光伏逆變器交流電流濾波采樣電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種光伏逆變器交流電流采樣電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前光伏逆變器中的交流電流采樣電路，有很多種，但大多數(shù)對雜波濾波方面沒作太多要求，如果交流電流中含有太多的高頻雜波，則可能會影響光伏逆變器對電流的檢測精度。光伏逆變器本身是由開關(guān)器件(IGBT)組成，其工作時，會產(chǎn)生大量的高頻雜波，高頻噪聲等，如果沒對電流采樣進行特殊處理，將會影響檢測結(jié)果的不穩(wěn)定性，由此可能會產(chǎn)生停機、誤動等后果。因此，急需尋找一種能夠提高光伏逆變器對交流電流的采用精度及整體穩(wěn)定性的采樣電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明采用Butterworth 二階有源低通濾波器原理進行設(shè)計，提供一種光伏逆變器交流電流濾波采樣電路，提高采樣的精度及整體穩(wěn)定性，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種光伏逆變器交流電流的濾波采樣電路，所述光伏逆變器交流電流濾波采樣電路包括電流轉(zhuǎn)換采樣電路、有源濾波電路和輸出保護電路，其中，所述電流轉(zhuǎn)換采樣電路包括交流互感器和采樣電阻，所述交流互感器的輸出3腳與所述采樣電阻的1腳電連接，所述交流互感器的輸出4腳與所述采樣電阻的2腳電連接并連接至電源地；所述有源濾波電路包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第二電容和運放芯片，其中，所述交流互感器的輸出3腳同時與所述第二電阻的1腳電連接；所述第二電阻的2腳與所述第三電阻的1腳電連接并電連接于所述第一電容的1腳；所述第三電阻的2腳分別與所述第二電容的1腳和所述運放芯片的3腳電連接，所述第二電容的2腳連接至電源地；所述第四電阻的2腳分別與所述運放芯片的2腳和所述第五電阻的1腳電連接，所述第四電阻的1腳連接至電源地；所述第五電阻的2腳分別與所述運放芯片的1腳和所述第一電容的2腳電連接；所述輸出保護電路包括防浪涌管、第六電阻和AD芯片管腳，所述防浪涌管的1腳與所述第六電阻的1腳電連接，所述第六電阻的2腳與所述AD芯片管腳電連接，所述防浪涌管的2腳連接至電源地，所述運放芯片的其它未用腳空懸。
[0005]作為對本發(fā)明所述的濾波采樣電路的進一步說明，優(yōu)選地，在所述電流轉(zhuǎn)換采樣電路中，所述交流互感器的1腳與所述光伏逆變器交流電流的同向端電連接，所述交流互感器的2腳與所述光伏逆變器交流電流的反向端電連接。
[0006]作為對本發(fā)明所述的濾波采樣電路的進一步說明，優(yōu)選地，所述運放芯片的8腳與電源的正極電連接，所述運放芯片的4腳與電源的負極電連接，更優(yōu)選地，所述電源的正極和負極的電壓均為15V。
[0007]作為對本發(fā)明所述的濾波采樣電路的進一步說明，優(yōu)選地，所述交流互感器的型號為 5A: 5MA。
[0008]作為對本發(fā)明的所述濾波采樣電路的進一步說明，優(yōu)選地，所述運放芯片的型號為0PA2227，所述防浪涌管的型號為SMBJ10CA。
[0009]作為對本發(fā)明的所述濾波采樣電路的進一步說明，優(yōu)選地，所述運放芯片的量程為-5V ?+5V。
[0010]作為對本發(fā)明的所述濾波采樣電路的進一步說明，優(yōu)選地，所述光伏逆變器的開關(guān)頻率為2.5K。
[0011]作為對本發(fā)明的所述濾波采樣電路的進一步說明，優(yōu)選地，所述有源濾波電路的通帶增益AUF為2，品質(zhì)因數(shù)Q為0.707，截止頻率f為2.5Khz。
[0012]作為對本發(fā)明的所述濾波采樣電路的進一步說明，優(yōu)選地，運放芯片D1的開環(huán)增益大于80Dd。
[0013]由此可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明更有利于提高光伏逆變器交流電流采樣的精確度和穩(wěn)定性，具有較強的隔離功能、采集范圍可按照實際情況需求進行配置，具有穩(wěn)定的濾波功能和可靠的保護功能。因此，本發(fā)明的濾波采用電路，符合原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，具有高準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、安全性的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的光伏逆變器交流電流的濾波采樣電路的電路圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的光伏逆變器交流電流的濾波采樣電路的仿真圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明如下:
