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专利号: 2014101093889
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电容式光伏电池电压电流采集装置,其特征在于:包括采样模块、电压信号测量模块、电流信号测量模块、MCU信号处理模块和手动选档模块;

所述的采样模块设有第一信号输入端、第二信号输入端、第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、电压信号输出端和电流信号输出端;电压信号测量模块设有电压信号输入端、第一选档信号输入端、第二选档信号输入端和电压信号输出端;电流信号测量模块设有电流信号输入端、第一选档信号输入端、第二选档信号输入端和电流信号输出端;MCU信号处理模块设有第一控制端、第二控制端、第一选档信号输出端、第二选档信号输出端、第三选档信号输出端、第四选档信号输出端、电压信号输入端、电流信号输入端、选档信号输入端和电压电流信号输出端;手动选档模块设有信号输出端和电源端;

采样模块的第一信号输入端和第二信号输入端使用时分别对应与被测光伏电池的正极和负极电连接;采样模块的第一控制信号输入端和第二控制信号输入端分别对应与MCU信号处理模块的第一控制端和第二控制端信号电连接;电压信号测量模块的电压信号输入端与采样模块的电压信号输出端信号电连接;电压信号测量模块的第一选档信号输入端和第二选档信号输入端分别对应与MCU信号处理模块的第一选档信号输出端和第二选档信号输出端信号电连接;MCU信号处理模块的电压信号输入端与电压信号测量模块的电压信号输出端信号电连接;电流信号测量模块的电流信号输入端与采样模块的电流信号输出端信号电连接;电流信号测量模块的第一选档信号输入端和第二选档信号输入端分别对应与MCU信号处理模块的第三选档信号输出端和第四选档信号输出端信号电连接;MCU信号处理模块的电流信号输入端与电流信号测量模块的电流信号输出端信号电连接;MCU信号处理模块的选档信号输入端与手动选档模块的选档信号输出端信号电连接;手动选档模块的电源端使用时接+5V直流电源;MCU信号处理模块的电压电流信号输出端使用时与上级监控设备信号电连接。

2.根据权利要求1所述的电容式光伏电池电压电流采集装置,其特征在于:所述的采样模块包括电解电容C、场效应管S1、场效应管S2和采样电流电阻R;

所述的电解电容C的正级与场效应管S2的漏极因共线而形成一个公共接点,该公共接点即为所述的采样模块的第一信号输入端,同时也为所述的采样模块的电压信号输出端;

电解电容C的负极、场效应管S2的源极以及场效应管S1的漏级共线;场效应管S1的漏极与采样电阻R的一端因共线而形成一个公共接点,该公共接点即为所述的采样模块的电流信号输出端;采样电阻R的另一端既为所述的采样模块的第二信号输入端;场效应管S2的栅极即为采样模块的第一控制信号输入端;场效应管S1的栅极即为采样模块的第二控制信号输入端。

3.根据权利要求1所述的电容式光伏电池电压电流采集装置,其特征在于:所述的电压信号测量模块包括多路选择器U1、反向比例运算放大器T1、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、电阻R5、电阻Rf1和滤波电容C1;多路选择器U1设有第一选择输入端、第二选择输入端、第三选择输入端、第一地址口A0、第二地址口A1和信号输出端;多路选择器U1的第一地址口A0即为所述的电压信号测量模块的第一选档信号输入端;多路选择器U1的第二地址口A1即为所述的电压信号测量模块的第二选档信号输入端;

分压电阻R1的一端即为所述的电压信号测量模块的电压信号输入端;分压电阻R1的另一端、分压电阻R2的一端以及多路选择器U1的第一选择输入端共线;分压电阻R2的另一端、分压电阻R3的一端以及多路选择器U1的第二选择输入端共线;分压电阻R3的另一端、分压电阻R4的一端以及多路选择器U1的第三选择输入端共线;电阻R5的一端与多路选择器U1的信号输出端电连接;电阻R5的另一端、电阻Rf1的一端以及反向比例运算放大器T1的反相输入端共线;反向比例运算放大器T1的输出端、电阻Rf1的一端以及滤波电容C1的一端因共线而形成一个公共接点,该公共接点即为所述的电压信号测量模块的电压信号输出端;反向比例运算放大器T1的正相、分压电阻R4的另一端以及滤波电容C1的另一端均接地。

4.根据权利要求1所述的电容式光伏电池电压电流采集装置,其特征在于:所述的电流信号测量模块包括多路选择器U2、反向比例运算放大器T2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻Rf2和滤波电容C2;多路选择器U2设有第一选择输入端、第二选择输入端、第三选择输入端、第一地址口A2、第二地址口A3和信号输出端;多路选择器U2的第一地址口A2即为所述的电流信号测量模块的第一选档信号输入端;多路选择器U2的第二地址口A3即为所述的电流信号测量模块的第二选档信号输入端;

电阻R6的一端即为所述的电流信号测量模块的电流信号输入端;电阻R6的另一端、电阻R7的一端以及多路选择器U2的第一选择输入端共线;电阻R7的另一端、电阻R8的一端以及多路选择器U2的第二选择输入端共线;电阻R8的另一端、分压电阻R9的一端以及多路选择器U2的第三选择输入端共线;电阻R10的一端与多路选择器U2的信号输出端电连接;

电阻R10的另一端、电阻Rf2的一端以及反向比例运算放大器T2的反相输入端共线;反向比例运算放大器T2的输出端、电阻Rf2的一端以及滤波电容C2的一端因共线而形成一个公共接点,该公共接点即为所述的电流信号测量模块的电流信号输出端;反向比例运算放大器T2的正相、电阻R9的另一端以及滤波电容C2的另一端均接地。

5.根据权利要求1所述的电容式光伏电池电压电流采集装置,其特征在于:所述的手动选档模块包括拔码开关、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14;所述的拔码开关为LJV型号的旋转编码器;拔码开关具有A、B、C、L、R接线脚;拔码开关的A接线脚、B接线脚、电阻R11的一端以及电阻R12的一端因共线而形成一个公共接点,该公共接点即为前述的手动选档模块的电源端;拔码开关的L接线脚、电阻R11的另一端以及电阻R13的一端共线;拔码开关的R接线脚、电阻R12的另一端以及电阻R14的一端共线;拔码开关的C接线脚、电阻R13的另一端以及电阻R14的另一端因共线而形成一个公共接点,该公共接点即为前述的手动选档模块的选档信号输出端。

6.根据权利要求2所述的电容式光伏电池电压电流采集装置,其特征在于:所述的场效应管S1和场效应管S2为F1010E型号的场效应管;所述的电解电容C为6800μF/50V的电解电容。

7.根据权利要求3或4所述的电容式光伏电池电压电流采集装置,其特征在于:所述的多路选择器U1、多路选择器U2为CD4051型号的多路选择器;反向比例运算放大器T1、反向比例运算放大器T2为OPA333型号的运算放大器。