[发明专利]用于汇流箱的光伏发电工况监测板的设计方法

说明书

技术领域

本发明属于电压检测领域，是一种用于汇流箱的光伏发电工况监测板的设计方法。

背景技术

工业革命开创的现代文明，都建立在大规模开采、使用化石燃料的基础 上的，但在伴随着化石燃料的不断消耗，人类已经开始意识到必须要面对潜在的 能源危机——化石能源终将枯竭。据估计，我国的煤可以开采 80 年，天然气只 可开采 30 年，石油只够开采 20 年。全球能源结构将在本世纪发生根本改变。 太阳辐射能预计在 100 亿年里可保持近似恒定的辐射输出，太阳能堪称无 限的能源。世界各国都在积极寻求可替代化石燃料的新型绿色能源，太阳能光伏 发电技术是利用“光生伏打效应”将光直接转换为电能，整个转换过程无排放，是最清洁、最环保的绿色能源。而光伏汇流箱是应用于智能光伏发电系统中用于对光电池串列及外围辅助元件进行监测的一种智能设备，是伴随着光伏发电的大规模应用而产生的一个新型产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于汇流箱的光伏发电工况监测板的设计方法，通过对电压的监测，反应出太阳能光伏电池板的工作情况。

本发明的技术方案是用于汇流箱的光伏发电工况监测板的设计方法，它包括电压放大器、模拟开关CD4067、主处理器12c5a60s2和LCD显示屏，电压放大器的输出端接入模拟开关CD4067，主处理器12c5a60s2连接模拟开关CD4067和LCD显示屏，其特征是：电压放大器是电压调理电路，它的输入端接太阳能光伏电池板的输出端，并连接有采样电阻，采样电阻两端分别连接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端连接差动放大器的输入端，差动放大器的输出端连入模拟开关CD4067；模拟开关CD4067的每条通道都连接有电压放大器。

所述的采样电阻是锰铜电阻。

本发明的特点是电压放大器的第一级采用电压跟随器，可隔离前后端电路，增加隔离度，提高采样精度；电压切换电路采用模拟开关，电路简单，控制方便，可靠性高；采用微控制器控制电路，稳定性高，可扩展性强。

附图说明

下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是汇流箱的光伏发电工况监测板的结构示意图。

图2是电压放大器的电路图。

图中：1、电压放大器；2、模拟开关；3、主处理器；4、LCD显示屏；5、采样电阻；6、电压跟随器；7、差动放大器。

具体实施方式

如图1所示，模拟开关2的型号为CD4067，它是16通道选1开关，它有四个二进制输入端A0～A3 和控制端C，输入的任意一个组合可选择一路开关。当C＝1 时，关闭所有的通道。模拟开关2的每个通道都连接有电压放大器1，即共16组电压放大器1。电压切换电路采用模拟开关，电路简单，控制方便，可靠性高。

主处理器3的型号为12c5a60s2，它与模拟开关2和LCD显示屏4连通，主处理器3负责A/D转换的处理，通过LCD显示屏4显示电压值，并通过RS—485报告上位机。采用微控制器控制电路，稳定性高，可扩展性强。

该汇流箱的光伏发电工况监测板通过对电压的监测，反应出太阳能光伏电池板的工作情况。

如图2所示，电压放大器1其实是一个电压调理电路，它的输入端接太阳能光伏电池板的输出端，通过一个锰铜采样电阻5对光伏发电装置的输出电流取样得到一个电压差，然后用运放接成两个电压跟随器6对该电压差进行跟随隔离。这里采用电压跟随器6，可隔离前后端电路，增加隔离度，提高采样精度。

电流经过电压跟随器6后，通过一个运放接成的差动放大器7对取得的电压差进行放大，并输入模拟开关2。模拟开关2将数据输入主处理器3，并经过A/D转换，最后由LCD显示屏显示结果，达到对电压的检测和监控作用。

电压跟随器、差动放大器、在电压调理电路经常运用，模拟开关CD4067和主处理器12c5a60s2也是本领域常用的硬件设备，属于常用的技术手段，在此不做特别的说明。