[0017]電流轉(zhuǎn)換采樣電路1、交流互感器T1、采樣電阻R1、有源濾波電路I1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容C1、第二電容C2、運放芯片D1、輸出保護電路II1、防浪涌管TVS 1、第六電阻R6、光伏逆變器交流電流的同向端AC+、光伏逆變器交流電流的反向端AC-、電源地AGND。
【具體實施方式】
[0018]為了使審查員能夠進一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其他目的，現(xiàn)結(jié)合所附較佳實施例附以附圖詳細說明如下，本附圖所說明的實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。
[0019]首先，請參考圖1，圖1為本發(fā)明的光伏逆變器交流電流的濾波采樣電路的電路圖。如圖1所示，本發(fā)明的光伏逆變器交流電流濾波采樣電路包括電流轉(zhuǎn)換采樣電路1、有源濾波電路II和輸出保護電路III三大部分，首先，逆變器交流側(cè)的電流經(jīng)過電流轉(zhuǎn)換采樣電路I，將交流互感器輸出的小電流信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)比例的電壓信號，然后，電壓信號經(jīng)過所設(shè)計的有源濾波電路II，產(chǎn)生雙極性交流電壓信號，經(jīng)過輸出保護電路III后，進入AD管腳進行實時采樣。
[0020]具體來講，對于電流轉(zhuǎn)換采樣電路I，其包括交流互感器T1和采樣電阻R1，其中，交流互感器T1的1腳與光伏逆變器交流電流的同向端AC+電連接，交流互感器T1的2腳與光伏逆變器交流電流的反向端AC-電連接，交流互感器T1的輸出3腳與采樣電阻R1的1腳電連接，交流互感器T1的輸出4腳與采樣電阻R1的2腳電連接并連接至電源地AGND。
[0021]特別的是，本發(fā)明的交流互感器T1的型號為5A: 5MA，采用電磁隔離原理，隔離效果達到3000V(50HZ、AC);信號轉(zhuǎn)換比例為5A: 5mA ;原邊最大電流可達7.5A。而采樣電阻為R1的作用是將交流互感器T1的副邊電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號；將采樣電阻R1的阻值限定為330歐，由此，其相應(yīng)電壓信號VI便為:
[0022]VI = R1*I1 = 330* (5*0.001) = 1.65V。
[0023]此外，對于有源濾波電路II，其包括第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容C1、第二電容C2和運放芯片D1，其中，交流互感器T1的輸出3腳同時與第二電阻R2的1腳電連接，第二電阻R2的2腳分別與第三電阻R3的1腳電連接并電連接于第一電容C1的1腳。第三電阻R3的2腳分別與第二電容C2的1腳和運放芯片D1的3腳電連接，第二電容C2的2腳連接至電源地AGND。第四電阻R4的2腳分別與運放芯片D1的2腳和第五電阻R5的1腳電連接，，第四電阻R4的1腳連接至電源地AGND。第五電阻R5的2腳分別與運放芯片D1的輸出1腳和第一電容C1的2腳電連接。
[0024]最后，本發(fā)明的輸出保護電路III包括防浪涌管TVS1、第六電阻R6和AD芯片管腳，在輸出保護電路III中，防浪涌管TVS1的1腳與第六電阻R6的1腳電連接，第六電阻R6的2腳與AD芯片管腳電連接，防浪涌管TVS1的2腳連接至電源地AGND，運放芯片D1的其它未用腳空懸。
[0025]由此可見，本發(fā)明的光伏逆變器交流電流的濾波采樣電路的工作過程為:逆變器交流側(cè)的電流經(jīng)過接線端子引入交流互感器T1，經(jīng)過采樣電阻R1，將交流互感器T1輸出的小電流信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)比例的電壓信號，電壓信號經(jīng)過所設(shè)計的濾波電路，即R2、R3、R4、R5、Cl、C2和運放芯片D1，產(chǎn)生雙極性交流電壓信號，經(jīng)過浪涌保護器TVS1和限流電阻R6后，進入AD管腳進行實時采樣。
[0026]此外，運放芯片D1的8腳與電源的正極電