本實用新型涉及一種采樣電路，特別是涉及一種多模塊式采樣電路。

背景技術(shù)：

隨著光伏逆變器更大功率密度、更高電平的發(fā)展趨勢，使用多模塊拼接方案來實現(xiàn)更大功率輸出以及更高電平應(yīng)用成為越來越普遍的現(xiàn)象。

功率模組中模塊拼接的個數(shù)越多，需要采集模塊NTC溫度的路數(shù)就越多。目前常用多模塊式溫度采樣電路方案1，請參閱圖1，是電阻R_NTC先通過驅(qū)動排線傳輸?shù)侥＝M外的采樣控制板上，再依次經(jīng)過分壓電路轉(zhuǎn)化成弱電信號、多路選通復(fù)用芯片處理電路轉(zhuǎn)成一路電壓信號、隔離和調(diào)理電路后，最終送到DSP的AD采樣口。方案2，請參閱圖2，各模塊的電阻R_NTC先在驅(qū)動電路板上完成分壓處理，再經(jīng)過取最大或最小電壓電路處理，最后生成一路電壓信號對外輸出。

上述兩種方案存在下面幾個方面不足：1、模塊拼接個數(shù)越多，模組對外輸出的NTC采樣線纜根數(shù)就越多，采樣線較粗，方案1不利于操作和生產(chǎn)；2、方案1和方案2中NTC電阻轉(zhuǎn)化成弱電壓信號從驅(qū)動電路板上輸出，容易受到電磁干擾，造成NTC溫度采樣不準，甚至機器誤保護；3、方案2中只能采集拼接模塊中的最高NTC溫度，無法監(jiān)測各個模塊的溫度情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決模組多模塊拼接方案中，驅(qū)動電路或具有驅(qū)動電路的驅(qū)動電路板上采樣信號輸出線纜(如NTC溫度采集信號輸出線纜)根數(shù)較多，造成線纜較粗，不易接線和操作的技術(shù)問題，本實用新型提供一種多模塊式采樣電路，其驅(qū)動電路或具有驅(qū)動電路的驅(qū)動電路板只輸出一路信號，節(jié)省空間，方便接線和操作。

本實用新型具體技術(shù)方案如下：一種多模塊式采樣電路，其包括驅(qū)動電路、采樣控制電路和多個采樣電阻，所述采樣控制電路用于控制所述驅(qū)動電路驅(qū)動所述多個采樣電阻進行多模塊數(shù)據(jù)采樣；所述驅(qū)動電路包括信號選通電路、壓頻轉(zhuǎn)換電路、多個分壓電路；每個采樣電阻通過一個分壓電路將相應(yīng)采樣電阻的采樣信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；多路電壓信號通過所述信號選通電路轉(zhuǎn)換成一路復(fù)用電壓信號；所述復(fù)用電壓信號通過所述壓頻轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成一路復(fù)用頻率信號；所述采樣控制電路包括主控電路，所述主控電路根據(jù)所述復(fù)用頻率信號通過所述信號選通電路周期性采集所述多個采樣電阻的采樣信號。

