CN203759089U - 光伏汇流智能监控装置中电流测量电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光伏汇流智能监控装置中电流测量电路，其电流采样电路，电流采样电路与第一模拟开关及第二模拟开关的输入端连接，第一模拟开关及第二模拟开关的端、A端、B端及C端通过数据总线与信号处理器的一GPIO端连接，第一模拟开关的X输出端及第二模拟开关的X输出端与信号处理器的ADC输入端连接，信号处理器的输入端还与温度传感器连接，信号处理器的输出端与光耦隔离器内光电二极管的阴极端连接，光电二极管的阳极端通过第四电阻与电源VCC连接，光耦隔离器内光电三极管的发射极端接地，光电三极管的集电极端通过第五电阻与电源VCC连接。本实用新型利用防反二极管进行电流测量能有效缩小光伏汇流箱的体积，降低成本，安全可靠。

Description

光伏汇流智能监控装置中电流测量电路

技术领域

本实用新型涉及一种电流测量电路，尤其是一种光伏回流智能监控装置中电流测量电路，具体地说是光伏回流智能监控装置中利用防反二极管的压降测量电流的电路，属于光伏汇流监控的技术领域。

背景技术

目前，智能光伏汇流箱中的光伏汇流智能监控装置的电流采集，有两种方法：1）、利用霍尔传感器，利用霍尔传感器采集电流的方法具有很好的隔离特性；2）、利用小电阻、分流器直接采样。带有防反功能的光伏汇流箱，里面安装有防反二极管。防反二极管和电流检测电路一般均独立安放，没有关联，从而导致光伏汇流智能监控装置的体积难以继续缩小，增大了成本，使用不方便。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种光伏汇流智能监控装置中电流测量电路，其结构简单紧凑，利用防反二极管进行电流测量能有效缩小光伏汇流箱的体积，降低成本，适应范围广，安全可靠。

按照本实用新型提供的技术方案，所述光伏汇流智能监控装置中电流测量电路，包括若干对防反二极管进行电流采样的电流采样电路，所述电流采样电路与第一模拟开关及第二模拟开关的输入端连接，第一模拟开关及第二模拟开关的EN端、A端、B端及C端通过数据总线与信号处理器的一GPIO端连接，第一模拟开关的X输出端及第二模拟开关的X输出端与信号处理器的ADC输入端连接，信号处理器的输入端还与温度传感器连接，信号处理器的输出端与光耦隔离器内光电二极管的阴极端连接，光电二极管的阳极端通过第四电阻与电源VCC连接，光耦隔离器内光电三极管的发射极端接地，光电三极管的集电极端通过第五电阻与电源VCC连接。

所述电流采样电路包括防反二极管，其特征是：所述防反二极管的阳极端与运算放大器的同相端连接，防反二极管的阴极端接地，运算放大器的反相端与第一电阻的一端、第二电阻的一端连接，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端与运算放大器的输出端连接，运算放大器的输出端通过第三电阻与电容的一端连接，电容的另一端接地。

所述第一电阻的阻值为5k欧姆，第二电阻的阻值为15k欧姆，第三电阻的阻值为1k欧姆。

所述第一模拟开关及第二模拟开关均采用MM74HC4051M的芯片。

本实用新型的优点：将防反二极管和电流检测功能融为一体，利用防反二极管的压降来检测实际通过的电流值，并且利用温度补偿，为减小光伏汇流箱中防反和电流检测的体积提供了可能，大大降低了成本，适应范围广，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

图2为本实用新型电流采样电路的电路原理图。

附图标记说明：10-电流采样电路及20-温度传感器。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：为了能有效利用防反二极管进行电流测量，以更有效地降低成本，缩小光伏汇流箱的体积，提高适应范围，本实用新型包括若干对防反二极管进行电流采样的电流采样电路10，所述电流采样电路10与第一模拟开关U2及第二模拟开关U3的输入端连接，第一模拟开关U2及第二模拟开关U3的EN端、A端、B端及C端通过数据总线与信号处理器U4的一GPIO端连接，第一模拟开关U2的X输出端及第二模拟开关U3的X输出端与信号处理器U4的ADC输入端连接，信号处理器U4的输入端还与温度传感器20连接，信号处理器U4的输出端与光耦隔离器U5内光电二极管的阴极端连接，光电二极管的阳极端通过第四电阻R4与电源VCC连接，光耦隔离器U5内光电三极管的发射极端接地，光电三极管的集电极端通过第五电阻R5与电源VCC连接。

