连，所述第一二极管D1负极分别与所述第二二极管D2的正极、与所述运放电路INA126的正向信号输入端VIN+相连；
所述第二二极管D2的负极接0V；
所述第三二极管D3正极与电压源VCC相连，所述第三二极管D3负极分别与所述第四二极管D4的正极、与所述运放电路INA126的负向信号输入端VIN-相连；
所述第四二极管D4的负极接0V。
所述增益放大电路包括：第三电阻R5和第四电阻R6；
所述第三电阻R5与所述第四电阻R6并联后，两端分别与所述运放电路INA126的增益输入端8与1相连。
需要说明的是，采样电阻两端接入隔离变送器的11+，12-脚，高电位接11+，低电位接12-。隔离变送器的电源可由光伏系统内部的24V开关电源提供，信号输出是电流型输出信号，选取合适的采样电阻，使输出变为电压型的差动输出信号。
隔离变送器输入高阻抗，远远大于采样电阻的阻值，因此对采样电阻阻值影响非常小，可忽略不计。由于隔离变送器的输出与光伏电池不共地，这样绝缘电阻检测信号的共模电压能被很好的抑制，而且隔离变送器使被测对象和数据采集系统有很好的隔离。
经过隔离变送器输出的差动信号分别经过一阶滤波，再次滤出信号中的高频杂波，再经过钳位保护，进入INA126（信号测量芯片）的输入。经过INA126的增益处理后，则输出的绝缘电阻检测信号就可以进入MCU的AD口了。这样的信号即精确又不会受到光伏电池负极的干扰，并且保护了光伏系统中模拟电路和数字电路的安全。
以上所述0V是指采样信号处理电路的参考地。
本实用新型采用的光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，通过所述隔离变送器，用于接收对地绝缘电阻的采样信号，通过隔离处理，输出隔离差分信号给所述一阶差分滤波电路；所述一阶差分滤波电路，用于将所述接收到的隔离差分信号进行高频杂波的过滤，并将过滤后的差分信号发送给所述差分钳位保护电路；所述差分钳位保护电路，用于将所述过滤后的差分信号钳位于预设值；所述运放电路，用于将经过钳位保护的差分信号按照预设比例进行放大输出。采用本实用新型不但可以提高绝缘电阻检测精度，简单化电路，还大大增强了实用性。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，其特征在于，包括：隔离变送器，一阶差分滤波电路，差分钳位保护电路和运放电路；
所述隔离变送器，用于接收对地绝缘电阻的采样信号，通过隔离处理，输出隔离差分信号给所述一阶差分滤波电路；
所述一阶差分滤波电路，用于将所述接收到的隔离差分信号进行高频杂波的过滤，并将过滤后的差分信号发送给所述差分钳位保护电路；
所述差分钳位保护电路，用于将所述过滤后的差分信号钳位于预设值；
所述运放电路，用于将经过钳位保护的差分信号按照预设比例进行放大输出。
2.根据权利要求1所述的光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，其特征在于，还包括：增益放大电路；
所述增益放大电路，用于设置所述运放电路的放大比例。
3.根据权利要求2所述的光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，其特征在于，还包括：匹配电路；所述匹配电路用于匹配所述隔离变送器的电压输出。
4.根据权利要求3所述的光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，其特征在于，所述匹配电路包括：匹配电阻一和匹配电阻二；所述匹配电阻一和匹配电阻二并联与所述隔离变送器的信号输出端。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，其特征在于，所述一阶差分滤波电路包括：第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；
所述第一电阻一端与所述隔离变送器的正向差分信号支路相连，另一端分别与所述第一电容和所述运放电路的正向信号输入端相连；所述第一电容另一端接0V；
所述第二电阻一端与所述隔离变送器的负向差分信号支路相连，另一端分别与所述第二电容和所述运放电路的负向信号输入端相连；所述第二电容另一端接0V。
6.根据权利要求5所述的光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，其特征在于，所述差分钳位保护电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；
所述第一二极管正极与电压源VCC相连，所述第一二极管负极分别与所述第二二极管的正极、与所述运放电路的正向信号输入端相连；
所述第二二极管的负极接0V；
所述第三二极管正极与电压源VCC相连，所述第三二极管负极分别与所述第四二极管的正极、与所述运放电路的负向信号输入端相连；
所述第四二极管的负极接0V。
7.根据权利要求6所述的光伏并网系统对地绝缘电阻采样信号处理电路，其特征在于，所述增益放大电路包括：第三电阻和第四电阻；
所述第三电阻与所述第四电阻并联后，两端分别与所述运放电路的增益输入端相连。
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