一种基于光伏逆变器的4G数据采集模块供电电路的制作方法

一种基于光伏逆变器的4g数据采集模块供电电路
技术领域
1.本实用新型涉及工业物联网技术领域，尤其是涉及一种基于光伏逆变器的4g数据采集模块供电电路。


背景技术：

2.目前，近年来光伏发电得到了快速的发展，而其中户用屋顶光伏电站是最近几年新兴的一种光伏电站，成本低，建设灵活，占地面积小成为普通住户可以选择的一种新能源，使用数据采集模块采集单台光伏逆变器的运行数据，由逆变器进行直流或交流供电，并通过4g模组远程传输至光伏电站的智能运维云平台。
3.但4g数据采集模块对电源的要求要高于2g数据采集模块对电源的要求，同时逆变器漏电情况比较难解决，这种情况下，逆变器供电就无法满足4g数据采集模块对电源的要求。
4.因此，在逆变器供电的情况下，对4g数据采集模块的提供稳定电源，是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种基于光伏逆变器的4g数据采集模块供电电路，为4g数据采集模块单独配制模组电源电路，克服了与控制电路电源使用同一电源时会出现的功率不够的问题，对模组电源电路进行软启动，降低模组启动时的过大的浪涌电流，避免拉低逆变器的供电电压。
6.本实用新型的上述实用新型目的通过以下技术方案得以实现：
7.一种基于光伏逆变器的4g数据采集模块供电电路,控制电路、模组电源电路、软启动电路，模组电源电路、软启动电路依次连接，控制电路与模组电源电路连接，模组电源电路的输入连接光伏逆变器的输出，其输出连接软启动电路的输入，控制电路用于控制模组电源电路的工作模式，软启动电路的输出用于给4g模组提供电源。
8.本技术进一步设置为还包括控制电源电路，用于给控制电路提供电能。
9.本技术进一步设置为还包括储能电路，与控制电路、控制电源电路连接，用于根据控制电路的控制信号，从逆变器获取电能或给控制电源电路提供电能。
10.本技术进一步设置为还包括电压检测电路，与控制电路、逆变器连接，用于检测逆变器的输出电压，并将检测结果传输给控制电路。
11.本技术进一步设置为模组电源电路包括依次连接的防反接电路、储能滤波电路、模组控制电路，防反接电路的输入连接逆变器的输出，模组控制电路的使能端与控制电路连接，用于根据控制电路的使能信号，给4g模组提供电源或停止供电。
12.本技术进一步设置为还包括反馈电路，与模组控制电路连接，用于检测模组控制电路的输出，并反馈给模组控制电路。
13.本技术进一步设置为：防反接电路包括瞬态二极管、第一开关管，瞬态二极管的一
端连接逆变器的正输出端，另一端连接逆变器的负输出端；第一开关管的输入端连接逆变器的正输出端，其控制端通过第一电阻连接到逆变器的负输出端，其输出端连接到模组控制电路的第一输入端，在其控制端与输出端之间，并联第二电阻，用于防止反接。
14.本技术进一步设置为储能滤波电路包括储能滤波电容，储能滤波电容的一端连接模组控制电路的第一输入端，另一端连接到逆变器的负输出端，用于进行储能与滤波。
15.本技术进一步设置为软启动电路包括依次连接的软启动第一储能电路、启动电路、软启动第二储能电路，软启动第一储能电路的输入连接模组电源电路的输出，软启动第一储能电路进行储能，在第一储能电路的储能达到一定电压时，启动电路打开，给软启动第二储能电路储能。
16.本技术进一步设置为储能电路包括储能开关管、储能电容，储能开关管的控制端连接控制电路，根据控制电路的控制信号控制储能开关管导通或截止，在不上传数据时，储能开关管导通，储能电容充电，在拨号时，储能开关管截止，储能电容放电，从而给控制电路提供电能。
17.与现有技术相比，本技术的有益技术效果为：
18.1.本技术通过为4g数据采集模块单独配制模组电源电路，实现电源能够输出2a电流的能力；
19.2.进一步地，本技术通过设备存储电路，保证模组拨号时、数据交互的正常工作，且不会导致mcu供电不足重启；
20.3.进一步地，本技术通过设置软启动电路，降低数据采集器的功耗，防止逆变器出现漏电流保护。
附图说明
21.图1是本技术的一个具体实施例的光伏逆变器供电电路结构示意图；
22.图2是本技术的一个具体实施例的模组电源电路结构示意图；
23.图3是本技术的一个具体实施例的模组电源电路示意图；
24.图4是本技术的一个具体实施例的软启动电路示意图；
25.图5是本技术的一个具体实施例的储能电路示意图。
具体实施方式
26.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
27.本技术的一种基于光伏逆变器的4g数据采集模块供电电路，如图1所示，包括模组电源电路、软启动电路、控制电路，控制电路包括mcu，模组电源电路的输入连接逆变器的输出，软启动电路的输入连接模组电源电路的输出，软启动电路的输出连接4g模组,用于给4g模组提供电能，控制电路连接模组电源电路，用于控制模组电源电路的输出或截止。
28.4g模组与控制电路（mcu）连接，用于数据交互。
