一種光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)，尤其是涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏匯流箱電流采集模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，為了減少光伏組件和逆變器之間的連線數(shù)量，便于維護，提高可靠性，同時降低成本，一般需要在光伏組件與逆變器之間增加直流匯流裝置。通過使用光伏陣列匯流箱，用戶可以根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，將一定數(shù)量的相同規(guī)格的光伏組件串聯(lián)成一個光伏組件串列，再將若干個串列接入光伏陣列匯流箱，通過防雷器與斷路器后輸出，從而方便了后級逆變器的接入。
[0003]電流采集模塊是光伏匯流箱的主要組成分，其作用是實現(xiàn)各路光伏組件串列的匯流；采集各路光伏組件串列的電流信號，以便于用戶監(jiān)測。發(fā)明專利CN103630728A公布了一種可插拔的多聯(lián)裝電流傳感器模塊，每個模塊包含一個或多個電流檢測單元，以數(shù)字量或者模擬量的方式將電流檢測的結(jié)果輸出，供外部電路使用。各模塊之間通過插拔或總線連接，以測量不同數(shù)量回路的電流。從發(fā)明中附圖可看出電流測量元件采用的是穿心式霍爾傳感器，其自身工作原理決定需將電流導(dǎo)線穿過霍爾傳感器才能實現(xiàn)電流檢測。因此雖然本發(fā)明中提出的是一種可插接的方案，但是具體實行起來由于導(dǎo)線穿過霍爾傳感器，并不能實現(xiàn)可插接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，電流采集單元分別獨立垂直于插接排活動安裝于匯流排和插接排之間，MCU處理電路和電流采集單元采用接插件活動連接，電流采集電路可通過插拔方式實現(xiàn)與MCU處理電路連接或斷開。MCU處理電路可自動檢測和識別其與各路電流采集單元的接插連接是否斷開。本技術(shù)方案可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境或用戶需求在不超過16路光伏組件串列的范圍內(nèi)構(gòu)建任意回路數(shù)的直流匯流系統(tǒng)，具有體積小、方便、靈活性強及便于維護等特點，可自動檢測插拔連接故障，同時可在某一支路發(fā)生故障時進行快速更換和維護。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，包括至少一條匯流排、至少一個插接排、多路電流采集單元及MCU處理電路。
[0007]所述匯流排設(shè)置在塑料外殼式電流采集模塊的上方；插接排向前或向后延伸，設(shè)置在塑料外殼式電流采集模塊的下方；電流采集單元分別獨立垂直于插接排，活動安裝在匯流排和插接排之間；MCU處理電路和電流采集電路采用接插件活動連接，電流采集電路可通過插拔方式實現(xiàn)與MCU處理電路連接或斷開；
[0008]所述MCU處理電路包含MCU信號處理電路、通信電路、至少一個接插件針座和信號接口。MCU處理電路內(nèi)置斷線監(jiān)測輔助功能，自動檢測霍爾元件與端口的連接狀態(tài)并自動更新輔助功能異常狀態(tài)標志位，實時監(jiān)控異常狀態(tài)標志位，并將該故障信息通過通信接口輸出。
[0009]所述電流采集單元包括進線端、出線端、霍爾元件和至少一個輸出信號接插件接P ；
[0010]所述MCU處理電路在AD轉(zhuǎn)換開始前，將采樣電容的電荷設(shè)定為VREFH0。
[0011]每一路電流采集單元對應(yīng)MCU處理電路的一個針座，可根據(jù)實際應(yīng)用需求在MCU電路上插接或拔除若干路電流采集單元。
[0012]所述電流采集單元與匯流排和插接排通過螺釘緊固的方式固定，信號通過接插件接口連接到MCU處理電路。
[0013]所述MCU處理電路和電流采集單元采用軟排線連接的方式。
[0014]所述各路電流采集單元直接插接在主控模塊上，使光伏匯流箱主控模塊與電流采集模塊的MCU處理電路合并。本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益效果:
[0015]依據(jù)本技術(shù)方案來實現(xiàn)光伏匯流箱的電流采集模塊，可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境或用戶需求在不超過16路光伏組件串列的范圍內(nèi)構(gòu)建任意回路數(shù)的直流匯流系統(tǒng)，具有體積小、方便、靈活性強等特點，可自動檢測各條支路的接插連接故障，同時可在某一支路發(fā)生故障時進行快速更換和維護。本系統(tǒng)回路數(shù)量升級時無需改變主控模塊及電流采集模塊的MCU板，可自動識別匯流箱回路數(shù)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡圖；
[0017]圖2本發(fā)明MCU處理電路結(jié)構(gòu)簡圖；
[0018]圖3本發(fā)明電流采集單元示意圖；
[0019]圖4顯示本發(fā)明的實施例1 ;
[0020]圖5顯示本發(fā)明的實施例2 ；
[0021]圖6顯示本發(fā)明的實施例3。
[0022]圖中Xl-Yl、X2-Y2、Xn-Yn分別為各路霍爾元件板與MCU處理電路對應(yīng)的可插拔接□。
【具體實施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0024]一種光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，包括至少一條匯流排、至少一個向前或后伸出的插接排、多路電流采集單元、MCU處理電路，如圖1。匯流排設(shè)置在塑料外殼式電流采集模塊的上方；插接排設(shè)置在塑料外殼式電流采集模塊的下方；電流采集單元分別獨立垂直于插接排，活動安裝在匯流排和插接排之間；MCU處理電路和電流采集單元采用接插件活動連接，電流采集單元可通過插拔方式實現(xiàn)與MCU處理電路連接或斷開。其中，MCU處理電路包含MCU信號處理電路、通信電路、信號接口和16個接插件針座，如圖2所示。MCU信號處理電路處理電流采集單元傳輸?shù)碾娏餍盘枮閿?shù)字信號，然后通信電路將此信號通過信號接口傳輸給主控模塊；電流采集單元包括進線端、出線端、霍爾元件和輸出信號接插件接口，如圖3所示。
