一种多模块式采样电路的制作方法

本实用新型涉及一种采样电路，特别是涉及一种多模块式采样电路。

背景技术：

随着光伏逆变器更大功率密度、更高电平的发展趋势，使用多模块拼接方案来实现更大功率输出以及更高电平应用成为越来越普遍的现象。

功率模组中模块拼接的个数越多，需要采集模块NTC温度的路数就越多。目前常用多模块式温度采样电路方案1，请参阅图1，是电阻R_NTC先通过驱动排线传输到模组外的采样控制板上，再依次经过分压电路转化成弱电信号、多路选通复用芯片处理电路转成一路电压信号、隔离和调理电路后，最终送到DSP的AD采样口。方案2，请参阅图2，各模块的电阻R_NTC先在驱动电路板上完成分压处理，再经过取最大或最小电压电路处理，最后生成一路电压信号对外输出。

上述两种方案存在下面几个方面不足：1、模块拼接个数越多，模组对外输出的NTC采样线缆根数就越多，采样线较粗，方案1不利于操作和生产；2、方案1和方案2中NTC电阻转化成弱电压信号从驱动电路板上输出，容易受到电磁干扰，造成NTC温度采样不准，甚至机器误保护；3、方案2中只能采集拼接模块中的最高NTC温度，无法监测各个模块的温度情况。

技术实现要素：

为解决模组多模块拼接方案中，驱动电路或具有驱动电路的驱动电路板上采样信号输出线缆(如NTC温度采集信号输出线缆)根数较多，造成线缆较粗，不易接线和操作的技术问题，本实用新型提供一种多模块式采样电路，其驱动电路或具有驱动电路的驱动电路板只输出一路信号，节省空间，方便接线和操作。

本实用新型具体技术方案如下：一种多模块式采样电路，其包括驱动电路、采样控制电路和多个采样电阻，所述采样控制电路用于控制所述驱动电路驱动所述多个采样电阻进行多模块数据采样；所述驱动电路包括信号选通电路、压频转换电路、多个分压电路；每个采样电阻通过一个分压电路将相应采样电阻的采样信号转换为电压信号；多路电压信号通过所述信号选通电路转换成一路复用电压信号；所述复用电压信号通过所述压频转换电路转换成一路复用频率信号；所述采样控制电路包括主控电路，所述主控电路根据所述复用频率信号通过所述信号选通电路周期性采集所述多个采样电阻的采样信号。

作为上述方案的进一步改进，所述驱动电路与所述采样控制电路分别设计成两块电路板。

作为上述方案的进一步改进，在所述驱动电路与所述采样控制电路之间设置信号隔离电路。

进一步地，所述信号隔离电路采样光电耦合器。

进一步地，所述信号隔离电路设置在所述驱动电路与所述采样控制电路中的至少一者上。

作为上述方案的进一步改进，所述采样电阻为用于采集温度信号的NTC电阻或者用于采集电压信号的压敏电阻。

作为上述方案的进一步改进，所述信号选通电路采用模拟多路复用器。

进一步地，所述模拟多路复用器为高速模拟多路复用器CD74HC4067。

作为上述方案的进一步改进，所述压频转换电路采样压频转换芯片。

进一步地，所述压频转换芯片为芯片AD7740。

以采样电阻为用于采集温度信号的NTC电阻为例，本实用新型的主要有益效果如下：第一、驱动电路的NTC温度信号只有一路复用频率信号对外输出，线缆较细，方便操作，更适应模组的小型化发展；第二、R_NTC转换成复用频率信号传输，相对于常用的弱电信号传输，更为可靠，传输距离可以做的更远，方便系统集成；第三、该方案能实时监控各个模块的NTC温度。

附图说明

图1为现有方案1的多模块式采样电路的电路模块图。

图2为现有方案2的多模块式采样电路的电路模块图。

图3为本实用新型实施例1的多模块式采样电路的电路模块图。

图4为本实用新型实施例2的多模块式采样电路的驱动电路的模块图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请参阅图3，本实用新型的多模块式采样电路包括驱动电路、采样控制电路和多个采样电阻。所述采样控制电路用于控制所述驱动电路驱动所述多个采样电阻进行多模块数据采样。所述驱动电路与所述采样控制电路在实际应用中分别设计成两块电路板：驱动电路板和采样控制电路板。采样电阻可为用于采集温度信号的NTC电阻或者用于采集电压信号的压敏电阻。

所述驱动电路包括信号选通电路2、压频转换电路3、多个分压电路1；而所述采样控制电路包括主控电路4。在所述驱动电路与所述采样控制电路之间最好设置信号隔离电路5。所述信号隔离电路可采样光电耦合器。所述信号隔离电路5设置在所述驱动电路与所述采样控制电路中的至少一者上，优选在驱动电路板和采样控制电路板之间的信号传输线路均设置信号隔离电路5。

