闭合，于是采样电阻Rl和R2并联进行电流采样，微 控制器的模数转换值表示为：
[0105] 此时，Rl和R2的并联电阻值为第二段电流的实际采样电阻，此时同样的电流情况 下，Rl和R2的并联电阻值约为1455 Q，它大于Rb = 495. 5 Q，从而使得采样获得的微控制 器的模数转换值相对Rb时约放大了 2. 94倍，因此在进行光伏阵列输出功率计算时，可以用 约放大了 2. 94倍的虚拟电流乘以光伏阵列输出电压采样值，获得当前虚拟的光伏阵列输 出功率。虚拟的光伏阵列输出功率值存在相对明显的峰值，因此有利于光伏逆变器采用扰 动观察法实现光伏阵列的最大功率点跟踪。
[0106] 当I (2) = 3mA〈i彡I (3) = IOmA时，i位于第三段中，此时先使控制信号Ctr2为 零，使继电器J2的线圈失电，J2的常开触点S2断开，然后使控制信号Ctr3为5V，继电器 J3的线圈得电，J3的常开触点S3闭合，于是采样电阻Rl和R3并联进行电流采样，微控制 器的模数转换值表示为：
[0108] 此时，Rl和R3的并联电阻值为第三段电流的实际采样电阻，它的值等于Rb = 495. 5 Q，此时采样获得的微控制器的模数转换值与传统采样方法相同，由于光照强度强， 因此光伏阵列输出功率存在明显的峰值，有利于光伏逆变器采用扰动观察法实现光伏阵列 的最大功率点跟踪。
[0109] 本发明的技术方案，是以光伏逆变器作为对象进行说明的，除了光伏逆变器之外， 对于测量直流电流的很多场合，本发明也是适用的，因此，本发明很广的应用范围和广阔的 应用前景。
[0110] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高分辨率电流分段检测电路，其特征在于，包括用于采样光伏阵列输出电流的 闭环电流霍尔传感器，以及连接在所述闭环电流霍尔传感器的采样电流输出端、且用于把 通过闭环电流霍尔传感器获得的采样电流从零电流一直到光伏阵列允许输出的最大电流 值对应进行分段的分段检测单元。2. 根据权利要求1所述的高分辨率电流分段检测电路，其特征在于，所述分段检测单 元，包括并联在所述闭环电流霍尔传感器的采样电流输出端与地之间的滤波电容、第一高 精度采样电阻RU以及第二至第η采样支路，所述η为大于或等于2的自然数。3. 根据权利要求2所述的高分辨率电流分段检测电路，其特征在于，所述第二至η采样 支路的结构相同。4. 根据权利要求3所述的高分辨率电流分段检测电路，其特征在于，所述第η采样支 路，包括第η继电器、第η二极管Dn、第η三极管Τη、第η基极电阻RJn和第η高精度采样 电阻Rn，所述第η继电器包括电磁连接的第η继电器常开触点Sn和第η继电器线圈Jn ;其 中： 所述第η继电器常开触点和第η高精度采样电阻Rn依次连接在所述闭环电流霍尔传 感器的采样电流输出端与地之间，第η继电器线圈的第一连接端接5V正电源和第η二极管 Dn的阴极，第η继电器线圈的第二连接端接第η二极管Dn的阳极和第η三极管Tn的集电 极，第η三极管Tn的发射极接地，第η三极管Tn的基极通过第η基极电阻RJn后接控制信 号 Ctrn05. -种基于权利要求1所述的高分辨率电流分段检测电路的信号处理方法，其特征在 于，包括： a、 使用闭环电流霍尔传感器采样光伏阵列输出电流； b、 把通过闭环电流霍尔传感器获得的采样电流从零电流一直到光伏阵列允许输出的 最大电流值对应进行分段检测。6. 根据权利要求5所述的高分辨率电流分段检测电路的信号处理方法，其特征在于， 所述步骤b，具体包括： 按照采样电流的大小分为η段，则： 采样电流值从I(O)即光伏阵列输出电流为〇时的采样电流值到I(I)为第一段，从 I⑴到I⑵为第二段，从I⑵到I⑶为第三段，……，依此类推，从I (n-1)到I (η)即光 伏阵列允许输出的最大电流时的采样电流值为第η段，η为大于或等于2的自然数；每段采 样电流值对应一个米样电阻。7. 