[0025]整個塑料外殼式電流采集模塊包含一塊MCU處理電路和16塊電流采集單元，電流采集單元中的每一路霍爾元件對應(yīng)一個針座，可根據(jù)實際應(yīng)用需求在MCU處理電路上插接若干路霍爾元件。
[0026]當(dāng)需要對光伏組件串列個數(shù)較少(低于16個)的產(chǎn)品進行升級時，直接在MCU處理電路上插接更多的電流采集單元即可實現(xiàn)。當(dāng)某一路光伏組件串列對應(yīng)的電流采集單元出現(xiàn)故障時，直接拔除該路元件板進行修復(fù)或更換即可。
[0027]圖4顯示本發(fā)明的實施例一:
[0028]電流采集單元與主回路通過螺釘緊固的方式固定，信號通過接插件連接到MCU處理電路。
[0029]圖5顯示本發(fā)明的實施例二:
[0030]電流采集單元與主回路通過垂直插接的方式固定，信號通過接插件連接到MCU處理電路。
[0031]圖6顯示本發(fā)明的實施例三:
[0032]塑料外殼式電流采集模塊與主控模塊采用其它形式的數(shù)據(jù)傳輸方式，如不使用MCU,只對外傳輸模擬信號。
[0033]連接方式
[0034]MCU處理電路和電流采集單元不用直接插拔的方式，而采用軟排線連接的方式，也可以實現(xiàn)類似的效果。
[0035]系統(tǒng)構(gòu)成方式
[0036]將光伏匯流箱主控模塊與電流采集模塊的MCU處理電路板合并，即各路電流采集單元直接插接在主控模塊上，也能實現(xiàn)類似的效果。
[0037]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，包括至少一條匯流排100、至少一個插接排200、多路電流采集單元300及MCU處理電路400。其特征在于: 所述匯流排100設(shè)置在塑料外殼式電流采集模塊的上方； 所述插接排200向前或后伸出，設(shè)置在塑料外殼式電流采集模塊的下方； 所述電流采集單元300分別獨立垂直于插接排200，活動安裝在匯流排100和插接排200之間； 所述MCU處理電路400和電流采集單元300采用接插件活動連接，電流采集單元300可通過插拔方式實現(xiàn)與MCU處理電路400連接或斷開。2.如權(quán)利要求1所述的光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，其特征在于: 所述MCU處理電路包含MCU信號處理電路410、通信電路420、至少一個接插件針座430及信號接口 440。 所述MCU處理電路410內(nèi)置斷線監(jiān)測輔助功能，自動檢測霍爾元件與端口的連接狀態(tài)并自動更新輔助功能異常狀態(tài)標志位，實時監(jiān)控異常狀態(tài)標志位，并將該故障信息通過通信接口輸出。3.如權(quán)利要求1所述的光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，其特征在于: 所述電流采集單元包括進線端310、出線端320、霍爾元件330和至少一個輸出信號接插件接口 340。4.如權(quán)利要求2所述的光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，其特征在于: 所述MCU處理電路在AD轉(zhuǎn)換開始前，將采樣電容的電荷設(shè)定為VREFHO。5.如權(quán)利要求3所述的光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，其特征在于: 每一路電流采集單元對應(yīng)MCU處理電路的一個針座，可根據(jù)實際應(yīng)用需求在MCU電路上插接或拔除若干路電流采集單元。6.如權(quán)利要求1所述的光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，其特征在于: 所述電流采集單元與匯流排和插接排通過螺釘緊固的方式固定，信號通過接插件接口連接到MCU處理電路。7.如權(quán)利要求6所述的光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，其特征在于: 所述MCU處理電路和電流采集單元采用軟排線連接的方式。8.如權(quán)利要求3所述的光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，其特征在于: 所述各路電流采集單元直接插接在主控模塊上，使光伏匯流箱主控模塊與電流采集模塊的MCU處理電路合并。
【專利摘要】本發(fā)明是一種光伏匯流箱用塑料外殼式電流采集模塊，包括至少一條匯流排、至少一個插接排、多路電流采集單元及MCU處理電路。電流采集單元分別獨立垂直于插接排活動安裝于匯流排和插接排之間，MCU處理電路和電流采集單元采用接插件活動連接，電流采集電路可通過插拔方式實現(xiàn)與MCU處理電路連接或斷開。MCU處理電路可自動檢測和識別其與各路電流采集單元的接插連接是否斷開；MCU處理電路板上的信號接口以總線方式將各路光伏組件串的電流測量值以數(shù)字信號的形式輸出。本技術(shù)方案可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境或用戶需求在不超過16路光伏組件串列的范圍內(nèi)構(gòu)建任意回路數(shù)的直流匯流系統(tǒng)，具有體積小、方便、靈活性強及便于維護等特點，可自動檢測插拔連接故障，同時可在某一支路發(fā)生故障時進行快速更換和維護。
【IPC分類】G01R19/25
【公開號】CN105092949
【申請?zhí)枴緾N201410210178
【發(fā)明人】藍利民, 李明波, 南寅, 劉芳
【申請人】北京人民電器廠有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月19日
【公告號】WO2015176576A1