应用于光伏功率优化器的电流检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术主要涉及到一种应用于光伏功率优化器的电流检测装置，具有为光伏组件配置的执行最大功率点追踪的电压转换电路，其中由电压转换电路输出该光伏组件实施功率优化后提供的电压。具有用于感测所述电压转换电路的输入电流的感应电感，和用于感测所述电压转换电路的输出电流的感应电感，任意一个感应电感的两端分别耦合有运算放大器的正相端和反相端，由运算放大器比较并放大感应电感两端的表征了流经感应电感的电流的电压，因为运算放大器测量出来的电感两端的电压差值再除以感应电感的电感值就等于被测电流随时间的变化率。将视为功率优化器的电压变换电路的输入电流和输出电流在不造成过多功率损耗的前提下进行较为精确的采集。

【技术实现步骤摘要】
应用于光伏功率优化器的电流检测装置
本专利技术主要涉及到光伏发电
，确切的说是涉及到在驱动功率优化器的方案中对需要监控电流的场合，将视为功率优化器的电压变换电路的输入电流和输出电流在不造成过多功率损耗的前提下进行较为精确的采集。
技术介绍
电流检测器在对实际电流进行采集时，会输出模拟信号，由于该模拟信号自身的幅值非常小，往往需要一级甚至多级放大电路对其进行放大，才能够被模拟-数字信号转换器分辨从而得到准确的读数。造成电流采集误差主要有三个来源：电流检测器的误差；放大电路的误差和模数转换误差、基准源的误差。对于较宽范围的电流检测，电流检测器输出的模拟信号幅值范围比较宽，需要不同的放大倍数来实现信号调理，如果只用一种放大倍数则无法兼顾大、小量程的精度，最终的结果就是在小电流段精度比较高，而无法测量到较大的电流，或者是能精确的测量到大的电流，而降低了小电流的检测精度。如何确保全量程的检测精度，即提高读数精度，是亟待解决的问题。开关调节器，例如用于微处理器电压调节的电压调节器，常常需要检测平均电感电流，然而传统的平均电感电流检测方式常常会将显著的噪声分量引入检测结果中，并造成低信噪比。电流互感器是依据电磁感应原理将初级侧大电流转换成次级侧小电流来测量电流的传感器仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成，它的初级侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。因此它经常有线路的全部电流流过，次级侧绕组匝数比较多且串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的次级侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把初级侧大电流转换成次级侧小电流来测量。在现有技术的电流检测装置中，已经有通过电流磁场转换元件根据磁场变化检测电流的类型、和具有通过检测电流检测电阻两端的电压，从而检测出给定时间对地电流累计值的类型。采用电流磁场转换元件的类型具有在一定采样周期内可以高速检测电流的极大优点和能力。但是在大电流范围内要准确检测电流是很困难的。特别是检测大电流时容易产生误差。并且这种类型也会因元件本身的残留磁成分的影响产生检测误差。因此这种类型的检测手段在大电流范围内要高精度检测电流是很困难的，导致其应用领域尤其是光伏领域非常不适用。累计电流检测电阻的电压的类型，虽然具有可以高精度检测电流的优点但在对算出的电流进行通信的时间段等可能出现不能检测电流的不能检测时间带，即不能在整个时间带进行高精度电流检测。特别是在不能检测时间带中，如果电流发生急剧的变化则检测误差明显增大，因此存在不能准确检测急剧变化的电流的缺点。目前对电源系统中的负载电流和电池电流的检测，还通常会使用分流器或者是霍尔传感器，其中分流器是一个可以通过大电流的阻值很小的精确电阻，当电流流过分流器时就会在分流器的两端就会出现一个毫伏级别的电压，于是在测量获得这个电压后，再将这个电压换算成电流，就完成了大电流的测量。通过将分流器串接在电路中，然后采用高精度运算放大器利用差分检测方法来实现对电源电流的检测。然而在使用分流器进行电流检测时，为了保证检测精度，通常需要配置标准规格的高精度的分流器，对分流器的要求较为严格，因此电流检测的精度受到较大限制，同时高精度的分流器也会带来发热量大和成本高的问题，在作为功率优化器的电压转换电路中分流器不适宜。
技术实现思路
在本专利技术的一个非限制性的可选实施方式中，披露了一种应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其主要包括：为光伏组件配置的执行最大功率点追踪的电压转换电路，其中由电压转换电路输出该光伏组件实施功率优化后提供的电压；用于感测所述电压转换电路的输入电流的感应电感；和/或用于感测所述电压转换电路的输出电流的感应电感；任意一个感应电感的两端分别耦合有运算放大器的正相端和反相端，由运算放大器比较并放大感应电感两端的表征了流经感应电感的电流的电压。上述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其中：所述运算放大器的反相端和与之对应的感应电感的一端之间连接有第一电阻；所述运算放大器的正相端和与之对应的感应电感的另一端之间连接有第三电阻；所述运算放大器的反相端和输出端之间连接有第二电阻；所述运算放大器的正相端和预定的参考电位之间连接有第四电阻。上述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其中：第一电阻的阻值等于第三电阻的阻值；第二电阻的阻值等于第四电阻的阻值；第二电阻的阻值与第一电阻的阻值的比值再乘以感应电感两端的压差等于运算放大器的输出电压。上述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其中：第四电阻两端并联有用于滤除穿过感应电感的高频脉动电压成分的电容。在本专利技术的一个非限制性的可选实施方式中，披露了一种应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其主要包括：为光伏组件配置的执行最大功率点追踪的电压转换电路，其中由电压转换电路输出该光伏组件实施功率优化后提供的电压；电压转换电路包括：串联在接收光伏组件提供的电压源的第一和第二节点之间的第一和第二开关；串联在光伏组件实施功率优化后提供输出电压的第三和第四节点之间的第三和第四开关；在第一和第二开关间的互连节点与第三和第四开关间的互连节点之间设有电感元件；其中电压转换电路的输入电流由与第一开关构成镜像电路的感应晶体管进行感测；所述第一开关的宽长比与所述感应晶体管的宽长比成比例关系；以及所述感应晶体管与一个感应电阻串联，由感应电阻两端的电压差表征所述输入电流的镜像电流并且所述输入电流与镜像电流成比例关系。