CN212162798U - 一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，包括：电流输出模块、电流采集模块、电流比较模块、过流保护模块；所述电流输出模块，与负载联接，用于输出负载的电流信号；所述电流采集模块，与电流输出模块联接，用于采集输出负载的电流信号；所述电流比较模块，与电流输出模块联接，用于根据所述输出负载的电流信号，判断所述电流信号是否高于过流保护预设值；所述过流保护模块，与电流比较模块联接，用于当电流信号高于过流保护预设值后，控制器自动进入保护状态。本实用新型仅使用硬件实现，结构简单；响应速度快，对系统电源保护及时，使得控制系统更稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路保护技术领域，尤其涉及一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统。
背景技术
市场现有的光伏跟踪控制器过流保护功能，需要软硬件配合实现。其控制环节复杂、可靠性相对较差；对瞬间大电流过载的保护响应速度慢，进而导致电源超载异常时，软件仍未对过流做出判断，导致系统反复重启或死机
如公开号为CN109494679A的专利公开了一种带过流保护和反馈控制功能的高边开关电路，其包括单片机，所述单片机的输出口IO联接电阻R6分别并联联接Q3的基极、电阻R7的一端，Q3的发射极接地，R7的另一端接地，VCC分别并联联接电阻R1的一端、Q1的发射极、电阻R2的一端，所述电阻R1的另一端分别并联联接Q2的发射极、Q1的基极，R2的另一端分别并联联接Q2的基极、Q1的集电极，电阻R3的一端，电阻R3的另一端联接Q3的集电极，Q2的集电极联接电阻R4、R5后接地，电阻R5的两端并联有电容C1，整个电路的输出J1联接Q2的集电极端，整个电路的输出J2接地，R5的非接地端联接所述单片机的采样端口ADC。其虽然可以在输出过流后立即关闭输出，但是其依然需要软件的配合才可以检测输出的电流值。
因此需要一种在自供电光伏跟踪控制器驱动直流有刷电机装置时，当发生由于执行机构卡死/超载，或长时间运转后电机碳刷耗尽及电机线圈短路等原因导致的过流的情况下，控制器能够自动进入停机保护状态的系统。
针对以上技术问题，故需对其进行改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统。
为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，包括：电流输出模块、电流采集模块、电流比较模块、过流保护模块；
所述电流输出模块，与负载联接，用于输出负载的电流信号；
所述电流采集模块，与电流输出模块联接，用于采集输出负载的电流信号；
所述电流比较模块，与电流输出模块联接，用于根据所述输出负载的电流信号，判断所述电流信号是否高于过流保护预设值；
所述过流保护模块，与电流比较模块联接，用于当电流信号高于过流保护预设值后，控制器自动进入保护状态。
进一步的，所述过流保护模块包括控制和屏蔽信号模块、过流自锁模块；
所述控制和屏蔽信号模块，用于切断负载的供电回路并屏蔽负载使能控制信号；
所述过流自锁模块，用于使负载进行自锁来维持过流状态。
进一步的，所述控制和屏蔽信号模块中包括控制模块、屏蔽模块，所述控制模块和屏蔽模块连接；所述控制模块用于控制回路切断负载供电回路；所述屏蔽模块用于屏蔽负载使能控制信号；所述控制模块包括高边智能开关，所述屏蔽模块包括第一NPN三极管。
进一步的，所述过流自锁模块包括第一运算放大器；所述第一运算放大器的输入端引入正反馈使负载进行自锁来维持过流状态。
进一步的，所述过流保护模块还包括清除模块；
所述清除模块，与过流自锁模块联接，用于清除过流自锁信号。
进一步的，所述清除模块包括第二NPN三极管，所述第二NPN三极管用于当过流相对应的故障排除后清除过流自锁信号。
进一步的，所述电流比较模块包括第一电阻、第二电阻；所述第一电阻与第二电阻联接，所述第一电阻和第二电阻用于设定过流保护值。
进一步的，所述电流输出模块包括第二运算放大器，所述输出负载的电流信号经过第二运算放大器处理分成两路，一路进入电流采集模块，另一路经过电流比较模块进入过流保护模块。
进一步的，所述负载为直流有刷电机。
进一步的，所述高边智能开关的功率大于等于直流有刷电机功率的2倍。
本实用新型可以在自供电光伏跟踪控制器驱动直流有刷电机装置时，当发生由于执行机构卡死/超载，或长时间运转后电机碳刷耗尽及电机线圈短路等原因导致的过流的情况下，控制器能够自动进入停机保护状态。
附图说明
图1为一种优选实施例的自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统结构图；
图2为一种优选实施例的自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统电路示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本实施例是对电路构造进行的改进，对于本实用新型所涉及的如何输出信号、采集信号、判断信号等内容并不是本实用新型所要保护的内容，其均可以通过现有的技术实现。
如图1-2所示，本实施例提供的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，包括：电流输出模块、电流采集模块、电流比较模块、过流保护模块；
电流输出模块，与负载联接，用于输出负载的电流信号；
电流采集模块，与电流输出模块联接，用于采集输出负载的电流信号；
电流比较模块，与电流输出模块联接，用于根据所述输出负载的电流信号，判断所述电流信号是否高于过流保护预设值；
过流保护模块，与电流比较模块联接，用于当电流信号高于过流保护预设值后，控制器自动进入保护状态。
