專利名稱：一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的對(duì)地絕緣檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，光伏電池絕緣電阻的準(zhǔn)確檢測(cè)是正常運(yùn)行的一個(gè)重要前提。由于光伏電池的電壓逐步上升，最大已經(jīng)達(dá)到1000V ;當(dāng)受熱和受潮時(shí)，其絕緣電阻值便降低，從而造成光伏系統(tǒng)漏電或電路事故發(fā)生，對(duì)設(shè)備及人員有很大危害。為避免事故的發(fā)生，就要求光伏系統(tǒng)在并網(wǎng)前需要對(duì)光伏電池的對(duì)地絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)。目前，光伏電池對(duì)地的絕緣電阻檢測(cè)方法有很多，較常見(jiàn)的是將電阻和電子開(kāi)關(guān)接入光伏電池的正負(fù)極，通過(guò)控制電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷，產(chǎn)生多個(gè)有效的電路狀態(tài)，使用一個(gè)采樣電阻，根據(jù)不同電路狀態(tài)采樣所得的電壓值，即可分別計(jì)算出光伏電池的正和負(fù)隊(duì)對(duì)地的絕緣電阻的阻值。該方法需要將采樣所得電壓值通過(guò)與光伏電池負(fù)極共地的運(yùn)算放大器處理后傳給MCU或者經(jīng)過(guò)線性光藕隔離后傳給MCU，由MCU通過(guò)計(jì)算得到所需要的絕緣電阻阻值。在光伏系統(tǒng)絕緣電阻采樣信號(hào)的處理過(guò)程中，還需要解決的一個(gè)共性的問(wèn)題，就是模擬信號(hào)采集時(shí)的抗干擾問(wèn)題。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，各種電磁干擾信號(hào)都會(huì)隨著被測(cè)量信號(hào)進(jìn)人測(cè)量系統(tǒng)中，這些干擾信號(hào)迭加在有用的被測(cè)信號(hào)上，使測(cè)量的準(zhǔn)確度降低。另一方面，由于測(cè)量系統(tǒng)與被測(cè)信號(hào)共地，引人的干擾也造成測(cè)量系統(tǒng)的不穩(wěn)定，影響檢測(cè)系統(tǒng)的正常工作，。因此，絕緣電阻檢測(cè)信號(hào)通過(guò)與光伏電池負(fù)極共地的運(yùn)算放大器處理后的值是非常不準(zhǔn)確的，而又直接傳給與光伏電池負(fù)極共地的MCU更容易引起系統(tǒng)的故障。而經(jīng)過(guò)線性光藕簡(jiǎn)單隔離，雖然保護(hù)了 MCU，但是確使被測(cè)信號(hào)更加不精確。更有其他的利用電壓傳感器所得采樣電壓計(jì)算絕緣電阻的方法更不可取，因?yàn)殡妷簜鞲衅鞯脑冏杩购艽螅c光伏系統(tǒng)的絕緣電阻是一個(gè)量級(jí)，因此會(huì)嚴(yán)重影響光伏系統(tǒng)絕緣電阻的阻值。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，包括隔離變送器，一階差分濾波電路，差分鉗位保護(hù)電路和運(yùn)放電路；所述隔離變送器，用于接收對(duì)地絕緣電阻的采樣信號(hào)，通過(guò)隔離處理，輸出隔離差分信號(hào)給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號(hào)進(jìn)行高頻雜波的過(guò)濾，并將過(guò)濾后的差分信號(hào)發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；[0012]所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過(guò)濾后的差分信號(hào)鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運(yùn)放電路，用于將經(jīng)過(guò)鉗位保護(hù)的差分信號(hào)按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。本實(shí)用新型采用的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，通過(guò)所述隔離變送器，用于接收對(duì)地絕緣電阻的采樣信號(hào)，通過(guò)隔離處理，輸出隔離差分信號(hào)給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號(hào)進(jìn)行高頻雜波的過(guò)濾，并將過(guò)濾后的差分信號(hào)發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過(guò)濾后的差分信號(hào)鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運(yùn)放電路，用于將經(jīng)過(guò)鉗位保護(hù)的差分信號(hào)按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。采用本實(shí)用新型不但可以提高絕緣電阻檢測(cè)精度，簡(jiǎn)單化電路，還大大增強(qiáng)了實(shí)用性。