CN203643497U - 一种光伏系统电流检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光伏系统电流检测电路，包括太阳能电池板、蓄电池、电池采样电阻和负载采样电阻；所述太阳能电池板输出电能为蓄电池充电，并传输至负载，为负载供电；所述负载采样电阻采集负载电流，并转换成电压信号，输出至第一差分放大电路，放大后输出负载采样电压；所述的电池采样电阻串联在蓄电池的负极和地之间，将流过蓄电池的电流转换成电压信号，输出至第二差分放大电路，与所述负载采样电压进行叠加后，进行差分放大，输出至显示单元。本实用新型通过检测流过蓄电池和负载的电流，从而检测出太阳能电池板的电流，并在显示屏上显示，由于检测出的太阳能电池板的电流为正电流，不需要制作负电源，简化了电路设计，降低了设计成本。
Description
技术领域
本实用新型属于电流检测技术领域，具体地说，是涉及一种光伏系统电流检测电路。
背景技术
在太阳能充放电的共正极系统中，需要单独测试和显示太阳能电池板中的电流，用于检测太阳能电池板电流的检测电阻Rp通常设置在太阳能电池板panel连接蓄电池battery的充电线路中，如图1所示，因为整个系统是以蓄电池battery的负极作为电压零点参考点，因此检测电阻Rp上的电压相对于电压零点参考点来说是负电压，检测电阻Rp上的电流是负电流，要显示负电流就需要制作负电源，单独制作负电源会导致经济成本的增加。
发明内容
本实用新型为了检测太阳能电池板的电流，提出了一种电流检测电路，通过检测流过蓄电池和负载的电流，从而检测出太阳能电池板的电流。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种光伏系统电流检测电路，包括太阳能电池板、蓄电池、电池采样电阻和负载采样电阻；所述太阳能电池板输出电能为蓄电池充电，并传输至负载，为负载供电；所述负载采样电阻采集负载电流，并转换成电压信号，输出至第一差分放大电路，放大后输出负载采样电压；所述的电池采样电阻串联在蓄电池的负极和地之间，将流过蓄电池的电流转换成电压信号，输出至第二差分放大电路，与所述负载采样电压进行叠加后，进行差分放大，输出至显示单元。
进一步的，在所述第一差分放大电路中设置有第一运算放大器和第一三极管；所述第一运算放大器接收负载采样电阻生成的电压信号，进行差分放大，输出至第一三极管进行二级放大后，输出所述的负载采样电压。
又进一步的，所述负载采样电阻的两端分别通过第一电阻和第二电阻与第一运算放大器的两个输入端一一对应连接，在所述第一运算放大器的同相输入端与地之间连接有第一阻容滤波电路，所述第一运算放大器的输出端通过第一分压电路接地，所述第一分压电路的分压节点连接第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极通过电阻接地，所述电阻将发射极电流转换成所述的负载采样电压，输出至所述第二差分放大电路；所述第一三极管的发射极通过第一反馈电阻连接所述第一运算放大器的反相输入端，在所述第一反馈电阻两端并联有一电容；所述第一三极管的集电极连接所述显示单元。
更进一步的，所述电阻为第一电位计。
优选的，所述第一运算放大器的同相输入端通过第一限流电阻连接修正电压，反相输入端通过第二电位计连接修正电压。
进一步的，在所述第二差分放大电路中设置有第二运算放大器和第二三极管；所述第二运算放大器接收电池采样电阻生成的电压信号，与所述的负载采样电压进行叠加后，进行差分放大，输出至第二三极管进行二级放大后，输出至所述显示单元。
更进一步的，所述电池采样电阻的两端分别通过第三电阻和第四电阻与第二运算放大器的两个输入端一一对应连接，在所述第二运算放大器的同相输入端与地之间连接有第二阻容滤波电路，所述第二运算放大器的输出端通过第二分压电路接地，所述第二分压电路的分压节点连接第二三极管的基极，所述第二三极管的发射极通过另一电阻接地；所述第二三极管的发射极通过第二反馈电阻连接所述第二运算放大器的反相输入端，在所述第二反馈电阻两端并联有另一电容；所述第二三极管的集电极连接所述显示单元。
优选的，所述另一电阻为第三电位计。
优选的，所述第二运算放大器的同相输入端通过第二限流电阻连接修正电压，反相输入端通过第四电位计连接修正电压。
进一步的，所述显示单元包括控制器和显示屏；一直流电源分别通过采样电阻与第一三极管和第二三极管的集电极连接；所述控制器采集采样电阻生成的电压信号，并驱动显示屏显示。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过检测流过蓄电池和负载的电流，从而检测出太阳能电池板的电流，并在显示屏上显示，由于检测出的太阳能电池板的电流为正电流，不需要制作负电源，简化了电路设计，降低了设计成本。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是现有技术中检测太阳能电池板电流的电路原理示意图；
