本技术涉及光伏发电系统，特别是一种mppt充电电流采样电路。
背景技术：
1、随着世界各国对绿色能源的推广，mppt型光伏充电器、光伏逆变器等产品需求量极大。此类产品很大一部分使用的是buck型电路将光伏板的输出电压降压后给蓄电池充电；其内部电路需要实时精确采样光伏板的输入电流或电池充电电流供给主控芯片运算，最终控制电路实现mppt追踪(光伏板最大功率追踪，使电路的工作状态可以最大化地利用光伏板将太阳能转化成电能)。
2、以光伏逆变器为例，由于其功率电路存在高压侧(ac输入/输出部分)和低压侧(电池端)，电路上需要做分区隔离，此类产品的mppt充电电流行业上通常有如下采样方案：
3、1、使用霍尔电流传感器采样：
4、使用将霍尔电流传感器直接串联进mppt的充电回路中，利用霍尔传感器的自身隔离做到高低压区域隔离采样，此类设计方案的光伏逆变器可选用单颗dsp控制整个系统，且采样精度较高，但霍尔传感器通常体积较大，占用pcb面积大，且成本高，产品竞争力较弱。
5、2、使用电阻采样并通过搭配双dsp控制方式：
6、使用双dsp结构，即高压侧和电池侧(低压侧)各使用1颗dsp控制芯片，mppt充电电路的输入/输出电压采样、充电电流采样、控制算法执行等均由电池侧的dsp芯片完成。其中，电流采样电阻直接串联到充电回路中，电阻电压通过运放采样放大后直接送到dsp的ad采样口实现采样，两颗dsp芯片通过光耦通信同步信息。该方案可以做到高低压隔离，但实现的成本高，且采样电阻直接串接在大电流回路中，效率低损耗大，且由于电阻损耗发热后固有的温漂特性，采样精度较低。
技术实现思路
1、针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种mppt充电电流采样电路，占用pcb的面积小、成本低、效率高损耗小且采集更稳定和精确。
2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
3、一种mppt充电电流采样电路，分别与光伏板、充电电池和主控芯片电连接，包括功率及采样模块和隔离放大模块；所述功率及采样模块的正极输入端和所述光伏板的正极电连接，所述功率及采样模块的负极输入端和所述光伏板的负极电连接，所述功率及采样模块的正极输出端和所述充电电池的正极电连接，所述功率及采样模块的负极输出端和所述充电电池的负极电连接，所述功率及采样模块的第一采样输出端和所述隔离放大模块的第一输入端电连接，所述功率及采样模块的第二采样输出端和所述隔离放大模块的第二输入端电连接，所述隔离放大模块的第一输出端和所述主控芯片的第一输入端电连接，所述隔离放大模块的第二输出端和所述主控芯片的第二输入端电连接；
4、所述功率及采样模块用于生成低电压信号；
5、所述隔离放大模块用于接收所述低电压信号，生成高电压信号，并对所述低电压信号和所述高电压信号进行隔离。
6、进一步的，所述隔离放大模块包括前侧放大单元和后侧放大单元；所述前侧放大单元的第一输入端用作所述隔离放大模块的第一输入端，所述前侧放大单元的第二输入端用作所述隔离放大模块的第二输入端，所述后侧放大单元的第一输出端用作所述隔离放大模块的第一输出端，所述后侧放大单元的第二输出端用作所述隔离放大模块的第二输出端；
7、所述前侧放大单元的第一输出端和所述后侧放大单元的第一输入端电连接，所述前侧放大单元的第二输出端和所述后侧放大单元的第二输入端电连接；
8、所述前侧放大单元用于接收所述低电压信号，生成次级高电压信号，并通过高阻隔离或光隔离传输给所述后侧放大单元；
9、所述后侧放大单元用于接收所述次级高电压信号，生成所述高电压信号。
10、进一步的，所述功率及采样模块包括电容c1、电容c2、mos管q1、续流二极管d1、双绕组电感l1和电阻r1；所述电容c1的正极用作所述功率及采样模块的正极输入端，所述电容c1的负极用作所述功率及采样模块的负极输入端，所述电容c2的正极用作所述功率及采样模块的正极输出端，所述电容c2的负极用作所述功率及采样模块的负极输出端，所述电阻r1的一端用作所述功率及采样模块的第一采样输出端，所述电阻r1的另一端用作所述功率及采样模块的第二采样输出端；
