一种光伏逆变器采集设备的故障检测电路的制作方法

本实用新型属于光伏技术领域，具体涉及一种光伏逆变器采集设备的故障检测电路。

背景技术：

在光伏发电领域，逆变器是将光伏面板所产生的直流电能逆变为交流电的设备，逆变器一般均具有采集通讯接口，用于对逆变器进行实时数据采集与监控。逆变器采集设备的供电方式一般为通讯接口取电或者使用电源适配器通过市电取电，当供电意外停止时，无法准确定位故障点，即无从知晓设备通讯故障是由于逆变器损坏、逆变器掉电、采集设备损坏或是采集设备掉电等原因引起，为平台故障定位、预处理以及现场维修带来困难。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷和不足，本实用新型提供了一种光伏逆变器采集设备的故障检测电路，克服现有逆变器采集设备供电意外停止时，无法准确定位故障点的缺陷。

为达到上述目的，本实用新型采取如下的技术方案：

一种光伏逆变器采集设备的故障检测电路，包括主电路，还包括后备电源电路、分压电阻电路和电压比较电路；

所述主电路包括电源接口、DC-DC开关直流转换芯片、断电防回流二极管、LDO线性降压芯片和主控及射频芯片；

所述后备电源电路连接在断电防回流二极管的输出端和主控及射频芯片的输出端之间；

所述分压电阻电路连接在DC-DC开关直流转换芯片的输出端和主电路的电源接口的输入端之间；

所述电压比较电路连接在分压电阻电路的两个分压电阻之间的结点和主控及射频芯片之间。

本实用新型还具有如下区别技术特征：

可选地，所述后备电源电路包括后备电源充电电路、超级电容和后备电源放电电路。

可选地，所述后备电源充电电路包括二极管和限流电阻；所述后备电源放电电路包括断电放电回路二极管；所述二极管与断电放电回路二极管反向并联并均与超级电容串联。

可选地，所述电压比较电路包括比较器和基准电压源。

本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：

本实用新型的光伏逆变器采集设备的故障检测电路的外接电源接通时，实现对后备电源电路的超级电容充电，将超级电容作为储能元件；当外接电源掉电时，后备电源电路进行放电，同时通过分压电阻电路和电压比较电路的配合，采集设备可以发送掉电状态，主动降低自身功耗，结合此时与逆变器的通讯情况，继而判断故障点所在位置，向监控中心发送的数据中带有此时采集设备判断的故障信息，从而辅助监控中心故障定位、预处理，解决了掉电故障无法清晰定位的问题。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

图2为本实用新型的采集设备与带直流电源的逆变器连接的工作示意图。

图3为本实用新型的采集设备与不带直流电源的逆变器连接的工作示意图。

图中各标号表示为:1-电源接口，2-DC-DC开关直流转换芯片，3-断电防回流二极管，4-LDO线性降压芯片，5-主控及射频芯片，6-分压电阻，7-超级电容，8-二极管，9-限流电阻，10-断电放电回路二极管，11-比较器，12-基准电压源，13-公共地端。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1至图3所示，一种光伏逆变器采集设备的故障检测电路，包括主电路，还包括后备电源电路、分压电阻电路和电压比较电路；主电路包括电源接口1、DC-DC开关直流转换芯片2、断电防回流二极管3、LDO线性降压芯片4和主控及射频芯片5；后备电源电路连接在断电防回流二极管3的输出端和主控及射频芯片5的输出端之间；分压电阻电路连接在DC-DC开关直流转换芯片2的输出端和主电路的电源接口的输入端之间；电压比较电路连接在分压电阻电路的两个分压电阻6之间的结点和主控及射频芯片5之间。

本实用新型的原理如下：本实用新型的采集设备的电源模块存在如下两种情况：当逆变器通讯口自带直流电源输出时，如固德威逆变器等，如图2所示，无需使用外部稳压电源；当逆变器通讯接口端没有提供直流电源时，如首航新能源逆变器，如图3所示，可以通过一个带有标准DC5.5-2.1(DC-005)公头接口的市电适配器(输出电压为5～12VDC)插入供电，及接入外部直流电源。本实用新型的采集设备的电源模块在通常的DC-DC降压电路做法外，使用超级电容7作为储能元件，后备电源电路的超级电容7通过二极管8与限流电阻9组成的极性选择电路进行充电限流与放电选通，避免了使用单一限流电阻9造成的放电电压跌落过大以及不使用限流电阻9时的瞬时大充电电流对供电端造成的冲击。并且，在电源接口1到DC-DC降压电路输出端还设计了一个短路开关，用于当采集设备接入供电5V时，使得电源接口1电压直接施加至超级电容7端，防止充电电压过低。分压电阻电路及电压比较电路用于输出高低电平来提供给监控中心判断当前是否断电。主控及射频芯片5接收到断电判断后会主动降低自身功耗，并置位断电标志，此时，若遇到网关类设备的无线查询信号时，会上传当前断电状态。