上述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其中：所述感应晶体管与所述感应电阻串联在第一和第二节点之间。上述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其中：还包括与所述感应晶体管、感应电阻串联在第一和第二节点之间的钳位晶体管；钳位晶体管的栅极控制端耦合到一个运算放大器的输出端；所述感应晶体管连接在该运算放大器的反相端和第一节点之间；所述的第一开关连接在该运算放大器的正相端和第一节点之间。上述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其中：还包括用于感测所述电压转换电路的输出电流的感应电感；感应电感的两端分别耦合有运算放大器的正相端和反相端，由运算放大器比较并放大感应电感两端的表征了流经感应电感的电流的电压。上述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其中：还包括用于感测所述电压转换电路的输出电流的RC低通滤波器；所述电感元件与该RC低通滤波器并联，该RC低通滤波器中电容的两端分别耦合有运算放大器的正相端和反相端；由运算放大器比较并放大该RC低通滤波器中电容的两端的电压；该RC低通滤波器的时间常数等于所述电感元件的电感与其寄生电阻间的时间常数；该RC低通滤波器中电容的两端的电压与寄生电阻的阻值的比值表示流经所述电感元件的输出电流。在本专利技术的一个非限制性的可选实施方式中，披露了一种应用于光伏功率优化器的电流检测装置，主要包括：为光伏组件配置的执行最大功率点追踪的电压转换电路，其中由电压转换电路输出该光伏组件实施功率优化后提供的电压；电压转换电路包括：串联在接收光伏组件提供的电压源的第一和第二节点之间的第一和第二开关；串联在光伏组件实施功率优化后提供输出电压的第三和第四节点之间的第三和第四开关；在第一和第二开关间的互连节点与第三和第四开关间的互连节点之间设有电感元件；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其特征在于，包括：为光伏组件配置的执行最大功率点追踪的电压转换电路，其中由电压转换电路输出该光伏组件实施功率优化后提供的电压；用于感测所述电压转换电路的输入电流的感应电感；和/或用于感测所述电压转换电路的输出电流的感应电感；任意一个感应电感的两端分别耦合有运算放大器的正相端和反相端，由运算放大器比较并放大感应电感两端的表征了流经感应电感的电流的电压。

【技术特征摘要】
1.一种应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其特征在于，包括：为光伏组件配置的执行最大功率点追踪的电压转换电路，其中由电压转换电路输出该光伏组件实施功率优化后提供的电压；用于感测所述电压转换电路的输入电流的感应电感；和/或用于感测所述电压转换电路的输出电流的感应电感；任意一个感应电感的两端分别耦合有运算放大器的正相端和反相端，由运算放大器比较并放大感应电感两端的表征了流经感应电感的电流的电压。2.根据权利要求1所述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其特征在于：所述运算放大器的反相端和与之对应的感应电感的一端之间连接有第一电阻；所述运算放大器的正相端和与之对应的感应电感的另一端之间连接有第三电阻；所述运算放大器的反相端和输出端之间连接有第二电阻；所述运算放大器的正相端和预定的参考电位之间连接有第四电阻。3.根据权利要求2所述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其特征在于：第一电阻的阻值等于第三电阻的阻值；第二电阻的阻值等于第四电阻的阻值；第二电阻的阻值与第一电阻的阻值的比值再乘以感应电感两端的压差等于运算放大器的输出电压。4.根据权利要求2所述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其特征在于：第四电阻两端并联有用于滤除穿过感应电感的高频脉动电压成分的电容。5.一种应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其特征在于，包括：为光伏组件配置的执行最大功率点追踪的电压转换电路，其中由电压转换电路输出该光伏组件实施功率优化后提供的电压；电压转换电路包括：串联在接收光伏组件提供的电压源的第一和第二节点之间的第一和第二开关；串联在光伏组件实施功率优化后提供输出电压的第三和第四节点之间的第三和第四开关；在第一和第二开关间的互连节点与第三和第四开关间的互连节点之间设有电感元件；其中：电压转换电路的输入电流由与所述第一开关构成镜像电路的感应晶体管进行感测；所述第一开关的宽长比与所述感应晶体管的宽长比成比例关系；以及所述感应晶体管与一个感应电阻串联，由感应电阻两端的电压差表征所述输入电流的镜像电流并且所述输入电流与其镜像电流成比例关系。6.根据权利要求5所述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其特征在于：所述感应晶体管与所述感应电阻串联在第一和第二节点之间。7.根据权利要求6所述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其特征在于：还包括与所述感应晶体管、感应电阻串联在第一和第二节点之间的钳位晶体管；钳位晶体管的栅极控制端耦合到一个运算放大器的输出端；所述感应晶体管连接在该运算放大器的反相端和第一节点之间；所述的第一开关连接在该运算放大器的正相端和第一节点之间。8.根据权利要求5所述的应用于光伏功率优化器的电流检测装置，其特征在于：还包括用于感测所述电压转换电路的输出电流的感应电感；感应电感的两端分别耦合有运算放大器的正相端和反相端，由运算放大器比较并放大感应电感两端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永，
申请(专利权)人：丰郅上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31