作為上述方案的進一步改進，所述驅(qū)動電路與所述采樣控制電路分別設(shè)計成兩塊電路板。

作為上述方案的進一步改進，在所述驅(qū)動電路與所述采樣控制電路之間設(shè)置信號隔離電路。

進一步地，所述信號隔離電路采樣光電耦合器。

進一步地，所述信號隔離電路設(shè)置在所述驅(qū)動電路與所述采樣控制電路中的至少一者上。

作為上述方案的進一步改進，所述采樣電阻為用于采集溫度信號的NTC電阻或者用于采集電壓信號的壓敏電阻。

作為上述方案的進一步改進，所述信號選通電路采用模擬多路復(fù)用器。

進一步地，所述模擬多路復(fù)用器為高速模擬多路復(fù)用器CD74HC4067。

作為上述方案的進一步改進，所述壓頻轉(zhuǎn)換電路采樣壓頻轉(zhuǎn)換芯片。

進一步地，所述壓頻轉(zhuǎn)換芯片為芯片AD7740。

以采樣電阻為用于采集溫度信號的NTC電阻為例，本實用新型的主要有益效果如下：第一、驅(qū)動電路的NTC溫度信號只有一路復(fù)用頻率信號對外輸出，線纜較細，方便操作，更適應(yīng)模組的小型化發(fā)展；第二、R_NTC轉(zhuǎn)換成復(fù)用頻率信號傳輸，相對于常用的弱電信號傳輸，更為可靠，傳輸距離可以做的更遠，方便系統(tǒng)集成；第三、該方案能實時監(jiān)控各個模塊的NTC溫度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有方案1的多模塊式采樣電路的電路模塊圖。

圖2為現(xiàn)有方案2的多模塊式采樣電路的電路模塊圖。

圖3為本實用新型實施例1的多模塊式采樣電路的電路模塊圖。

圖4為本實用新型實施例2的多模塊式采樣電路的驅(qū)動電路的模塊圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

請參閱圖3，本實用新型的多模塊式采樣電路包括驅(qū)動電路、采樣控制電路和多個采樣電阻。所述采樣控制電路用于控制所述驅(qū)動電路驅(qū)動所述多個采樣電阻進行多模塊數(shù)據(jù)采樣。所述驅(qū)動電路與所述采樣控制電路在實際應(yīng)用中分別設(shè)計成兩塊電路板：驅(qū)動電路板和采樣控制電路板。采樣電阻可為用于采集溫度信號的NTC電阻或者用于采集電壓信號的壓敏電阻。

所述驅(qū)動電路包括信號選通電路2、壓頻轉(zhuǎn)換電路3、多個分壓電路1；而所述采樣控制電路包括主控電路4。在所述驅(qū)動電路與所述采樣控制電路之間最好設(shè)置信號隔離電路5。所述信號隔離電路可采樣光電耦合器。所述信號隔離電路5設(shè)置在所述驅(qū)動電路與所述采樣控制電路中的至少一者上，優(yōu)選在驅(qū)動電路板和采樣控制電路板之間的信號傳輸線路均設(shè)置信號隔離電路5。

每個采樣電阻通過一個分壓電路1將此采樣電阻的采樣信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，可將R_NTC電阻與分壓電路1、基準電壓串聯(lián)，輸出R_NTC電阻電壓即采樣電阻電壓。多路電壓信號通過所述信號選通電路2轉(zhuǎn)換成一路復(fù)用電壓信號；所述復(fù)用電壓信號通過所述壓頻轉(zhuǎn)換電路3轉(zhuǎn)換成一路復(fù)用頻率信號；所述主控電路4根據(jù)所述復(fù)用頻率信號通過所述信號選通電路2周期性采集各個采樣電阻的采樣信號。根據(jù)需要選通電壓信號的路數(shù)，依次發(fā)出固定選通周期的控制信號，完成多路電壓信號到一路復(fù)用電壓信號的轉(zhuǎn)換。

本方案中，采樣電阻在驅(qū)動電路板上先經(jīng)過分壓轉(zhuǎn)化成電壓信號，再經(jīng)過具有多路信號復(fù)用選通功能的信號選通電路2，轉(zhuǎn)換成一路復(fù)用電壓信號，最后通過壓頻轉(zhuǎn)換和光耦隔離處理之后，輸出到驅(qū)動電路板外部的采樣控制電路板上，最后送到DSP的QEP口。

針對多模塊搭接方案，對各個模塊的采樣如NTC溫度進行準確檢測，來監(jiān)控模塊的運行狀態(tài)變得尤為重要。如目前模塊NTC溫度常用檢測的方法1是R_NTC(1～n)采樣信號線與驅(qū)動PWM信號線通過一根多股線纜直接從驅(qū)動電路板輸出到外部的采樣控制板上，R_NTC(1～n)再經(jīng)過分壓、選通以及隔離和調(diào)理電路，最后送到控制芯片的AD口。存在著模組輸出的NTC采樣信號線較多，線纜較粗，空間尺寸要求較大、可操作性較差，NTC弱電信號傳輸?shù)侥＝M外部，容易受到PWM高頻信號以及模組內(nèi)部電磁干擾，可靠性較差。

