[发明专利]用于光伏电站电压测量中的电压频率转换高压隔离电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压频率转换高压隔离电路，尤其是一种用于光伏电站电压测量中的电压频率转换高压隔离电路，具体地说是用于光伏电站中对光伏电池板的高电压监测，监测隔离直流电压可高达1000V以上，属于光伏电压监测的技术领域。

背景技术

随着社会的发展，能源的需求日趋紧张。中国太阳能资源非常丰富，加快光伏电站的建设不仅符合我国国情，也会更加有力地推动我国经济结构转型和能源结构优化。随着计算机技术的发展，人们对光伏电站的监控要求越来越高，汇流箱的智能化越来越普及。

光伏电站中电池板电压一般都高达数百伏，甚至上千伏。智能汇流箱一般都带有电池板电压监测功能，为了能够安全监测电压的大小，目前电路一般使用模拟线性光耦隔离电路。其原理为：线性光耦由一个发光二极管和两个光电二极管组成，加上外部的运算放大器负反馈电路，一起组成了随着光强变化的模拟线性光耦隔离电路。这种模拟线性光耦隔离电路需要发光二极管的光尽量完全相同的照射到两个光电二极管，并且对这两个光电二极管的光电转换特性的一致性要求很高。想要把精度做的高，比较困难。而且，随着时间变长，发光二极管的老化，采集精度也会相应下降。所以原来的电路存在的问题：1、成本高；2、对光耦器件要求高；3、测量误差大，长时间后精度降低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于光伏电站电压测量中的电压频率转换高压隔离电路，其能降低隔离光耦的要求，减少对隔离光耦性能的依赖，确保隔离电压采集电路长期性能稳定运行，实现高电压隔离模拟量的检测，测量方便，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述用于光伏电站电压测量中的电压频率转换高压隔离电路，包括输入电压接口，所述输入电压接口的正极端通过分压电阻与第二十五电阻串接后与高压地相连，输入电压接口的负极端与高压地相连；第二十五电阻与分压电阻相连的一端通过第二十二电阻与第一运算放大器的同相端相连，第一运算放大器的反相端通过第二十三电阻与第一运算放大器的输出端相连；第一运算放大器的输出端通过第四十二电阻与第二运算放大器的反相端相连，且第一运算放大器的输出端通过第三十电阻与第二运算放大器的同相端相连；所述第三十电阻与第二运算放大器相连的一端还通过第二十四电阻与高压地相连；第二运算放大器的反相端通过第二十电容与第二运算放大器的输出端相连；

第二运算放大器的反相端通过第四十五电阻的比较电路的一端相连，且第二运算放大器的输出端与比较电路的另一端相连，比较电路的输出端与光耦晶闸管一次回路的一端相连，所述光耦晶闸管一次回路的另一端通过第三十七电阻与隔离电压电路内的隔离电压输出端相连；光耦晶闸管二次回路的一端与地相连，光耦晶闸管二次回路的另一端通过第三十八电阻与电源VCC相连，并形成转换输出端；比较电路与隔离电压电路的隔离电压输出端相连；

第二运算放大器根据第二十电容上的电压值向比较电路输出调节信号，比较电路根据调节信号调整比较电路输出端的输出状态及第四十五电阻的连接状态，以在光耦晶闸管的转换输出端得到对应周期的频率信号。

所述比较电路采用555定时器，第二运算放大器）的反相端通过第四十五电阻与555定时器的DIS端相连；第二运算放大器的输出端与555定时器的CVOLT端相连；

555定时器的输出端与光耦晶闸管一次回路的一端相连，555定时器的RST端与第三十九电阻及第七十八电容的一端相连，所述第七十八电容的另一端与高压地相连，第三十九电阻与555定时器的RST端相连的另一端与定时器的TRIG端相连，并通过第四十电阻与高压地相连，且通过第五十一电阻与555定时器的THR相连；555定时器的VCC端与555定时器的RST端相互连接；所述第三十九电阻与555定时器的RST相连的一端与隔离电压电路内的隔离电压输出端相连。

所述隔离电压电路包括隔离电源，所述隔离电源的Vin端与电源VCC相连，隔离电源的GND端接地；隔离电源的0V端与高压地相连，隔离电源的VO端通过第二电感分别与第二十一电阻的一端相连，所述第二十一电阻的另一端与高压地相连，所述第二十一电阻的两端并联有第七十七电容；所述第二电感与第二十一电阻、第七十七电容相连的端部形成隔离电压输出端。

所述第二十五电阻与分压电阻相连的一端还与二极管的阴极端相连，所述二极管的阳极端与高压地及第七十九电容的一端相连，所述第七十九电容与二极管相连的另一端与隔离电压电路内的隔离电压输出端相连。