所述电流采样电路10包括防反二极管D1，其特征是：所述防反二极管D1的阳极端与运算放大器U1的同相端连接，防反二极管D1的阴极端接地，运算放大器U1的反相端与第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端连接，第一电阻R1的另一端接地，第二电阻R2的另一端与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的输出端通过第三电阻R3与电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地。

所述第一电阻R1的阻值为5k欧姆，第二电阻R2的阻值为15k欧姆，第三电阻R3的阻值为1k欧姆。所述第一模拟开关U2及第二模拟开关U3均采用MM74HC4051M的芯片。第一模拟开关U2及第二模拟开关U3的VCC端均与电源VCC连接，第一模拟开关U2及第二模拟开关U3的VEE端均接地，第一模拟开关U2及第二模拟开关U3的GND端接地，第一模拟开关U2及第二模拟开关U3的X0端～X7端与电流采样电路10的输出端连接，当有更多地电流采样电路时，可以选用更多地模拟开关进行选择。第一模拟开关U2及第二模拟开关U3的X端均与信号处理器U4的ADC端连接，信号处理器U4通过模拟选择开关来选取对应的电流采样电路10的输出。

所述信号处理器U4可以采用常用的微处理芯片，如单片机等，温度传感器20可以采用DS18B20型号的芯片，本发明通过光耦隔离器U5内光电三极管的集电极端作为整个电流测量电路的输出。信号处理器U4通过对电流采样电路10的输出以及温度传感器20检测的温度值进行补偿，实现利用防反二极管的压降电路测量。

目前光伏汇流箱中增加防反二极管D1的功能需求越来越多，二极管都有压降，正向压降根据电流的增加而增大。一般正向压降与正向电流变化的变化，并且这个电压会随着温度的变化而变化，一般当电流达20A时，电压在1.2V左 右。本实用新型通过运算放大器U1把电压范围放大到0～5V之内，运算放大器U1的输出端输出电压Vo供后级电路采集使用。后级电路通过采集电输出压Vo和对当前工作温度的补偿，来计算实际通过的电流，从而实现利用防反二极管的压降测量电流。

本实用新型将防反二极管D1和电流检测功能融为一体，利用防反二极管D1的压降来检测实际通过的电流值，并且利用温度补偿，为减小光伏汇流箱中防反和电流检测的体积提供了可能，大大降低了成本，适应范围广，安全可靠。

Claims (4)

1.一种光伏汇流智能监控装置中电流测量电路，其特征是：包括若干对防反二极管进行电流采样的电流采样电路（10），所述电流采样电路（10）与第一模拟开关（U2）及第二模拟开关（U3）的输入端连接，第一模拟开关（U2）及第二模拟开关（U3）的端、A端、B端及C端通过数据总线与信号处理器（U4）的一GPIO端连接，第一模拟开关（U2）的X输出端及第二模拟开关（U3）的X输出端与信号处理器（U4）的ADC输入端连接，信号处理器（U4）的输入端还与温度传感器（20）连接，信号处理器（U4）的输出端与光耦隔离器（U5）内光电二极管的阴极端连接，光电二极管的阳极端通过第四电阻（R4）与电源VCC连接，光耦隔离器（U5）内光电三极管的发射极端接地，光电三极管的集电极端通过第五电阻（R5）与电源VCC连接。

2.根据权利要求1所述的光伏汇流智能监控装置中电流测量电路，其特征是：所述电流采样电路（10）包括防反二极管（D1），其特征是：所述防反二极管（D1）的阳极端与运算放大器（U1）的同相端连接，防反二极管（D1）的阴极端接地，运算放大器（U1）的反相端与第一电阻（R1）的一端、第二电阻（R2）的一端连接，第一电阻（R1）的另一端接地，第二电阻（R2）的另一端与运算放大器（U1）的输出端连接，运算放大器（U1）的输出端通过第三电阻（R3）与电容（C1）的一端连接，电容（C1）的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的光伏汇流智能监控装置中电流测量电路，其特征是：所述第一电阻（R1）的阻值为5k欧姆，第二电阻（R2）的阻值为15k欧姆，第三电阻（R3）的阻值为1k欧姆。

4.根据权利要求1所述的光伏汇流智能监控装置中电流测量电路，其特征是：所述第一模拟开关（U2）及第二模拟开关（U3）均采用MM74HC4051M的芯片。