11、所述电容c1的正极和所述mos管q1的漏极电连接，所述mos管q1的源极、所述续流二极管d1的阴极均和所述电容c2的正极电连接，所述mos管q1的栅极外接pwm信号，所述电容c1的负极、所述续流二极管d1的阳极均与所述双绕组电感l1的引脚1和引脚4电连接，所述双绕组电感l1的引脚3和所述电阻r1的一端电连接，所述双绕组电感l1的引脚2、所述电容c2的负极均和所述电阻r1的另一端电连接，所述双绕组电感l1的1引脚和4引脚为同名端；
12、所述双绕组电感l1的引脚1至引脚2为一条绕线，所述双绕组电感l1的引脚4至引脚3为另一条绕线，两条绕线所采用线材的材质、线径和长度均一致。
13、进一步的，所述前侧放大单元通过所述高阻隔离传输所述次级高电压信号时，所述前侧放大单元包括电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、运算放大器u1和电容c3；所述电阻r4的一端用作所述前侧放大单元的第二输入端，所述电阻r5的一端用作所述前侧放大单元的第一输入端，所述电阻r8的一端用作所述前侧放大单元的第一输出端，所述电阻r12的一端用作所述前侧放大单元的第二输出端；
14、所述电阻r4的另一端、所述电阻r2的一端均和所述运算放大器u1的正输入端电连接，所述电阻r5的另一端、所述电阻r13的一端均和所述运算放大器u1的负输入端电连接，所述运算放大器u1的电源正输入端外接+12v电源，所述运算放大器u1的电源负输入端外接-12v电源，所述运算放大器u1的输出端、所述电阻r2的另一端均和所述电阻r9的一端电连接，所述电阻r9的另一端、所述电容c3的一端均和所述电阻r6的一端电连接，所述电容c3的另一端、所述电阻r13的另一端均和所述电阻r10的一端电连接，所述电容c3的另一端接地，所述电阻r6的另一端和所述电阻r7的一端电连接，所述电阻r7的另一端和所述电阻r8的一端电连接，所述电阻r10的另一端和所述电阻r11的一端电连接，所述电阻r11的另一端和所述电阻r12的一端电连接。
15、进一步的，所述前侧放大单元通过所述光隔离传输所述次级高电压信号时，所述前侧放大单元包括隔离放大器u3、电阻r16和电阻r17；所述隔离放大器u3的正输入端用作所述前侧放大单元的第二输入端，所述隔离放大器u3的负输入端用作所述前侧放大单元的第一输入端，所述电阻r16的一端用作所述前侧放大单元的第一输出端，所述电阻r17的一端用作所述前侧放大单元的第二输出端；
16、所述隔离放大器u3的正输出端和所述电阻r16的另一端电连接，所述隔离放大器u3的负输出端和所述电阻r17的另一端电连接，所述隔离放大器u3的第一电源正输入端外接+12v电源，所述隔离放大器u3的第一电源负输入端外接-12v电源，所述隔离放大器u3的第二电源正输入端外接+5v电源，所述隔离放大器u3的第二电源负输入端接地；
17、所述电阻r16和所述电阻r17的阻值相等。
18、进一步的，所述后侧放大单元包括电阻r3、电阻r14、电阻r15、运算放大器u2和电容c4；所述运算放大器u2的正输入端用作所述后侧放大单元的第一输入端，所述运算放大器u2的负输入端用作所述后侧放大单元的第二输入端，所述电容c4的一端用作所述后侧放大单元的第一输出端，所述电容c4的另一端用作所述后侧放大单元的第二输出端；
19、所述运算放大器u2的正输入端和所述电阻r3的一端电连接，所述运算放大器u2的输出端、所述电阻r3的另一端均和所述电阻r14的一端电连接，所述电阻r14的另一端和所述电容c4的一端电连接，所述运算放大器u2的负输入端和所述电阻r15的一端电连接，所述电阻r15的另一端和所述电容c4的另一端电连接；
20、所述电阻r3和所述电阻r15的阻值相等。
21、进一步的，所述电阻r6和所述电阻r10的阻值相等，所述电阻r7和所述电阻r11的阻值相等，所述电阻r8和所述电阻r12的阻值相等，所述电阻r6、所述电阻r7、所述电阻r8、所述电阻r10、所述电阻r11和所述电阻r12的阻值均为兆欧级别。
22、进一步的，所述电阻r4和所述电阻r5的阻值相等，所述电阻r2和所述电阻r13的阻值相等。
23、进一步的，所述电阻r3和所述电阻r15的阻值相等。