29.基于光伏逆变器，还设置有控制电源电路、储能电路、电压检测电路，控制电源电路与控制电路连接，用于给控制电路提供电能。储能电路与控制电路、控制电源电路连接，用于在不需要时工作时，储能电路充电，从逆变器获得电能，在需要工作，即在模组拨号，或者数据采集模块与云端数据交互时，储能电路放电，为控制电路提供稳定的电源。
30.电压检测电路，与控制电路、逆变器连接，用于检测逆变器的输出，并将检测结果传输给控制电路，控制电路根据检测结果进行反馈控制。
31.如图2所示，模组电源电路包括防反接电路、储能滤波电路、模组控制电路、反馈电路，
32.防反接电路、储能滤波电路、模组控制电路依次连接，反馈电路连接模组控制电路的一个输出端，用于检测模组控制电路的输出，并将检测结构反馈给模组控制电路。
33.防反接电路用于防止电源接反，储能滤波电路用于对逆变器的输出进行储能和滤波，以提供平稳的电压给模组控制电路。
34.模组控制电路的使能端与控制电路连接，用于根据控制电路的使能信号，控制模组控制电路的输出，分别控制给4g模组提供电源或停止供电。
35.模组电源电路的输入表示的逆变器的输出，其输出表示输出给软启动电路的输入。
36.pfm模式，表示模组控制电路的工作模式。
37.在本技术的一个具体实施例中，如图3所示，模组电源电路中，防反接电路包括瞬态二极管d10、开关管q13、电阻r62/r63，瞬态二极管d10的一端连接逆变器的第一输出端，另一端接电源地dgnd，开关管q13的控制端通过第一电阻r63接电源地dgnd，其输入端接逆变器的第一输出端，其输出端接储能滤波电路的输入端，在其输出端与控制端之间连接有第二电阻r62。
38.储能滤波电路包括三个电容ec6/ec9/c21，第一电容ec6、第二电容ec9为电解电容，用于存储电能，第三电容c21为滤波电容。第一电容ec6的一端、第二电容ec9的一端、第三电容c21的一端连接防反接电路的输出端、模组控制电路的第一输入端，第一电容ec6的另一端、第二电容ec9的另一端、第三电容c21的另一端接电源地dgnd，
39.模组控制电路包括控制芯片u1，储能滤波电路的输出连接控制芯片u1的第一输入端。
40.在控制芯片u1的使能端连接开关电路，开关电路包括npn开关三极管q29，三极管q29的基极通过第三电阻r25连接控制电路的使能信号输出端，其集电极连接控制芯片u1的使能端en，其发射极连接电源地dgnd，在集电极和发射极之间连接有第四电阻r24，在基极与发射极之间连接有第五电阻r26。
41.在控制电路输出的使能信号为高时，三极管q29导通，控制芯片u1的使能端en变低，控制芯片u1停止工作；在控制电路输出的使能信号为低时，三极管q29截止，控制芯片u1的使能端en变高，控制芯片u1工作。
42.控制芯片u1的输出端连接电感l1的一端，电感l1的另一端连接第四储能电容ec3的一端，第四储能电容ec3的一端接电源地，用于输出电源v
‑
gprs。第四储能电容ec3为钽电容。
43.在电源v
‑
gprs输出端，还连接有反馈电路，包括电阻r14/r18/r13/电容c16, 电阻r14/r18串联连接，其串联连接点同时连接控制芯片u1的一个反馈输入端，电阻r13/电容c16串联连接后，并联在电阻r14的二端，电阻r14的另一端连接电源v
‑
gprs输出端，电阻r18的另一端连接电源地dgnd。反馈电路用于检测控制芯片u1的输出大小，并将检测结果反馈给控制芯片u1，使控制芯片的输出控制在要求范围。
44.控制芯片采用pfm模式工作，轻载效率高，导通损耗小。
45.如图4所示，软启动电路包括第一储能电路、启动电路、第二储能电路，第一储能电路包括储能电容ec12,一端连接电源v
‑
gprs输出端，另一端接电源地dgnd。用于储存控制芯片u1的输出电能。
46.启动电路包括开关管q6、电容c35/电阻r44，电容c35/电阻r44串联连接，电容c35的一端电源v
‑
gprs输出端，电阻r44的一端接电源地dgnd，电容c35/电阻r44的串联连接点连接开关管q6的控制端，开关管q6的输入端电源v
‑
gprs输出端，其输出端连接第二储能电路的输入端。
47.当电源v
‑
gprs接通后，电容c35充电，当充电到开关管q6的导通电压时，开关管q6导通，实现软启动。
48.第二储能电路包括四个并联连接的钽电容，用于储能。其储能电压为v
‑
gsm。
49.如图5所示，储能电路包括开关管q2、储能电容，开关管q2的控制端连接控制电路的一个输出端，用于控制开关管q2的导通或截止，开关管q2的一个输入端连接逆变器的输出，其输出端连接储能电容，在这里q2的输入端与输出端是为了描述的方便，开关管q2在这里完全是一个开关的作用，当不上传数据时，开关管q2导通，给储能电容充电，当拨号时，开关管q2截止，储能电容放电。实现了对控制电源电路的控制。
50.电压检测电路，包括分压电路，用于监测逆变器的输出电压有无跌落，若出现跌落，将跌落的时间信息，上传给平台用于记录逆变器供电电压的波动。
51.控制电源电路采用ldo芯片，将逆变器输出电压转换为3.3v，给控制芯片提供电源。
52.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。