世纪电源网社区logo
社区
Datasheet
标题
返回顶部
未解决

低压直流电压隔离检测方案?

[复制链接]
查看: 254 |回复: 7
1
ericjackson05
  • 积分:1555
  • |
  • 主题:43
  • |
  • 帖子:278
积分:1555
LV6
高级工程师
  • 2021-11-8 15:33:05
50问答币
比如说我要检测一块光伏电池板的电压,电池板的负极作为功率地,电池板的电压变化范围是0V~25V(缓慢变化,到了最大功率点之后,就是直流)。
由于拓扑的限制,单片机端的信号地与光伏电池板的功率地要完全隔离开,因此这就涉及到把0~25V范围的直流映射到0~3.3V直流的问题,而且要隔离。
我想了几个方案:
(1)非线性光耦,PC817、EL357之类的,精度太低,要做分段线性;
(2)线性光耦,比如说HCNR201,功率端要加运放作为线性补偿,而运放的供电要从光伏电池板取电(设计buck电路),虽然精度高,但是太麻烦。
(3)INA226,能够同时测量浮地电流和电压,但是I2C的参考地仍然是功率地。因此要加I2C通信隔离芯片(例如ISO1540),隔离芯片对应功率地的电源仍然需要设计一个buck。不设计buck也行,用一个3.3V转3.3V隔离模块,从单片机这边取电,感觉还是很麻烦。

所以,大家有什么更好的办法实现隔离的低压直流检测吗?
要求:(1)一定要隔离,我用的拓扑结构,光伏电池的负极与单片机不共地;
(2)采集电压的精度尽可能的高;
(3)电路尽可能的简单;
(4)成本尽可能低。
st.you
  • 积分:13994
  • |
  • 主题:10
  • |
  • 帖子:3448
积分:13994
LV10
总工程师
  • 2021-11-8 17:08:10
  • 倒数7
 
不如改电源拓扑吧,共地,后面的事情就简单得多了。
ericjackson05
  • 积分:1555
  • |
  • 主题:43
  • |
  • 帖子:278
积分:1555
LV6
高级工程师
  • 2021-11-8 19:58:47
  • 倒数6
 
问题就是拓扑改不了,因为我写的论文就是这个拓扑做光伏电池的最大功率点追踪(MPPT),得围绕着它写,否则我一个buck就解决了
st.you
  • 积分:13994
  • |
  • 主题:10
  • |
  • 帖子:3448
积分:13994
LV10
总工程师
  • 2021-11-9 09:40:38
  • 倒数5
 
先把直流转换成PWM,再通过数字光耦6N137一类的隔离传输,次级再还原成直流。
ericjackson05
  • 积分:1555
  • |
  • 主题:43
  • |
  • 帖子:278
积分:1555
LV6
高级工程师
  • 2021-11-9 10:36:46
  • 倒数4
 
第一步就不知道怎么做了,25V的直流转成PWM...用MOSFET斩波?不就影响功率主拓扑了..
wh6ic
  • wh6ic
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:7965
  • |
  • 主题:25
  • |
  • 帖子:687
积分:7965
LV8
副总工程师
  • 2021-11-9 10:54:28
  • 倒数3
 
这种需求,不要考虑在后端数字化,坚决要在隔离前端数字化。光耦、高速光耦、磁隔离、容隔离方案,都会有传输信号损失,得不偿失。前端数字化,才能避免模拟信息的精度丢失。

考虑到是户外, 建议采用 法拉电容 + ADC MCU + 普通光耦隔离 方案。5.5V 1F 容量的法拉电容,零售¥4.00块钱左右,5F 容量的法拉约7~8块钱,工作温度范围 -40 ~ +65°C。
太阳能电池板经过5V稳压器芯片甚至5.1V稳压管+防放电二极管就可以给法拉电容充电;  法拉电容的容量,需要充饱电后,无电源输入下,保证前端采集传输工作24个小时,这样即使冬天下雪,太阳能板被不是太厚的积雪覆盖,也可以持续工作一段时间。如果发生严重雪灾,停止工作影响不大。前端数字化,还可以得到每一块太阳能板的更多信息。
如果一定要后端供电,可以考虑一下 https://bbs.21dianyuan.com/forum ... read&tid=320920 提出的两种简易方案。嫌麻烦也可以找类似金升阳的那种几块钱的隔离DCDC小模块。 这种方案,对后端供电回路要求比较高,特别要注意大规模应用时,太阳能板分布范围通常相当大,供电线路、通信线路带来的一系列麻烦。

wh6ic
  • wh6ic
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:7965
  • |
  • 主题:25
  • |
  • 帖子:687
积分:7965
LV8
副总工程师
  • 2021-11-9 11:01:22
  • 倒数2
 
错了,如果是大规模太阳能阵,不要考虑后端供电,供电线路本身的成本,说不定会急到老板跳楼的。
另外,可以考虑无线通信方式,需要综合考虑各种方案的材料成本、施工成本。有些 太阳能阵,电源回路会附带现成的导引电缆,此时可以考虑普通的光耦隔离方案。
chaos2008
  • 积分:7030
  • |
  • 主题:60
  • |
  • 帖子:566
积分:7030
LV8
副总工程师
最新回复
  • 2021-11-9 11:04:59
  • 倒数1
 
光伏电池板电压和一个三角波比较,产生PWM波驱动光偶,让光偶工作在开关状态,副边再用RC滤波完成采样
热门技术、经典电源设计资源推荐

世纪电源网总部

地 址:天津市南开区黄河道大通大厦8层

电 话:400-022-5587

传 真:(022)27690960

邮 编:300110

E-mail:21dy#21dianyuan.com(#换成@)

世纪电源网分部

广 东:(0755)28285637 /(13823562357)

北 京:(010)69525295 /(15901552591)

上 海:(021)24200688 /(13585599008)

香 港:HK(852)92121212

China(86)15220029145

网站简介 | 网站帮助 | 意见反馈 | 联系我们 | 广告服务 | 法律声明 | 友情链接 | 清除Cookie | 小黑屋 | 不良信息举报 | 网站举报

Copyright 2008-2021 21dianyuan.com All Rights Reserved    备案许可证号为:津ICP备10002348