CN203849315U - 一种应用于智能汇流箱的电流检测装置 - Google Patents

一种应用于智能汇流箱的电流检测装置 Download PDF

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刘余平
毛协国
孙中梁
伍先德
李正元
陈伟
刘春华
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Abstract

本实用新型提供了一种应用于智能汇流箱的电流检测装置，包括开环磁环，待测量电流的导线穿过开环磁环，霍尔电流传感器设于开环磁环的开环处，霍尔电流传感器连接工作电源，霍尔电流传感器通过信号调理和放大模块与CPU连接。本实用新型提供的装置采用间接方式测量电流的感应信息，不是把电流传感器直接串联在输入电流回路里，而是测量由电流产生的磁场通过磁环聚集后由霍尔电流传感器感应产生的电压信号，不存在直接测量大电流接触电阻而产生的危害。测量的电压信号经补偿调理，再放大处理后再采样，智能地处理了电流传感器的零点漂移和开环磁环磁感应零点影响，并智能地校正了电流传感器的增益，安全性好，可靠性高。

Description

一种应用于智能汇流箱的电流检测装置
技术领域
本实用新型涉及一种应用于智能汇流箱的电流检测装置，属于太阳能光伏发电技术领域。
背景技术
作为绿色能源的太阳能光伏发电技术在能源日益枯竭和生态环境长远保护的多重压力下，得到了广泛的重视和应用。当前，国内外光伏发电产业呈现迅猛发展的态势。光伏防雷智能汇流箱，运用于太阳能发电系统光伏电池阵列的汇流配电设施中，实现对光伏电池列阵的汇流、监测、保护以及通讯功能，是光伏电站系统设施中重要的前端设备。
光伏汇流箱处于直流高压大电流的工作环境中，在一次回路上的直流电压最高可超过880V，电流单路均可达10A以上。传统的对各路电流的监测方法是通过直接串联电流传感器来取样电流信号的，运行时，如一旦发生接线不紧，会产生接触电阻，由于电流较大，会产生大量的热，烧坏整个智能汇流箱。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种应用于光伏防雷智能汇流箱的采用间接方式安全地测量电流的感应信息，并处理感应信息从中取出电流信号的检测装置，以避免直接测量大电流接触电阻而产生的危害。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种应用于智能汇流箱的电流检测装置，其特征在于：包括开环磁环，待测量电流的导线穿过开环磁环，霍尔电流传感器设于开环磁环的开环处，霍尔电流传感器连接工作电源，霍尔电流传感器通过信号调理和放大模块与CPU连接。
优选地，所述信号调理和放大模块包括电阻R2，所述霍尔电流传感器连接电阻R2一端，电阻R2另一端连接电阻R5一端、电阻R6一端和第一运算放大器的反向输入端，电阻R5另一端连接电阻R3一端和电阻R4一端，电阻R3另一端接地，电阻R4另一端接电源负，电阻R6另一端连接第一运算放大器的输出端，电阻R8一端连接第一运算放大器的正向输入端，电阻R8另一端接地；电阻R7的两端分别连接第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的反向输入端，第二运算放大器的反向输入端还连接电阻R10一端，R10另一端连接第二运算放大器的输出端，电阻R9一端连接第二运算放大器的正向输入端，电阻R9另一端接地；电阻R1一端连接第二运算放大器的输出端，电阻R1另一端连接所述CPU和电容C2一端，电容C2另一端接地。
本实用新型提供的电流检测装置采用间接方式测量电流的感应信息，不是把电流传感器直接串联在输入电流回路里，而是测量由电流产生的磁场通过磁环聚集后由霍尔电流传感器感应产生的电压信号，不存在直接测量大电流接触电阻而产生的危害。测量的电压信号经补偿调理，再放大处理后再采样，智能地处理了电流传感器的零点漂移和开环磁环磁感应零点影响，并智能地校正了电流传感器的增益，由此解决了霍尔电流传感器感应电压信号分辨率小、偏置过高等不利于智能CPU识别的问题，具有安全性好、可靠性高的特点。
附图说明
图1为电流传感器及开环磁环安装示意图；
图2为模拟信号调理和放大处理原理图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
所述的应用于智能汇流箱的电流检测装置是先把待测量电流的导线1穿过一个开环磁环2，如图1所示，在开环磁环2的开环处放置一个霍尔电流传感器3，当导线1中有电流流过时，产生磁场，磁场的大小与流过导线1的电流大小成正比，这一磁场可以通过开环磁环2来聚集，然后用霍尔电流传感器3进行检测，由于磁场的变化与霍尔电流传感器3的输出电压信号有良好的线形关系，因此可通过霍尔电流传感器3测得的输出信号直接反应出导线1中的电流大小。
由于霍尔电流传感器3输出的电压信号较小，且电流零点时霍尔电流传感器输出电压在2.5伏左右，输出信号需补偿调理，再放大。如图2所示，霍尔电流传感器连接电阻R2一端，电阻R2另一端连接电阻R5一端、电阻R6一端和第一运算放大器的反向输入端，电阻R5另一端连接电阻R3一端和电阻R4一端，电阻R3另一端接地，电阻R4另一端接电源负，电阻R6另一端连接第一运算放大器的输出端，电阻R8一端连接第一运算放大器的正向输入端，电阻R8另一端接地，电容C1一端连接第一运算放大器的电源正，电容C1另一端接地；电阻R7的两端分别连接第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的反向输入端，第二运算放大器的反向输入端还连接电阻R10一端，R10另一端连接第二运算放大器的输出端，电阻R9一端连接第二运算放大器的正向输入端，电阻R9另一端接地；电阻R1一端连接第二运算放大器的输出端，电阻R1另一端连接CPU和电容C2一端，电容C2另一端接地。霍尔电流传感器测得的输出电压信号经放大器调理放大再送智能CPU作A/D采样，智能CPU根据该通道电流的偏置和增益计算出电流值。
其中，电阻R2、电阻R5、电阻R7和电阻R9均为10K，电阻R3和电阻R4均为7.5K，电阻R6为51K，电阻R8为5.1K，电阻R10为33K。
该智能汇流箱的电流检测装置采用间接方式测量电流的感应信息，不是把电流传感器直接串联在输入电流回路里，而是测量由电流产生的磁场通过磁环聚集后由霍尔电流传感器感应产生的电压信号，不存在直接测量大电流接触电阻而产生的危害。测量的电压信号经补偿调理，再放大处理后再采样，由此解决了霍尔电流传感器感应电压信号分辨率小、偏置过高等不利于智能CPU识别的问题。智能CPU通过各通道的霍尔电流传感器的零点漂移、开环磁环磁感应零点影响和电流传感器的增益等影响测量电流的因素计算出电流值。

