一种用于光伏逆变器的绝缘监测单元的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于新能源技术领域，特别是设及一种用于光伏逆变器的绝缘监测单元。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中，大部分光伏逆变器中直流高压系统的绝缘监测技术有多种方式， 但都存在一些缺点：
[0003] 1)继电器检测方式灵敏度低；
[0004] 2)平衡电桥法在正负极绝缘同时降低时不能准确及时报警；
[0005] 3)注入交流信号法不仅会使直流系统纹波增大，影响供电质量，而且系统的分布 电容会直接影响测量结果，分辨率低。
[0006] 特别是在光伏逆变器的直流绝缘监测中，由于其直流电压会在0-900V之间频繁 地波动，上述方法很难达到精度、实时性、在线性的要求。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于光伏逆变器的绝缘监测单 J L· 〇
[000引为了达到上述目的，本发明提供的用于光伏逆变器的绝缘监测单元包括:双路电 压测量装置、输入隔离电路、控制器、输出隔离电路、电阻配置网络、输入键盘、报警电路、液 晶显示器、隔离CAN接口、滤波电路和隔离电源变换装置;其中：双路电压测量装置通过输入 隔离电路与控制器相连接，控制器分别与输入键盘、报警电路、液晶显示器和隔离CAN接口 连接，同时通过输出隔离电路与电阻配置网络连接，双路电压测量装置的两个信号输入端 分别与正直流母线M+和负直流母线M-连接、两个参考输入端均与地线DG连接，滤波电路的 输入端与辅助电源DY连接、输出端与隔离电源变换装置的输入端连接，电阻配置网络的Ξ 个输入端分别与正直流母线M+、负直流母线M-连接和地线DG连接，隔离电源变换装置的输 出端输出巧V直流电源，为本测试单元提供工作电源。
[0009] 所述的输入隔离电路为数字信号光电隔离电路，其输入端与双路电压测量装置的 数字输出端连接、输出端与控制器的数字输入端采用异步串行总线进行连接。
[0010] 所述的电阻配置网络包括:第一偏置电阻R1、第二偏置电阻R2、第一电子开关K1和 第二电子开关K2;其中：第一偏置电阻R1的一端通过第一电子开关K1与正直流母线M+连接、 另一端与地线DG连接，第二偏置电阻R2的一端通过第二电子开关K2与负直流母线M-连接、 另一端与地线DG连接;第一电子开关K1的控制端为第一输入端II、第二电子开关K2的控制 端为第二输入端12。
[0011] 所述的输出隔离电路为两路光电隔离输出电路，其两个输入端分别与控制器的两 个输出控制端连接、两个输出端分别与电阻配置网络的两个输入端连接。
[0012]所述的隔离CAN接口为隔离型CAN总线通信接口电路。
[0013]所述的控制器为W微控制器忍片为核屯、的控制器电路。
[0014] 本发明提供的用于光伏逆变器的绝缘监测单元的使用效果:能够通过有效的硬件 采样回路，提高直流电压的采样精度，达到频繁波动下的精密采样，通过高效的算法，提高 监测的频率W及精度要求，达到实时性W及高精度的监测目的。
【附图说明】
[0015] 图1为光伏逆变器绝缘电阻测量原理图；
[0016] 图2为本发明提供的用于光伏逆变器的绝缘监测单元的结构示意图；
[0017] 图3为本监测单元中电阻配置网络的原理图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和具体实施例对本发明提供的用于光伏逆变器的绝缘监测单元进 行详细说明。
[0019] 如图2所示，本发明提供的用于光伏逆变器的绝缘监测单元包括：
