本實(shí)用新型涉及一種智能匯流箱卡扣式電流檢測(cè)裝置，是一種智能匯流箱卡扣式電流檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

作為綠色能源的太陽能光伏發(fā)電技術(shù)越來越被人們所重視，而智能匯流箱實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池列陣的匯流、監(jiān)測(cè)、保護(hù)以及通訊功能,是光伏電站系統(tǒng)設(shè)施中重要的前端設(shè)備。目前，市面上可供智能匯流箱選用的電流傳感器的測(cè)量方式可以分為兩種，一種是需要電氣連接，即直接串聯(lián)進(jìn)電路，這種方式極其不便，一旦發(fā)生接線不緊,會(huì)產(chǎn)生接觸電阻,由于電流較大,會(huì)產(chǎn)生大量的熱,燒壞整個(gè)智能匯流箱。一種是隔離測(cè)量，無需電氣連接。但是這種隔離測(cè)量的電流傳感器絕大多數(shù)采用的都是通孔安裝的方式，即將電線穿過電流傳感器的孔位。當(dāng)需要對(duì)匯流箱進(jìn)行維修、改裝、升級(jí)等操作時(shí)，需要破壞電線，極其不方便。只有極少數(shù)的電流傳感器是采用開合方式進(jìn)行裝配的，此類傳感器多是國外進(jìn)口，價(jià)格極高，且難以采購。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能匯流箱卡扣式電流檢測(cè)裝置。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型包括活動(dòng)上殼、開環(huán)磁環(huán)、卡扣、霍爾傳感器、PCB板、接口、底座、轉(zhuǎn)軸、下殼體，其中開環(huán)磁環(huán)由磁芯Ⅰ、磁芯Ⅲ、磁芯Ⅱ構(gòu)成；活動(dòng)上殼和下殼體通過轉(zhuǎn)軸活動(dòng)鏈接，卡扣固定在活動(dòng)上殼；磁芯Ⅰ構(gòu)成開環(huán)磁環(huán)的上半部分，嵌于活動(dòng)上殼中；磁芯Ⅲ和磁芯Ⅱ構(gòu)成開環(huán)磁環(huán)的下半部分嵌于下殼體中，霍爾傳感器置于開環(huán)磁環(huán)的開環(huán)處，即將霍爾傳感器設(shè)置在由磁芯Ⅲ和磁芯Ⅱ構(gòu)成的開環(huán)處；霍爾傳感器和PCB板電氣相連，PCB板置于開環(huán)磁環(huán)下方；接口和PCB板電氣相連，接口置于PCB板下方；底座和接口電氣相連，固定于下殼體；所述的PCB板上設(shè)置有信號(hào)調(diào)理和程控放大電路、輔助電源電路。