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路不意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，為本實(shí)用新型提供的一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，該電路包括隔離變送器101，一階差分濾波電路102，差分鉗位保護(hù)電路103和運(yùn)放電路104 ；所述隔離變送器101，用于接收對(duì)地絕緣電阻的采樣信號(hào)，通過(guò)隔離處理，輸出隔離差分信號(hào)給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路102，用于將所述接收到的隔離差分信號(hào)進(jìn)行高頻雜波的過(guò)濾，并將過(guò)濾后的差分信號(hào)發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；所述差分鉗位保護(hù)電路103，用于將所述過(guò)濾后的差分信號(hào)鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運(yùn)放電路104，用于將經(jīng)過(guò)鉗位保護(hù)的差分信號(hào)按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。以上電路還可以包括增益放大電路；所述增益放大電路，用于設(shè)置所述運(yùn)放電路的放大比例。以上電路還可以包括匹配電路用于匹配所述隔離變送器的電壓輸出?；谝陨蠈?shí)施例，本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)電路如圖2所示，該電路具體如下所述匹配電路用于匹配所述隔離變送器的電壓輸出；所述匹配電路包括匹配電阻一 Rl和匹配電阻二 R2 ;所述匹配電阻一 Rl和匹配電阻二 R2并聯(lián)與所述隔離變送器的信號(hào)輸出端1-與2+之間。所述一階差分濾波電路包括第一電阻R3、第二電阻讓R4、第一電容Cl和第二電容C2 ；所述第一電阻R3 —端與所述隔離變送器的正向差分信號(hào)支路2+相連，另一端分別與所述第一電容Cl和所述運(yùn)放電路INA126的正向信號(hào)輸入端VIN+相連；所述第一電容Cl另一端接OV ；[0028]所述第二電阻R4 —端與所述隔離變送器的負(fù)向差分信號(hào)支路輸出端1-相連，另一端分別與所述第二電容C2和所述運(yùn)放電路INA126的負(fù)向信號(hào)輸入端VIN-相連；所述第二電容C2另一端接OV。所述差分鉗位保護(hù)電路包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4 ；所述第一二極管Dl正極與電壓源VCC相連，所述第一二極管Dl負(fù)極分別與所述第二二極管D2的正極、與所述運(yùn)放電路INA126的正向信號(hào)輸入端VIN+相連；所述第二二極管D2的負(fù)極接OV ；所述第三二極管D3正極與電壓源VCC相連，所述第三二極管D3負(fù)極分別與所述第四二極管D4的正極、與所述運(yùn)放電路INA126的負(fù)向信號(hào)輸入端VIN-相連；所述第四二極管D4的負(fù)極接OV。所述增益放大電路包括第三電阻R5和第四電阻R6 ；所述第三電阻R5與所述第四電阻R6并聯(lián)后，兩端分別與所述運(yùn)放電路INA126的增益輸入端8與I相連。需要說(shuō)明的是，采樣電阻兩端接入隔離變送器的11+，12-腳，高電位接11+，低電位接12-。隔離變送器的電源可由光伏系統(tǒng)內(nèi)部的24V開(kāi)關(guān)電源提供，信號(hào)輸出是電流型輸出信號(hào)，選取合適的采樣電阻，使輸出變?yōu)殡妷盒偷牟顒?dòng)輸出信號(hào)。隔離變送器輸入高阻抗，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采樣電阻的阻值，因此對(duì)采樣電阻阻值影響非常小，可忽略不計(jì)。由于隔離變送器的輸出與光伏電池不共地，這樣絕緣電阻檢測(cè)信號(hào)的共模電壓能被很好的抑制，而且隔離變送器使被測(cè)對(duì)象和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有很好的隔離。經(jīng)過(guò)隔離變送器輸出的差動(dòng)信號(hào)分別經(jīng)過(guò)一階濾波，再次濾出信號(hào)中的高頻雜波，再經(jīng)過(guò)鉗位保護(hù)，進(jìn)入INA126 (信號(hào)測(cè)量芯片)的輸入。經(jīng)過(guò)INA126的增益處理后，則輸出的絕緣電阻檢測(cè)信號(hào)就可以進(jìn)入MCU的AD 口了。這樣的信號(hào)即精確又不會(huì)受到光伏電池負(fù)極的干擾，并且保護(hù)了光伏系統(tǒng)中模擬電路和數(shù)字電路的安全。以上所述OV是指采樣信號(hào)處理電路的參考地。