[0020] 双路电压测量装置1、输入隔离电路2、控制器3、输出隔离电路4、电阻配置网络5、 输入键盘6、报警电路7、液晶显示器8、隔离CAN接口 9、滤波电路10和隔离电源变换装置11; 其中：双路电压测量装置1通过输入隔离电路2与控制器3相连接，控制器3分别与输入键盘 6、报警电路7、液晶显示器8和隔离CAN接口 9连接，同时通过输出隔离电路4与电阻配置网络 5连接，双路电压测量装置1的两个信号输入端分别与正直流母线M+和负直流母线M-连接、 两个参考输入端均与地线DG连接，滤波电路10的输入端与辅助电源DY连接、输出端与隔离 电源变换装置11的输入端连接，电阻配置网络5的Ξ个输入端分别与正直流母线M+、负直流 母线M-连接和地线DG连接，隔离电源变换装置11的输出端输出巧V直流电源，为本测试单元 提供工作电源。
[0021] 所述的双路电压测量装置1为双通道模数转换器，用于采集正直流母线M+与地线 DG之间的直流电压和负直流母线M-与地线DG的直流电压，并将运两个电压值转换成数字量 后通过输入隔离电路2传送给控制器3。
[0022] 所述的输入隔离电路2为数字信号光电隔离电路，其输入端与双路电压测量装置1 的数字输出端连接、输出端与控制器3的数字输入端采用异步串行总线进行连接。
[0023] 如图3所示，所述的电阻配置网络5包括:第一偏置电阻R1、第二偏置电阻R2、第一 电子开关K1和第二电子开关K2;其中：第一偏置电阻R1的一端通过第一电子开关K1与正直 流母线M+连接、另一端与地线DG连接，第二偏置电阻R2的一端通过第二电子开关K2与负直 流母线M-连接、另一端与地线DG连接;第一电子开关K1的控制端为第一输入端II、第二电子 开关K2的控制端为第二输入端12。
[0024] 所述的输出隔离电路4为两路光电隔离输出电路，其两个输入端分别与控制器3的 两个输出控制端连接、两个输出端分别与电阻配置网络5的两个输入端连接。
[0025] 所述的输入键盘6和液晶显示器8组成用户交互界面，报警电路7为声光提示电路， 用于在检测到严重绝缘故障时进行及时报警。
[0026] 所述的隔离CAN接口 9为隔离型CAN总线通信接口电路，用于与作为用户设备的光 伏逆变器进行通信连接，传输当前绝缘检测状态及接收来自于用户端的控制命令。
[0027] 所述的控制器3为W微控制器忍片为核屯、的控制器电路，其为本装置的控制核屯、， 用于控制其它部件完成相应的功能。
[00%]现将本发明提供的用于光伏逆变器的绝缘监测单元工作原理阐述如下：
[0029] 本监测单元主要完成如下几方面功能：正负母线对地线的电压测量、标准偏置电 阻的投切控制、报警参数设置、声光报警电路、液晶显示及通信。
[0030] 电阻配置网络5中的第一偏置电阻R1和第二偏置电阻R2采用标准偏置电阻，其选 择应遵循W下原则：（1)基本不影响被测系统原有的绝缘性能；（2)要兼顾系统的测量精度 要求；（3)根据系统电压等级自动配置不同等级的标准阻值；（4)高精度，低溫漂系数。系统 的实际偏置电阻配置如表1所示。
[0031] 表1直流母线电压与偏置电阻对照表
[0032]
[0033] 双路电压测量装置1的选择：由上述分析可知，在标准偏置电阻确定的情况下，电 压检测的精度直接决定了最终结果的精度。一般来讲，光伏逆变器的标称电压在90~500V 之间，运行过程中电池电压存在一定的波动范围，并且待测绝缘电阻也有一定的变化范围， 因此，通用型监测系统的电压测量电路必须保证在全范围内实现等精度的测量，而且正、负 母线对地电压的测量必须同时完成。本发明中采用低溫漂精密电阻分压电路，结合双积分 型高分辨率的A/D实现了等精度测量，主控单元与测量电路采用光电禪合器隔离。该种方法 与采用电压传感器的测量方案相比，克服了后者的溫漂、零点漂移等问题，同时避免了 其需要的10mA左右的工作电流影响被测系统的绝缘性能的缺点。
[0034] 正、负母线对地电压的测量电路的结构和参数完全一致，其采集过程由控制器3控 制同时启动转换，满足测量参数的同时性。
[0035] 控制器3选用Motorola推出的肥S12系列16位MCU29S12DJ64[4]，内部除中央处理 单元CPU12外，不仅集成了化ASH、趾PROM及RAM存胆器，而且还集成CAN、抓LC、SCI、SPI和 HSI0等多种接口，功能丰富，速度高、功耗低、性价比高、系统设计简单，同时忍片支持背景 调试模式和大容量存胆器扩展。FLA細