所述的信號(hào)調(diào)理和程控放大電路，包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、模擬開關(guān)U1、可編程放大器U2、霍爾傳感器U3、可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管U4、接線端子P1；電阻R5一端和正5V電源相連，另一端和電容C2一端、電容C4一端、電阻R6一端相連；電容C2另一端和電容C4另一端相連并接地；電阻R6另一端和2.5V參考電源、可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管U4陰極、可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管U4參考極、電容C9一端、電阻R13一端、霍爾傳感器U3接口1相連，可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管U4陽極和電容C9另一端相連并接地；電阻R13另一端和電阻R14相連，電阻R14另一端和霍爾傳感器U3接口2、電阻R4一端、可編程放大器U2接口3相連；電阻R4另一端和電阻R3一端相連，電阻R3另一端和霍爾傳感器U3接口3相連，霍爾傳感器U3接口4和可編程放大器U2接口2相連；可編程放大器U2接口4和電容C7一端、電容C8一端、負(fù)5V電源相連，電容C7另一端和電容C8相連并接地；可編程放大器U2接口(7)和正5V電源、電容C5、電容C6一端相連，電容C5另一端和電容C6另一端相連并接地；可編程放大器U2接口6和接線端子接口1相連；可編程放大器U2接口5和電阻R11、電阻R12一端相連，電阻R11另一端接地，電阻R12另一端接正2.5V電源；可編程放大器U2接口1和模擬開關(guān)U1接口13相連；可編程放大器U2接口8和電阻R7一端、電阻R8一端、電阻R9一端、電阻R10一端相連，電阻R7另一端和模擬開關(guān)U1接口12相連，電阻R8另一端和模擬開關(guān)U1接口14相連，電阻R9另一端和模擬開關(guān)U1接口15相連，電阻R10另一端和模擬開關(guān)U1接口11相連；模擬開關(guān)U1接口16和電容C1一端、電容C2一端以及正5V電源相連，電容C1另一端和電容C2另一端相連并接地；模擬開關(guān)U1接口6接地，模擬開關(guān)U1接口7接地，模擬開關(guān)U1接口8接地；模擬開關(guān)U1接口9和電阻R2一端、接線端子接口3相連，模擬開關(guān)U1接口10和電阻R1一端、接線端子接口2相連，電阻R1另一端和電阻R2另一端、正5V電源相連；接線端子接口4和負(fù)5V電源相連，接線端子接口5接地，接線端子接口6和正5V電源相連。

所述的輔助電源電路，具體包括交流電源AC、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、電容C14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、負(fù)載RL、調(diào)制解調(diào)器PWM、MOS管Q1、MOS管Q2、變壓器主線圈N1、變壓器主線圈N2、變壓器副線圈N3；交流電源AC正極和二極管D1陽極、二極管D3陰極相連，交流電源AC負(fù)極和二極管D2陽極、二極管D4陰極相連；二極管D3和二極管D4的陽極接地；二極管D1陰極和二極管D2陰極、電容C10一端、電阻R15一端、電容C11一端、電阻R17一端、變壓器主線圈N1同名端相連；電容C10另一端和電阻R16一端、調(diào)制解調(diào)器PWM一端、MOS管Q2源極相連并接地；電阻R15另一端和電阻R16另一端、二極管D7陽極、電容C12一端、電阻R18一端、變壓器主線圈N2同名端、MOS管Q1源極相連；二極管D7陰極和MOS管Q1柵極、電容C13一端相連，電容C13另一端和調(diào)制解調(diào)器PWM另一端、MOS管Q2柵極相連；電容C12另一端和電阻R18另一端、二極管D6陰極相連，二極管D6陽極和變壓器主線圈N2另一端相連；電容C11另一端和電阻R17另一端、二極管D5陰極相連，二極管D5陽極和MOS管Q1漏極、變壓器主線圈N1另一端相連；變壓器副線圈N3同名端和C14一端、負(fù)載RL一端相連并接地，變壓器副線圈N3另一端和二極管D8陽極相連，二極管D8陰極和電容C14另一端、負(fù)載RL另一端相連。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

本實(shí)用新型提供了一種全新的方便安裝、維護(hù)、改裝、升級(jí)的卡扣式電流傳感器，在很寬的量程范圍內(nèi)具有較高的精度，具有模塊化的特性，接口統(tǒng)一，方便替換升級(jí)，另外輔助電源直接從光伏取電，成本較低。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。