图2是本实用新型所提出的光伏系统电流检测电路的一种实施例的电路原理示意图；
图3是本实用新型所提出的光伏系统电流检测电路的一种实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
本实施例的光伏系统电流检测电路，主要由太阳能电池板panel、蓄电池battery、电池采样电阻Rbat和负载采样电阻Rload组成，参见图2所示，其中，所述太阳能电池板panel将太阳能转换成电能，输出至蓄电池battery储存，并传输至负载，为负载供电。所述负载采样电阻Rload用于采集负载电流，将负载电流转换成电压信号，电压信号输出到第一差分放大电路，经过第一差分放大电路进行差分放大后，输出负载采样电压。所述的电池采样电阻Rbat串联在蓄电池battery的负极和地之间，将流过蓄电池battery的电流转换成电压信号，并输出到第二差分放大电路，在与所述第一差分放大电路输出的负载采样电压进行叠加后，再经由第二差分放大电路进行差分放大，输出至显示单元显示。
所述第一差分放大电路主要由第一运算放大器IC1B和第一三极管T5组成，在本实施例中，所述第一三极管T5优选为NPN型三极管，所述第一运算放大器IC1B接收负载采样电阻Rload生成的电压信号，进行差分放大后输出至第一三极管T5，经过第一三极管T5进行二级放大后，输出所述的负载采样电压。
具体来讲，所述负载采样电阻Rload的两端分别通过第一电阻R21和第二电阻R15与所述第一运算放大器IC1B的反相输入端和同相输入端一一对应连接，参见图3所示，在所述第一运算放大器IC1B的同相输入端与地之间连接有第一阻容滤波电路，所述第一阻容滤波电路由电容C2和电阻R24并联而成，在所述第一运算放大器IC1B的同相输入端和反相输入端之间连接有电容C1，用于滤波。所述第一运算放大器IC1B的输出端通过第一分压电路接地，所述第一分压电路主要由分压电阻R6和分压电阻R5组成，所述第一分压电路的分压节点（即分压电阻R6和分压电阻R5的中间节点）与所述第一三极管T5的基极连接。所述第一三极管T5的发射极通过电阻、限流电阻R25和电位计R1接地，所述电阻优选为第一电位计R31，即所述第一三极管T5的发射极通过第一电位计R31、限流电阻R25和电位计R1接地，所述第一电位计R31的滑动端与所述第二差分放大电路连接，所述第一电位计R31将第一三极管T5的发射极电流转换成所述的负载采样电压，并通过滑动端传输至第二差分放大电路。所述第一三极管T5的发射极通过第一反馈电阻R26与第一运算放大器IC1B的反相输入端连接，在第一反馈电阻R26的两端并联有电容C11；第一三极管T5的集电极与显示单元连接。
由负载采样电阻Rload生成的电压信号比较小，由于小信号易受噪声影响，抗干扰性差，为了提高抗干扰性，在所述第一运算放大器IC1B的同相输入端通过第一限流电阻R27连接修正电压U1，用于修正输入误差。在第一运算放大器IC1B的反相输入端通过电阻R28、电阻R12和第二电位计R29连接修正电压U2，通过调节第二电位计R29，有效抑制温漂。
所述第二差分放大电路主要由第二运算放大器IC1A和第二三极管T1组成，在本实施例中，所述第二三极管T1优选为NPN型三极管，所述第二运算放大器IC1A接收电池采样电阻Rbat生成的电压信号，所述电压信号与所述的负载采样电压进行叠加后，进行差分放大，输出至第二三极管T1，进行二级放大后，输出至所述显示单元。
具体来讲，所述电池采样电阻Rbat的两端分别通过第三电阻R11和第四电阻R30与所述第二运算放大器IC1A的反相输入端和同相输入端一一对应连接，所述第二运算放大器IC1A的同相输入端通过电阻R4与第一电位计R31的滑动端连接，参见图3所示，在所述第二运算放大器IC1A的同相输入端与地之间连接有第二阻容滤波电路，所述第二阻容滤波电路由电容C4和电阻R10并联而成，在所述第二运算放大器IC1A的同相输入端和反相输入端之间连接有电容C3，用于滤波。所述第二运算放大器IC1A的输出端通过第二分压电路接地，所述第二分压电路主要由分压电阻R14和分压电阻R17组成，所述第二分压电路的分压节点（即分压电阻R14和分压电阻R17的中间节点）与所述第二三极管T1的基极连接。所述第二三极管T1的发射极通过限流电阻R9和另一电阻接地，所述另一电阻优选为第三电位计R2，即所述第二三极管T1的发射极通过限流电阻R9、第三电位计R2接地，所述第二三极管T1的发射极通过第二反馈电阻R13与第二运算放大器IC1A的反相输入端连接，在第二反馈电阻R13的两端并联有另一电容C7；第二三极管T5的集电极连接显示单元。
由电池采样电阻Rbat生成的电压信号比较小，由于小信号易受噪声影响，抗干扰性差，为了提高抗干扰性，在所述第二运算放大器IC1A的同相输入端通过第二限流电阻R37连接修正电压U3，用于修正输入误差。在第二运算放大器IC1A的反相输入端通过电阻R35、电阻R16和第四电位计R36连接修正电压U4，通过调节第四电位计R36，有效抑制温漂。