本實(shí)用新型采用的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，通過(guò)所述隔離變送器，用于接收對(duì)地絕緣電阻的采樣信號(hào)，通過(guò)隔離處理，輸出隔離差分信號(hào)給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號(hào)進(jìn)行高頻雜波的過(guò)濾，并將過(guò)濾后的差分信號(hào)發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過(guò)濾后的差分信號(hào)鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運(yùn)放電路，用于將經(jīng)過(guò)鉗位保護(hù)的差分信號(hào)按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。采用本實(shí)用新型不但可以提高絕緣電阻檢測(cè)精度，簡(jiǎn)單化電路,還大大增強(qiáng)了實(shí)用性。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，其特征在于，包括隔離變送器，一階差分濾波電路，差分鉗位保護(hù)電路和運(yùn)放電路； 所述隔離變送器，用于接收對(duì)地絕緣電阻的采樣信號(hào)，通過(guò)隔離處理，輸出隔離差分信號(hào)給所述一階差分濾波電路； 所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號(hào)進(jìn)行高頻雜波的過(guò)濾，并將過(guò)濾后的差分信號(hào)發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路； 所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過(guò)濾后的差分信號(hào)鉗位于預(yù)設(shè)值； 所述運(yùn)放電路，用于將經(jīng)過(guò)鉗位保護(hù)的差分信號(hào)按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，其特征在于，還包括增益放大電路； 所述增益放大電路，用于設(shè)置所述運(yùn)放電路的放大比例。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，其特征在于，還包括匹配電路；所述匹配電路用于匹配所述隔離變送器的電壓輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，其特征在于，所述匹配電路包括匹配電阻一和匹配電阻二 ；所述匹配電阻一和匹配電阻二并聯(lián)與所述隔離變送器的信號(hào)輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，其特征在于，所述一階差分濾波電路包括第一電阻、第二電阻、第一電容和第二電容； 所述第一電阻一端與所述隔離變送器的正向差分信號(hào)支路相連，另一端分別與所述第一電容和所述運(yùn)放電路的正向信號(hào)輸入端相連；所述第一電容另一端接OV ； 所述第二電阻一端與所述隔離變送器的負(fù)向差分信號(hào)支路相連，另一端分別與所述第二電容和所述運(yùn)放電路的負(fù)向信號(hào)輸入端相連；所述第二電容另一端接0V。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，其特征在于，所述差分鉗位保護(hù)電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管； 所述第一二極管正極與電壓源VCC相連，所述第一二極管負(fù)極分別與所述第二二極管的正極、與所述運(yùn)放電路的正向信號(hào)輸入端相連； 所述第二二極管的負(fù)極接OV ； 所述第三二極管正極與電壓源VCC相連，所述第三二極管負(fù)極分別與所述第四二極管的正極、與所述運(yùn)放電路的負(fù)向信號(hào)輸入端相連； 所述第四二極管的負(fù)極接0V。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，其特征在于，所述增益放大電路包括第三電阻和第四電阻； 所述第三電阻與所述第四電阻并聯(lián)后，兩端分別與所述運(yùn)放電路的增益輸入端相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻采樣信號(hào)處理電路，該處理電路包括隔離變送器，一階差分濾波電路，差分鉗位保護(hù)電路和運(yùn)放電路；所述隔離變送器，用于接收對(duì)地絕緣電阻的采樣信號(hào)，通過(guò)隔離處理，輸出隔離差分信號(hào)給所述一階差分濾波電路；所述一階差分濾波電路，用于將所述接收到的隔離差分信號(hào)進(jìn)行高頻雜波的過(guò)濾，并將過(guò)濾后的差分信號(hào)發(fā)送給所述差分鉗位保護(hù)電路；所述差分鉗位保護(hù)電路，用于將所述過(guò)濾后的差分信號(hào)鉗位于預(yù)設(shè)值；所述運(yùn)放電路，用于將經(jīng)過(guò)鉗位保護(hù)的差分信號(hào)按照預(yù)設(shè)比例進(jìn)行放大輸出。采用本實(shí)用新型不但可以提高絕緣電阻檢測(cè)精度，簡(jiǎn)單化電路，還大大增強(qiáng)了實(shí)用性。
文檔編號(hào)G01R27/20GK202886479SQ201220428069
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者張濤, 張?zhí)焖? 張宇星 申請(qǐng)人:北京動(dòng)力源科技股份有限公司