模塊NTC溫度常用檢測的方法2是在模組內(nèi)部驅(qū)動電路板上，先將各模塊的R_NTC(1～n)經(jīng)過分壓、經(jīng)過取值電路(取最小電壓或者最大電壓)處理、壓頻信號轉(zhuǎn)換以及隔離電路處理，模組NTC溫度信號只輸出一路復(fù)用頻率信號，在外部采樣控制板上再處理最后送到控制芯片的QEP口。該方案的劣勢在于一個模組只采集一路最大NTC溫度信號，無法監(jiān)測其他模塊的NTC溫度情況。

本方案集合了上述方案1和方案2的優(yōu)點，先將各模塊采樣點的采樣電路R如R_NTC(1～n)經(jīng)過分壓、經(jīng)過選通復(fù)用處理、壓頻信號轉(zhuǎn)換以及光耦隔離處理，雖然模組NTC溫度信號只輸出一路復(fù)用頻率信號，但是包含了各個模塊的NTC信號，在采樣控制電路板上再處理最后送到控制芯片的QEP口，控制芯片通過掃尋方式獲得各個模塊的NTC信號。因此，該方案的優(yōu)勢在于：第一、模組內(nèi)部多模塊的NTC溫度信號，驅(qū)動電路板只有一路復(fù)用頻率信號對外輸出，線纜較細，方便操作，更適應(yīng)模組的小型化發(fā)展；第二、R_NTC轉(zhuǎn)換成復(fù)用頻率信號傳輸，相對于常用的弱電信號傳輸，更為可靠，傳輸距離可以做的更遠，方便系統(tǒng)集成；第三、該方案能實時監(jiān)控各個模塊的NTC溫度。

實施例2

請一并參閱圖3及圖4，實施例2的多模塊式采樣電路的設(shè)計在實施例1的多模塊式采樣電路的設(shè)計上更為細致。實施例2的采樣電阻為用于采集溫度信號的NTC電阻，實施例2的多模塊式采樣電路，信號選通電路2采用模擬多路復(fù)用器，如高速模擬多路復(fù)用器CD74HC4067；所述壓頻轉(zhuǎn)換電路3采樣壓頻轉(zhuǎn)換芯片，如芯片AD7740。

先對每路NTC電阻分壓，都轉(zhuǎn)換成電壓信號，NTC電阻一般都是負溫度系數(shù)，這里做法是NTC電阻串聯(lián)在分壓電路1的電阻(優(yōu)選采樣電阻進行分壓)上，這樣NTC電阻溫度變化，NTC分壓就隨著變化。

多路NTC電阻分壓電壓信號再經(jīng)過高速模擬多路復(fù)用器CD74HC4067，轉(zhuǎn)換成一路復(fù)用電壓信號。這樣就完成多模塊多個NTC電阻輸出轉(zhuǎn)化成一路復(fù)用電壓信號輸出。

再將這一路復(fù)用電壓信號通過壓頻轉(zhuǎn)換芯片(芯片AD7740)，轉(zhuǎn)換成一路復(fù)用頻率信號，轉(zhuǎn)換系數(shù)Fout＝0.1*f_CLKIN+0.8(Vin/Vref)*f_CLKIN，然后經(jīng)過光耦隔離輸出，送到外部MCU，MCU設(shè)定好復(fù)用信號的選通時間，就可以采集到各個NTC模塊的溫度。

解決模組多模塊拼接方案中，驅(qū)動電路板上NTC溫度采樣信號輸出線纜根數(shù)較多，造成線纜較粗，不易接線和操作。而本實施例的驅(qū)動電路板上只輸出一路復(fù)用NTC溫度復(fù)用復(fù)用頻率信號，節(jié)省空間，方便接線和操作。驅(qū)動電路板上NTC溫度電壓信號輸出，變成復(fù)用頻率信號輸出，抗干擾性增強，工作更可靠。各個模塊的溫度數(shù)據(jù)都能采集，更加安全可靠。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。