24、本实用新型提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过功率及采样模块在光伏板给电池充电的部分功率电路上采取低电压信号来实现mppt的功率追踪，且因为采取对象是低电压信号，可大大降低功率及采样模块自身的损耗。而采取到的低电压信号比较微弱，因此需要通过隔离放大模块进行放大处理，生成高电压信号后，再将高电压信号提供给主芯片识别，进一步实现光伏板最大功率追踪，使电路的工作状态可以最大化地利用光伏板将太阳能转化成电能。更重要的是，隔离放大模块具有对低电压信号和高电压信号进行隔离的功能，可避免强电侧对弱电侧的电磁干扰，同时起到安全防护作用，提高电流采样的稳定性和准确性。根据上述方法，通过功率及采样模块和隔离放大模块组成采样电路代替霍尔传感器进行采样，可大大减少pcb的面积，减少成本；且可使用单个主控芯片实现高低压隔离，减少电路成本，提高电路采样效率，降低电路损耗。
1.一种mppt充电电流采样电路，其特征在于：分别与光伏板、充电电池和主控芯片电连接，包括功率及采样模块和隔离放大模块；所述功率及采样模块的正极输入端和所述光伏板的正极电连接，所述功率及采样模块的负极输入端和所述光伏板的负极电连接，所述功率及采样模块的正极输出端和所述充电电池的正极电连接，所述功率及采样模块的负极输出端和所述充电电池的负极电连接，所述功率及采样模块的第一采样输出端和所述隔离放大模块的第一输入端电连接，所述功率及采样模块的第二采样输出端和所述隔离放大模块的第二输入端电连接，所述隔离放大模块的第一输出端和所述主控芯片的第一输入端电连接，所述隔离放大模块的第二输出端和所述主控芯片的第二输入端电连接；
2.根据权利要求1所述的一种mppt充电电流采样电路，其特征在于：所述隔离放大模块包括前侧放大单元和后侧放大单元；所述前侧放大单元的第一输入端用作所述隔离放大模块的第一输入端，所述前侧放大单元的第二输入端用作所述隔离放大模块的第二输入端，所述后侧放大单元的第一输出端用作所述隔离放大模块的第一输出端，所述后侧放大单元的第二输出端用作所述隔离放大模块的第二输出端；
3.根据权利要求1所述的一种mppt充电电流采样电路，其特征在于：所述功率及采样模块包括电容c1、电容c2、mos管q1、续流二极管d1、双绕组电感l1和电阻r1；所述电容c1的正极用作所述功率及采样模块的正极输入端，所述电容c1的负极用作所述功率及采样模块的负极输入端，所述电容c2的正极用作所述功率及采样模块的正极输出端，所述电容c2的负极用作所述功率及采样模块的负极输出端，所述电阻r1的一端用作所述功率及采样模块的第一采样输出端，所述电阻r1的另一端用作所述功率及采样模块的第二采样输出端；
4.根据权利要求2所述的一种mppt充电电流采样电路，其特征在于：所述前侧放大单元通过所述高阻隔离传输所述次级高电压信号时，所述前侧放大单元包括电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、运算放大器u1和电容c3；所述电阻r4的一端用作所述前侧放大单元的第二输入端，所述电阻r5的一端用作所述前侧放大单元的第一输入端，所述电阻r8的一端用作所述前侧放大单元的第一输出端，所述电阻r12的一端用作所述前侧放大单元的第二输出端；
5.根据权利要求2所述的一种mppt充电电流采样电路，其特征在于：所述前侧放大单元通过所述光隔离传输所述次级高电压信号时，所述前侧放大单元包括隔离放大器u3、电阻r16和电阻r17；所述隔离放大器u3的正输入端用作所述前侧放大单元的第二输入端，所述隔离放大器u3的负输入端用作所述前侧放大单元的第一输入端，所述电阻r16的一端用作所述前侧放大单元的第一输出端，所述电阻r17的一端用作所述前侧放大单元的第二输出端；
6.根据权利要求2所述的一种mppt充电电流采样电路，其特征在于：所述后侧放大单元包括电阻r3、电阻r14、电阻r15、运算放大器u2和电容c4；所述运算放大器u2的正输入端用作所述后侧放大单元的第一输入端，所述运算放大器u2的负输入端用作所述后侧放大单元的第二输入端，所述电容c4的一端用作所述后侧放大单元的第一输出端，所述电容c4的另一端用作所述后侧放大单元的第二输出端；
7.根据权利要求4所述的一种mppt充电电流采样电路，其特征在于：所述电阻r6和所述电阻r10的阻值相等，所述电阻r7和所述电阻r11的阻值相等，所述电阻r8和所述电阻r12的阻值相等，所述电阻r6、所述电阻r7、所述电阻r8、所述电阻r10、所述电阻r11和所述电阻r12的阻值均为兆欧级别。
8.根据权利要求4所述的一种mppt充电电流采样电路，其特征在于：所述电阻r4和所述电阻r5的阻值相等，所述电阻r2和所述电阻r13的阻值相等。