圖2是實(shí)施例的正面視圖。

圖3是實(shí)施例的底面視圖。

圖4是信號(hào)調(diào)理和程控放大電路圖。

圖5是輔助電源原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

如圖1所示，所述的智能匯流箱卡扣式電流檢測(cè)裝置是先把待測(cè)量電流的導(dǎo)線2穿過一個(gè)開環(huán)磁環(huán)，開環(huán)磁環(huán)由3個(gè)磁芯組成，分別是磁芯Ⅰ、磁芯Ⅱ、磁芯Ⅲ構(gòu)成,如圖所示,在開環(huán)磁環(huán)的開環(huán)處放置一個(gè)霍爾傳感器,當(dāng)導(dǎo)線中有電流流過時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)的大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比,這一磁場(chǎng)可以通過開環(huán)磁環(huán)來聚集,然后用霍爾傳感器進(jìn)行檢測(cè),由于磁場(chǎng)的變化與霍爾傳感器的輸出電壓信號(hào)有良好的線形關(guān)系,因此可通過霍爾傳感器測(cè)得的輸出信號(hào)通過信號(hào)調(diào)理和程控放大電路送ADC作采樣,智能ADC根據(jù)該通道電流的偏置和增益計(jì)算出電流值。

如圖2和圖3所示，智能匯流箱卡扣式電流檢測(cè)裝置，包括活動(dòng)上殼1、開環(huán)磁環(huán)、卡扣3、霍爾傳感器5、PCB板6、接口7、底座8、轉(zhuǎn)軸9、下殼體11，其中開環(huán)磁環(huán)由磁芯Ⅰ2、磁芯Ⅲ4、磁芯Ⅱ10構(gòu)成；

活動(dòng)上殼1和下殼體通過轉(zhuǎn)軸9活動(dòng)鏈接，卡扣3固定在活動(dòng)上殼；磁芯Ⅰ2構(gòu)成開環(huán)磁環(huán)的上半部分，嵌于活動(dòng)上殼1中；磁芯Ⅲ4和磁芯Ⅱ10構(gòu)成開環(huán)磁環(huán)的下半部分嵌于下殼體11中，霍爾傳感器5置于開環(huán)磁環(huán)的開環(huán)處，即將霍爾傳感器5設(shè)置在由磁芯Ⅲ4和磁芯Ⅱ10構(gòu)成的開環(huán)處；霍爾傳感器5和PCB板6電氣相連，PCB板6置于開環(huán)磁環(huán)下方；接口7和PCB板6電氣相連，接口7置于PCB板6下方；底座8和接口電氣相連，固定于下殼體11。所述的PCB板上設(shè)置有信號(hào)調(diào)理和程控放大電路圖、輔助電源電路。

如圖4所示，所述的信號(hào)調(diào)理和程控放大電路圖，具體包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、模擬開關(guān)U1、可編程放大器U2、霍爾傳感器U3、可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管U4、接線端子P1。電阻R5一端和正5V電源相連，另一端和電容C2一端、電容C4一端、電阻R6一端相連；電容C2另一端和電容C4另一端相連并接地；電阻R6另一端和2.5V參考電源、可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管U4陰極、可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管U4參考極、電容C9一端、電阻R13一端、霍爾傳感器U3接口1相連，可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管U4陽極和電容C9另一端相連并接地；電阻R13另一端和電阻R14相連，電阻R14另一端和霍爾傳感器U3接口2、電阻R4一端、可編程放大器U2接口3相連；電阻R4另一端和電阻R3一端相連，電阻R3另一端和霍爾傳感器U3接口3相連，霍爾傳感器U3接口4和可編程放大器U2接口2相連；可編程放大器U2接口4和電容C7一端、電容C8一端、負(fù)5V電源相連，電容C7另一端和電容C8相連并接地；可編程放大器U2接口7和正5V電源、電容C5、電容C6一端相連，電容C5另一端和電容C6另一端相連并接地；可編程放大器U2接口6和接線端子接口1相連；可編程放大器U2接口5和電阻R11、電阻R12一端相連，電阻R11另一端接地，電阻R12另一端接正2.5V電源；可編程放大器U2接口1和模擬開關(guān)U1接口13相連；可編程放大器U2接口8和電阻R7一端、電阻R8一端、電阻R9一端、電阻R10一端相連，電阻R7另一端和模擬開關(guān)U1接口12相連，電阻R8另一端和模擬開關(guān)U1接口14相連，電阻R9另一端和模擬開關(guān)U1接口15相連，電阻R10另一端和模擬開關(guān)U1接口11相連；模擬開關(guān)U1接口16和電容C1一端、電容C2一端以及正5V電源相連，電容C1另一端和電容C2另一端相連并接地；模擬開關(guān)U1接口6接地，模擬開關(guān)U1接口7接地，模擬開關(guān)U1接口8接地；模擬開關(guān)U1接口9和電阻R2一端、接線端子接口3相連，模擬開關(guān)U1接口10和電阻R1一端、接線端子接口2相連，電阻R1另一端和電阻R2另一端、正5V電源相連；接線端子接口4和負(fù)5V電源相連，接線端子接口5接地，接線端子接口6和正5V電源相連。