所述显示单元主要由控制器和显示屏组成，所述控制器由+5V直流电源为其供电。+5V直流电源通过采样电阻Ra与第一三极管T5的集电极连接，并通过采样电阻Rb与第二三极管T1的集电极连接。所述采样电阻Ra和采样电阻Rb采集电流信号，并将电流信号转换成电压信号。当需要显示负载电流时，控制器采集采样电阻Ra生成的电压信号，并驱动显示屏显示；当需要显示太阳能电池板电流时，控制器采集采样电阻Rb生成的电压信号，并驱动显示屏显示。
由负载采样电阻Rload生成的电压信号传输至第一运算放大器IC1B的输入端，经过差分放大后，由第一运算放大器IC1B的输出端输出，并通过分压电阻R6传输至第一三极管T5的基极，第一三极管T5导通，由+5V直流电源提供的电流通过采样电阻Ra、第一三极管T5、第一电位计R31、电阻R25传输至电位计R1。通过调节电位计R1，使控制器驱动显示屏显示实际的负载电流值。
第一电位计R31的滑动端通过电阻R4连接第二运算放大器IC1A的同相输入端，从而将所述的负载采样电压传输至第二运算放大器IC1A的同相输入端。
由电池采样电阻Rbat生成的电压信号传输至第二运算放大器IC1A的输入端，并与所述的负载采样电压叠加，经过差分放大后，由第二运算放大器IC1A的输出端输出，并通过分压电阻R14传输至第二三极管T1的基极，第二三极管T1导通，由+5V直流电源提供的电流通过采样电阻Rb、第二三极管T1、电阻R9传输至第三电位计R2。通过调节第三电位计R2，使控制器驱动显示屏显示实际的太阳能电池板电流值。
当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种光伏系统电流检测电路，包括太阳能电池板、蓄电池、电池采样电阻和负载采样电阻；所述太阳能电池板输出电能为蓄电池充电，并传输至负载，为负载供电；其特征在于：所述负载采样电阻采集负载电流，并转换成电压信号，输出至第一差分放大电路，放大后输出负载采样电压；所述的电池采样电阻串联在蓄电池的负极和地之间，将流过蓄电池的电流转换成电压信号，输出至第二差分放大电路，与所述负载采样电压进行叠加后，进行差分放大，输出至显示单元。
2.根据权利要求1所述的光伏系统电流检测电路，其特征在于：在所述第一差分放大电路中设置有第一运算放大器和第一三极管；所述第一运算放大器接收负载采样电阻生成的电压信号，进行差分放大，输出至第一三极管进行二级放大后，输出所述的负载采样电压。
3. 根据权利要求2所述的光伏系统电流检测电路，其特征在于：所述负载采样电阻的两端分别通过第一电阻和第二电阻与第一运算放大器的两个输入端一一对应连接，在所述第一运算放大器的同相输入端与地之间连接有第一阻容滤波电路，所述第一运算放大器的输出端通过第一分压电路接地，所述第一分压电路的分压节点连接第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极通过电阻接地，所述电阻将发射极电流转换成所述的负载采样电压，输出至所述第二差分放大电路；所述第一三极管的发射极通过第一反馈电阻连接所述第一运算放大器的反相输入端，在所述第一反馈电阻两端并联有一电容；所述第一三极管的集电极连接所述显示单元。
4. 根据权利要求3所述的光伏系统电流检测电路，其特征在于：所述电阻为第一电位计。
5. 根据权利要求4所述的光伏系统电流检测电路，其特征在于：所述第一运算放大器的同相输入端通过第一限流电阻连接修正电压，反相输入端通过第二电位计连接修正电压。
6. 根据权利要求2至5中任一项所述的光伏系统电流检测电路，其特征在于：在所述第二差分放大电路中设置有第二运算放大器和第二三极管；所述第二运算放大器接收电池采样电阻生成的电压信号，与所述的负载采样电压进行叠加后，进行差分放大，输出至第二三极管进行二级放大后，输出至所述显示单元。
7. 根据权利要求6所述的光伏系统电流检测电路，其特征在于：所述电池采样电阻的两端分别通过第三电阻和第四电阻与第二运算放大器的两个输入端一一对应连接，在所述第二运算放大器的同相输入端与地之间连接有第二阻容滤波电路，所述第二运算放大器的输出端通过第二分压电路接地，所述第二分压电路的分压节点连接第二三极管的基极，所述第二三极管的发射极通过另一电阻接地；所述第二三极管的发射极通过第二反馈电阻连接所述第二运算放大器的反相输入端，在所述第二反馈电阻两端并联有另一电容；所述第二三极管的集电极连接所述显示单元。
8. 根据权利要求6所述的光伏系统电流检测电路，其特征在于：所述另一电阻为第三电位计。
9. 根据权利要求6所述的光伏系统电流检测电路，其特征在于：所述第二运算放大器的同相输入端通过第二限流电阻连接修正电压，反相输入端通过第四电位计连接修正电压。
10. 根据权利要求6所述的光伏系统电流检测电路，其特征在于：所述显示单元包括控制器和显示屏；一直流电源分别通过采样电阻与第一三极管和第二三极管的集电极连接；所述控制器采集采样电阻生成的电压信号，并驱动显示屏显示。
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