在本实施例中，负载的电流信号用于表征负载的电流的大小。在具体的实施例中，负载为直流有刷电机。本实施例将高边智能开关U16输出电路应用于自供电光伏跟踪控制器，高边智能开关U16的电流传感端反应电机的电流信号。在直流有刷电机装置驱动桥的供电端串入高边智能开关，高边智能开关的功率至少为直流有刷电机功率的2倍以上。
高边智能开关的控制端用NPN三极管使能，三极管控制端由单片机控制器使能，使得过流发生后直接切断电机使能。
电流采集模中包括电容C77，电容C77上输出的电流信号供控制器采集。
电流比较模块包括第一电阻R93、第二电阻R103；第一电阻R93和第二电阻R103联接，第一电阻R93的阻值为47K欧姆，第二电阻R103的阻值为10K欧姆；第一电阻R93和第二电阻R103用于设定过流保护值，以使进入的电流信号与第一电阻R93和第二电阻R103进行设定的过流保护值进行比较，得到进入的电流信号是否超过设定的值。
过流保护模块中包括控制和屏蔽信号模块、过流自锁模块。
控制和屏蔽信号模块，用于切断负载的供电回路并屏蔽负载使能控制信号。
控制和屏蔽信号模块中包括控制模块、屏蔽模块，控制模块和屏蔽模块连接；控制模块用于控制回路切断负载供电回路；屏蔽模块用于屏蔽负载使能控制信号；其中控制模块包括高边智能开关U16，屏蔽模块包括第一NPN三极管Q8。高边智能开关U16控制回路切断电机供电回路并控制第一NPN三极管Q8屏蔽M_EN开关使能控制信号，当出现过流时，M_EN信号被屏蔽，从而达到过流保护的功能。
过流自锁模块，用于使负载进行自锁来维持过流状态。
过流自锁模块包括第一运算放大器U17B；第一运算放大器U17B的输入端引入正反馈使负载进行自锁来维持过流状态，以防止控制器损坏。
过流保护模块还包括清除模块；
清除模块与过流自锁模块联接，用于清除过流自锁信号。
清除模块包括第二NPN三极管Q9，第二NPN三极管Q9用于当过流相对应的故障排除后清除过流自锁信号，以使控制器进入正常使用状态。
在本实施例中，将高边智能开关U16输出电路应用于自供电光伏跟踪控制器，高边智能开关U16的电流传感端反应电机的电流信号，该电流信号经第二运算放大器U17C(也为有源滤波器)处理后分成两路，一路进入电流采集模块中，供控制器采集；另一路以硬件电路的方式进入电流比较模块、过流保护模块中，该进入电流比较模块中的电流信号与第一电阻R93、第二电阻R103设定的过流保护值进行比较，如果高于设定的过流保护值，则输出高电平。此高电平信号分为两路，第一路给到第一运算放大器U17B输入端引入正反馈进行自锁来维持过流状态；第二路给到高边智能开关U16控制回路切断电机供电回路并屏蔽电机使能控制信号，从而达到过流保护的功能。其中自锁信号对地串入一个第二NPN三极管Q9由控制器控制，以排除故障后清除过流信号。
本实施例与现有技术相比所具有的优点：
1、仅使用硬件实现，结构简单；
2、响应速度快，对系统电源保护及时，使得控制系统更稳定。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，包括：电流输出模块、电流采集模块、电流比较模块、过流保护模块；
所述电流输出模块，与负载联接，用于输出负载的电流信号；
所述电流采集模块，与电流输出模块联接，用于采集输出负载的电流信号；
所述电流比较模块，与电流输出模块联接，用于根据所述输出负载的电流信号，判断所述电流信号是否高于过流保护预设值；
所述过流保护模块，与电流比较模块联接，用于当电流信号高于过流保护预设值后，控制器自动进入保护状态。
2.如权利要求1所述的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，所述过流保护模块包括控制和屏蔽信号模块、过流自锁模块；
所述控制和屏蔽信号模块，用于切断负载的供电回路并屏蔽负载使能控制信号；
所述过流自锁模块，用于使负载进行自锁来维持过流状态。
3.如权利要求2所述的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，所述控制和屏蔽信号模块中包括控制模块、屏蔽模块，所述控制模块和屏蔽模块连接；所述控制模块用于控制回路切断负载供电回路；所述屏蔽模块用于屏蔽负载使能控制信号；所述控制模块包括高边智能开关，所述屏蔽模块包括第一NPN三极管。
4.如权利要求2所述的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，所述过流自锁模块包括第一运算放大器；所述第一运算放大器的输入端引入正反馈使负载进行自锁来维持过流状态。
5.如权利要求2所述的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，所述过流保护模块还包括清除模块；
所述清除模块，与过流自锁模块联接，用于清除过流自锁信号。
6.如权利要求5所述的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，所述清除模块包括第二NPN三极管，所述第二NPN三极管用于当过流相对应的故障排除后清除过流自锁信号。
7.如权利要求1所述的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，所述电流比较模块包括第一电阻、第二电阻；所述第一电阻与第二电阻联接，所述第一电阻和第二电阻用于设定过流保护值。
8.如权利要求1所述的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，所述电流输出模块包括第二运算放大器，所述输出负载的电流信号经过第二运算放大器处理分成两路，一路进入电流采集模块，另一路经过电流比较模块进入过流保护模块。
9.如权利要求3所述的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，所述负载为直流有刷电机。
10.如权利要求9所述的一种自供电光伏跟踪控制器电流检测与过流保护自锁系统，其特征在于，所述高边智能开关的功率大于等于直流有刷电机功率的2倍。
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