Claims (2)

1.一种应用于智能汇流箱的电流检测装置，其特征在于：包括开环磁环(2)，待测量电流的导线(1)穿过开环磁环(2)，霍尔电流传感器(3)设于开环磁环(2)的开环处，霍尔电流传感器(3)连接工作电源，霍尔电流传感器(3)通过信号调理和放大模块与CPU连接。
2.如权利要求1所述的一种应用于智能汇流箱的电流检测装置，其特征在于：所述信号调理和放大模块包括电阻R2，所述霍尔电流传感器(3)连接电阻R2一端，电阻R2另一端连接电阻R5一端、电阻R6一端和第一运算放大器的反向输入端，电阻R5另一端连接电阻R3一端和电阻R4一端，电阻R3另一端接地，电阻R4另一端接电源负，电阻R6另一端连接第一运算放大器的输出端，电阻R8一端连接第一运算放大器的正向输入端，电阻R8另一端接地；电阻R7的两端分别连接第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的反向输入端，第二运算放大器的反向输入端还连接电阻R10一端，R10另一端连接第二运算放大器的输出端，电阻R9一端连接第二运算放大器的正向输入端，电阻R9另一端接地；电阻R1一端连接第二运算放大器的输出端，电阻R1另一端连接所述CPU和电容C2一端，电容C2另一端接地。
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