如圖5所示，所述的輔助電源電路，具體包括交流電源AC、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、電容C14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、負(fù)載RL、調(diào)制解調(diào)器PWM、MOS管Q1、MOS管Q2、變壓器主線圈N1、變壓器主線圈N2、變壓器副線圈N3。交流電源AC正極和二極管D1陽極、二極管D3陰極相連，交流電源AC負(fù)極和二極管D2陽極、二極管D4陰極相連；二極管D3和二極管D4的陽極接地；二極管D1陰極和二極管D2陰極、電容C10一端、電阻R15一端、電容C11一端、電阻R17一端、變壓器主線圈N1同名端相連；電容C10另一端和電阻R16一端、調(diào)制解調(diào)器PWM一端、MOS管Q2源極相連并接地；電阻R15另一端和電阻R16另一端、二極管D7陽極、電容C12一端、電阻R18一端、變壓器主線圈N2同名端、MOS管Q1源極相連；二極管D7陰極和MOS管Q1柵極、電容C13一端相連，電容C13另一端和調(diào)制解調(diào)器PWM另一端、MOS管Q2柵極相連；電容C12另一端和電阻R18另一端、二極管D6陰極相連，二極管D6陽極和變壓器主線圈N2另一端相連；電容C11另一端和電阻R17另一端、二極管D5陰極相連，二極管D5陽極和MOS管Q1漏極、變壓器主線圈N1另一端相連；變壓器副線圈N3同名端和C14一端、負(fù)載RL一端相連并接地，變壓器副線圈N3另一端和二極管D8陽極相連，二極管D8陰極和電容C14另一端、負(fù)載RL另一端相連；

所述的模擬開關(guān)U1的型號(hào)為SN74LV4052A、可編程放大器U2的型號(hào)為INA188、霍爾傳感器U3的型號(hào)為HW300B、可編程并聯(lián)電壓基準(zhǔn)U4的型號(hào)為TL431A。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型工作過程如下：

所述的智能匯流箱卡扣式電流檢測(cè)裝置，如圖2所示，先將卡扣3打開，翻開活動(dòng)上殼1，將待測(cè)量導(dǎo)線傳過，扣上活動(dòng)上殼1。如圖1所示，待測(cè)量電流的導(dǎo)線穿過一個(gè)由磁芯Ⅰ2、磁芯Ⅲ4、磁芯Ⅱ10構(gòu)成的開環(huán)磁環(huán),在開環(huán)磁環(huán)的開環(huán)處放置一個(gè)霍爾傳感器,當(dāng)導(dǎo)線中有電流流過時(shí),產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)的大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比,這一磁場(chǎng)可以通過開環(huán)磁環(huán)來聚集,然后用霍爾傳感器進(jìn)行檢測(cè),由于磁場(chǎng)的變化與霍爾傳感器的輸出電壓信號(hào)有良好的線形關(guān)系,因此可通過霍爾傳感器測(cè)得的輸出信號(hào)直接反應(yīng)出導(dǎo)線中的電流大小。因此可通過霍爾傳感器測(cè)得的輸出信號(hào)通過信號(hào)調(diào)理和程控放大電路送ADC作采樣,智能ADC根據(jù)該通道電流的偏置和增益計(jì)算出電流值。