通过上述技术方案，本实用新型的光伏逆变器采集设备的故障检测电路的外接电源接通时，实现对后备电源电路的超级电容7充电，将超级电容7作为储能元件；当外接电源掉电时，后备电源电路进行放电，同时通过分压电阻电路和电压比较电路的配合，采集设备可以发送掉电状态，主动降低自身功耗，结合此时与逆变器的通讯情况，继而判断故障点所在位置，向监控中心发送的数据中带有此时采集设备判断的故障信息，从而辅助监控中心故障定位、预处理，解决了掉电故障无法清晰定位的问题。

遵从上述技术方案，以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明。

实施例1：

本实施例公开了一种光伏逆变器采集设备的故障检测电路，包括主电路，还包括后备电源电路、分压电阻电路和电压比较电路；主电路包括电源接口1、DC-DC开关直流转换芯片TPS54327、断电防回流二极管3、LDO线性降压芯片RT9193和主控及射频芯片5；后备电源电路连接在断电防回流二极管3的输出端和主控及射频芯片5的输出端之间；分压电阻电路连接在DC-DC开关直流转换芯片TPS54327的输出端和主电路的电源输入端之间；电压比较电路连接在分压电阻电路的两个分压电阻6之间的结点和主控及射频芯片5之间。

在本实施例中，后备电源电路包括后备电源充电电路、超级电容7和后备电源放电电路。本实施例中的超级电容7的规格为5.5V4F，外接电源接通时，实现对后备电源电路的超级电容7充电，将超级电容7作为储能元件；当外接电源掉电时，后备电源电路进行放电。

具体的，后备电源充电电路包括二极管8和限流电阻9；后备电源放电电路包括断电放电回路二极管10；二极管8与断电放电回路二极管10反向并联并均与超级电容7串联。

在本实施例中，电压比较电路包括比较器LM393和基准电压源12，本实施例中的基准电压源12由TL431构成。

本实用新型的工作过程如下：当电源接口1接通外接电源时，电源接口1、DC-DC开关直流转换芯片2、断电防回流二极管3、LDO线性降压芯片4和主控及射频芯片5形成供电回路；电源接口1、DC-DC开关直流转换芯片2、两个分压电阻6、比较器11、基准电压源12和主控及射频芯片5形成检测回路；电源接口1、DC-DC开关直流转换芯片2、断电防回流二极管3、二极管8和限流电阻9形成充电回路。当电源接口1的外接电源掉电时，超级电容7、断电放电回路二极管10、LDO线性降压芯片4和主控及射频芯片5形成供电回路；两个分压电阻6、比较器11、基准电压源12和主控及射频芯片5形成检测回路。

本实用新型进行采集设备的故障检测时：当电源接口1处存在直流5～12V供电时，由DC-DC开关直流转换芯片2构成的开关稳压降压电路将其转换为4.5V直流电，并通过断电防回流二极管3以及后备电源充电电路向超级电容7充电；4.5V直流电还同时通过断电防回流二极管3以及由LDO线性降压芯片构成的LDO线性稳压降压电路转为3.3V直流电向比较器11、基准电压源12、主控及射频芯片5供电；此时，两个分压电阻6的结点处存在电压，此电压送入由比较器11以及基准电压源12构成的电压比较电路，输出高/低电平来分别表示电源接口1处存在/不存在直流供电；当1处无直流电输入时，若为断电情况，则超级电容7处存储的电能将通过断电放电回路二极管10向LDO线性降压芯片4供电，以维持断电前的工作状态，此时由于分压电阻6处无电压，因此电压比较电路将输出低电平表示断电，主控及射频芯片5通过采集判断电压比较电路输出的高低电平，结合当前通讯口状态，即可判断故障点，即：

情况1：当电压比较电路输出高电平时，设备供电正常，若此时通讯中断，则为线路通讯故障或逆变器设备断电；若对接逆变器为科士达或固德威等通讯口带直流电源的逆变器，如图2所示，则可进一步定位为线路通讯故障；

情况2：当监控中心在电压比较电路输出高电平时突然无法采集到此采集设备的信息，则可定位故障为采集设备无线通讯故障；

情况3：当电压比较电路输出低电平时，设备供电异常，若此时通讯中断但监控中心能采集到此采集设备的信息，则可定位故障为逆变器掉电；

情况4：当电压比较电路输出低电平时，设备供电异常，若此时监控中心不能采集到此采集设备的信息，且前一段时间收到了设备掉电的信息，则可定位故障为采集设备掉电，若对接逆变器为科士达或固德威等通讯口带直流电源的逆变器，则可定位故障为逆变器及采集设备同时掉电。