根据权利要求6所述的高分辨率电流分段检测电路的信号处理方法，其特征在于， 在所述步骤b中，还包括： 设与光伏阵列对应的微控制器模/数转换器的参考电压为Vad_ref，闭环电流霍尔传 感器的电流比为m :1，光伏阵列允许的最大输出电流值为Imax，则预先计算好每个采样电 阻值如下： 对于采样电流值的第一段，采样电阻Rl表示为：(1) C2> 对于采样电流值的第二段，采样电阻R2表示为：对于采样电流值的第三段，采样电阻R3表示为：(3) 依此类推，对于采样电流值的第n-1段，采样电阻Rn-I表示为：(4) 对于采样电流值的第η段，采样电阻Rn表示为：CS),8.根据权利要求7所述的高分辨率电流分段检测电路的信号处理方法，其特征在于， 通过公式（1)至（5)能够获取R1、R2、R3、……、Rn的理论计算值，实际应用时需选择小于 计算值的电阻值进行替代，具体方法如下：Rb与传统方法选择的采样电阻是相同的，即采样电阻的阻值为 Rb，固定不变； 光伏逆变器控制系统的微控制器的参考电压为Vad_ref对应模数转换值为已知的常 数Y，采样电流值为i。对于i位于第一段中时，微控制器的模数转换值Yl表示为：C 6 )； 此时，Rl为第一段电流的实际采样电阻，此时电流较小，Rl>Rb，使得采样获得的微控制 器的模数转换值相对Rb时放大Rl/Rb倍，因此在进行光伏阵列输出功率计算时，用放大Rl/ Rb倍的虚拟电流乘以光伏阵列输出电压采样值，获得当前虚拟的光伏阵列输出功率； 当I(l)〈i彡1(2)时，i位于第二段中，此时控制信号Ctr2为5V，继电器J2的线圈得 电，J2的常开触点S2闭合，于是采样电阻Rl和R2并联进行电流采样，微控制器的模数转 换值Y2表示为：17)；： 此时，Rl和R2的并联电阻值为第二段电流的实际采样电阻，此时同样的电流情况下， Rl和R2的并联电阻值大于Rb，从而使得采样获得的微控制器的模数转换值相对Rb时放大倍，因此在进行光伏阵列输出功率计算时，用放大了吾的虚拟 电流乘以光伏阵列输出电压采样值，获得当前虚拟的光伏阵列输出功率； 当1(2) <i < 1(3)时，i位于第三段中，此时先使控制信号Ctr2为零，使继电器J2的 线圈失电，J2的常开触点S2断开，然后使控制信号Ctr3为5V，继电器J3的线圈得电，J3 的常开触点S3闭合，于是采样电阻Rl和R3并联进行电流采样，微控制器的模数转换值Y3 表示为：此时，Rl和R3的并联电阻值为第三段电流的实际采样电阻，此时同样的电流情况下， Rl和R3的并联电阻值大于Rb，从而使得采样获得的微控制器的模数转换值相对Rb时放大倍，因此在进行光伏阵列输出功率计算时，用放大·倍的虚拟电 流乘以光伏阵列输出电压采样值，获得当前虚拟的光伏阵列输出功率； 同理，当I (n-l)〈i彡I (η)时，i位于第η段中，此时先使控制信号Ctrn-I为零，使继 电器Jn-I的线圈失电，Jn-I的常开触点Sn-I断开，然后使控制信号Ctrn为5V，继电器Jn 的线圈得电，Jn的常开触点Sn闭合，于是采样电阻Rl和Rn并联进行电流采样，微控制器 的模数转换值Yn表示为：(9)； 此时，Rl和Rn的并联电阻值，就是根据传统方法选择的采样电阻Rb，它为第η段电流 的实际采样电阻； 当采样电流i处于不同的分段时，通过吸合或释放相关的继电器，使得采样电阻在电 流较小的分段内比在最大的电流分段内大，导致在光伏阵列输出电流较小时在采样电阻上 获得较高的模数转换值。
【专利摘要】本发明公开了一种高分辨率电流分段检测电路及其信号处理方法，由于该电路包括用于采样光伏阵列输出电流的闭环电流霍尔传感器，以及连接在所述闭环电流霍尔传感器的采样电流输出端、且用于把通过闭环电流霍尔传感器获得的采样电流从零电流一直到光伏阵列允许输出的最大电流值对应进行分段的分段检测单元。本发明所述高分辨率电流分段检测电路及其信号处理方法，可以克服现有技术中抗干扰能力弱、误操作率高和稳定性差等缺陷，以实现抗干扰能力强、误操作率低和稳定性好的优点。
【IPC分类】G01R19/00, H02S50/10
【公开号】CN105067867
【申请号】CN201510506092
【发明人】戴伟, 李坤, 郭亮, 孙向东, 张琦, 罗弯弯, 张江辉
【申请人】新疆希望电子有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月17日