每个采样电阻通过一个分压电路1将此采样电阻的采样信号转换为电压信号，可将R_NTC电阻与分压电路1、基准电压串联，输出R_NTC电阻电压即采样电阻电压。多路电压信号通过所述信号选通电路2转换成一路复用电压信号；所述复用电压信号通过所述压频转换电路3转换成一路复用频率信号；所述主控电路4根据所述复用频率信号通过所述信号选通电路2周期性采集各个采样电阻的采样信号。根据需要选通电压信号的路数，依次发出固定选通周期的控制信号，完成多路电压信号到一路复用电压信号的转换。

本方案中，采样电阻在驱动电路板上先经过分压转化成电压信号，再经过具有多路信号复用选通功能的信号选通电路2，转换成一路复用电压信号，最后通过压频转换和光耦隔离处理之后，输出到驱动电路板外部的采样控制电路板上，最后送到DSP的QEP口。

针对多模块搭接方案，对各个模块的采样如NTC温度进行准确检测，来监控模块的运行状态变得尤为重要。如目前模块NTC温度常用检测的方法1是R_NTC(1～n)采样信号线与驱动PWM信号线通过一根多股线缆直接从驱动电路板输出到外部的采样控制板上，R_NTC(1～n)再经过分压、选通以及隔离和调理电路，最后送到控制芯片的AD口。存在着模组输出的NTC采样信号线较多，线缆较粗，空间尺寸要求较大、可操作性较差，NTC弱电信号传输到模组外部，容易受到PWM高频信号以及模组内部电磁干扰，可靠性较差。

模块NTC温度常用检测的方法2是在模组内部驱动电路板上，先将各模块的R_NTC(1～n)经过分压、经过取值电路(取最小电压或者最大电压)处理、压频信号转换以及隔离电路处理，模组NTC温度信号只输出一路复用频率信号，在外部采样控制板上再处理最后送到控制芯片的QEP口。该方案的劣势在于一个模组只采集一路最大NTC温度信号，无法监测其他模块的NTC温度情况。

本方案集合了上述方案1和方案2的优点，先将各模块采样点的采样电路R如R_NTC(1～n)经过分压、经过选通复用处理、压频信号转换以及光耦隔离处理，虽然模组NTC温度信号只输出一路复用频率信号，但是包含了各个模块的NTC信号，在采样控制电路板上再处理最后送到控制芯片的QEP口，控制芯片通过扫寻方式获得各个模块的NTC信号。因此，该方案的优势在于：第一、模组内部多模块的NTC温度信号，驱动电路板只有一路复用频率信号对外输出，线缆较细，方便操作，更适应模组的小型化发展；第二、R_NTC转换成复用频率信号传输，相对于常用的弱电信号传输，更为可靠，传输距离可以做的更远，方便系统集成；第三、该方案能实时监控各个模块的NTC温度。

实施例2

请一并参阅图3及图4，实施例2的多模块式采样电路的设计在实施例1的多模块式采样电路的设计上更为细致。实施例2的采样电阻为用于采集温度信号的NTC电阻，实施例2的多模块式采样电路，信号选通电路2采用模拟多路复用器，如高速模拟多路复用器CD74HC4067；所述压频转换电路3采样压频转换芯片，如芯片AD7740。

先对每路NTC电阻分压，都转换成电压信号，NTC电阻一般都是负温度系数，这里做法是NTC电阻串联在分压电路1的电阻(优选采样电阻进行分压)上，这样NTC电阻温度变化，NTC分压就随着变化。

多路NTC电阻分压电压信号再经过高速模拟多路复用器CD74HC4067，转换成一路复用电压信号。这样就完成多模块多个NTC电阻输出转化成一路复用电压信号输出。

再将这一路复用电压信号通过压频转换芯片(芯片AD7740)，转换成一路复用频率信号，转换系数Fout＝0.1*f_CLKIN+0.8(Vin/Vref)*f_CLKIN，然后经过光耦隔离输出，送到外部MCU，MCU设定好复用信号的选通时间，就可以采集到各个NTC模块的温度。

解决模组多模块拼接方案中，驱动电路板上NTC温度采样信号输出线缆根数较多，造成线缆较粗，不易接线和操作。而本实施例的驱动电路板上只输出一路复用NTC温度复用复用频率信号，节省空间，方便接线和操作。驱动电路板上NTC温度电压信号输出，变成复用频率信号输出，抗干扰性增强，工作更可靠。各个模块的温度数据都能采集，更加安全可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。