طراحي و پياده سازي مدار واسط جهت سنجش جريان و ولتاژ به‌صورت ايزوله مناسب براي كاربردهاي فتوولتائيك

design and implementation of interface circuit to measure isolated voltage and current suitable for photovoltaic applications

جهت تأمين سطح ولتاژ مطلوب در كاربردهاي فتوولتائيك نياز به‌واسطهاي الكترونيك قدرت از قبيل مبدل افزاينده، اينورتر و غيره است. در مواردي از قبيل كنترل حلقه بسته و امور نظارتي نياز به دريافت، مانيتورينگ و ذخيره‌سازي مقادير ولتاژ و جريان بخش‌هاي مختلف مدار فتوولتائيك است. مسئله مهم اين است كه به كمك يك مدار واسط، ولتاژ و جريان بخش‌هاي مختلف با كمترين اثر گذاري بر عملكرد عادي مدار و با تنظيمات دلخواه در اختيار قرار گيرد. از طرفي در مواردي به منظور رعايت مسائل ايمني و كاهش اغتشاشات، اندازه‌گيري سيگنال‌ها به‌صورت ايزوله بايد انجام پذيرد. در اين راستا هدف اين مقاله، طراحي مدار واسط شامل حس‌گر جريان و ولتاژ به‌صورت ايزوله و مناسب براي قرائت سيگنال‌هاي DC و AC در كاربردهاي خورشيدي است. اين مدار براي اندازه‌گيري در سطح 110 ولت و جريان 5 آمپر فرض شده است. ابعاد كوچك، نويز پذيري كم، فيلترينگ مناسب و تنظيم گين و آفست سيگنال‌ها براي ورود به واحد ADC از اهداف طراحي مدار است. طراحي نقشه مدار توسط نرم‌افزار Altium Designer انجام شده است. جهت ارزيابي مدار يك ست آپ آزمايشگاهي نمونه مهيا گرديد كه نتايج آزمون‌هاي آزمايشگاهي در انتهاي مقاله آمده است.

In order to provide the desired voltage level in photovoltaic applications, the power electronic devices such as boost converters, inverters and etc are required. in some cases such as closed loop control and supervisory tasks, it needs to measure, monitor and store voltage and current values of different parts of photovoltaic circuit. An important issue is that, with the help of an interface circuit, the voltage and the current of different sections can be provided with the smallest impact on the normal circuit operation and with arbitrary settings. on the other hand, in order to observe safety issues and decrease the disturbances, measurements of signals have to be carried out by isolation. In this regard, the purpose of this paper is to design the interface circuit, including current sensor and isolated voltage sensor, suitable for measuring DC and AC signals in solar applications. The circuit is assumed to be measured at 110 V and 5 ampere level. The small dimensions, low noise, suitable filtering, and the tuning of the gain and offset of signals are designed to enter the ADC unit are circuit design objectives. the design of the circuit was done by Altium Designer software. In order to evaluate the circuit ,an experimental set – up as prototype has been prepared, where the results of the experimental tests are presented at the end of the paper.