專利名稱：一種光電信號采集電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能利用技術(shù)，具體涉及太陽能跟蹤系統(tǒng)中信號處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。太陽能作為一種可再生的新能源，越來越引起人們的關(guān)注。光伏發(fā)電是太陽能利用的一種方式，因其節(jié)能和環(huán)保的效果，受到廣泛的重視。目前，各種類型的太陽能跟蹤器裝置，從簡單到復雜，主要分為兩大類，即機械系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，機械系統(tǒng)一般又可分為壓差式和控放式，而電控系統(tǒng)一般可分為光電式和視日運動軌跡式。本課題著重基于視日運動軌跡式跟蹤的研究，以下先對目前常見的跟蹤系統(tǒng)作簡要介紹。(一 )壓差式太陽能跟蹤器壓力差式跟蹤器的原理是當入射太陽光發(fā)生偏斜時，密閉容器的兩側(cè)受光面積不同，會產(chǎn)生壓力差，在壓力的作用下，使裝跟蹤器重新對準太陽。根據(jù)密閉容器內(nèi)所裝介質(zhì)的不同，可分為重力差式，氣壓差式和液壓式。該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制作費用低，純機械控制，不需電子控制部分及外接電源。但是，該機構(gòu)只能用于單軸跟蹤，精度很低。( 二 )控放式太陽跟蹤器控放式太陽能跟蹤器在太陽能接收器的西側(cè)放置一偏重，作為太陽光接收器向西的轉(zhuǎn)動力，并利用控放式自動跟隨裝置對此動力的釋放加以控制，慢慢釋放此轉(zhuǎn)動力，使太陽光接收器向西偏轉(zhuǎn)運動。該機構(gòu)成本低廉，純機械控制，不需電子控制部分及外接電源。 但是該機構(gòu)不能自動復位，不能滿足晝夜更替之后的跟蹤需求，除非另外加復位機構(gòu)；而且該跟蹤器只能用于單軸跟蹤，精度低。(三)光電式太陽跟蹤器光敏硅光電管等作為一種利用光作用使半導體材料的電導率顯著變化的光敏傳感器，常見的光電器件有光電池、光敏二極管和光敏三極管。目前國內(nèi)常用的光電跟蹤有重力式、電磁式和電動式，這些光電跟蹤裝置都使用光敏傳感器。通常在這些裝置中，光電管的安裝靠近遮光板，調(diào)整遮光板的位置使遮光板對準太陽。當太陽西移時遮光板的陰影偏移，光電管因受到陽光直射輸出一定值的微電流，作為偏差信號，經(jīng)放大電路放大，由伺服機構(gòu)調(diào)整角度使跟蹤裝置對準太陽完成跟蹤。一般來說光電跟蹤靈敏度高，結(jié)構(gòu)設(shè)計較為方便，但受天氣的影響很大，如果在稍長時間段里出現(xiàn)烏云遮住太陽的情況，太陽光線往往不能照到硅光電管上，就會導致跟蹤裝置無法對準太陽，有時甚至會引起執(zhí)行機構(gòu)的誤動作總上所述，在各種類型的跟蹤器中，純機械式的跟蹤器精度偏低，而跟蹤的目的在于提高能量密度，如果精度低，跟蹤效率低，還額外提高了成本，在設(shè)備中添加跟蹤器就失去了原來的意義。所以，精度相對較高的光敏電阻控制的太陽跟蹤器的控制方式比較好，但如上所述還存在較多問題。要進一步提高太陽能的利用率，需要更深一步的研究和探討，以開發(fā)出真正廉價、高精、實用的自動跟蹤器，本發(fā)明將在此基礎(chǔ)上給出一種光電信號采集電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種光電信號采集電路，主要包括集成運算放大器、基準電壓源電路，如附圖1所示，光電信號采集部件。Vl就是模擬輸出交流電壓的反饋值，V2是+5V的直流電壓源，V3是+12V的直流電壓源，LM358是簡單的集成運算放大器，78L05是基準電壓源電路。具體的工作原理是這樣選取合適的R4、R5的大小，將會使得a點的電壓值固定在 +2V，這個電壓作為提升電壓，可以把采集的正弦電壓整體提高2V，也就是把雙極性的電壓形式轉(zhuǎn)換成單極性的電壓形式，附圖2就是電壓提升以后的采集信號圖。R1、R2、R3的選擇合適，將會使得電阻的消耗功率很小，同時還使得采集的正弦電壓波形更加能夠反映實際的電壓波形。Rl = R2 >> R3，由于在實際中2個同值的電阻也不可能完全的相同，多少都會存在著一定的阻值差別，所以R1、R2我選擇用誤差值較小，隨溫度影響較小的金屬膜電阻，而R3的選擇則要保證所采集的電壓的峰值能夠不超過提升電壓，以保證所采集的電壓不失真。LM358在這里起到一個前后級電路的隔離作用，以防止前后級電路的相互干擾，采用LM358做為跟隨器來隔離前后級電路剛好可以滿足這個要求以保證采集電壓信號的真實性。


圖1采集電路2電壓提升以后的采集信號圖
具體實施例方式附圖1中OV的電壓信號就是經(jīng)過電壓提升后的電壓信號，OVl則是經(jīng)過LM358跟隨后輸出采集電壓，它也是單片機模擬電路A/D直接采集的電壓值。DSPIC30F3010內(nèi)置的 10位精度A/D采集電路，通過設(shè)置內(nèi)部的寄存器可以很方便的實現(xiàn)多種形式的信號采集。 由于此款單片機有著DSP的性能，在數(shù)學運算上有著很強的功能，數(shù)據(jù)的吞吐量較大，可以實時快速的采集OVl的信號。附圖2所示就是OVl輸出信號的PR0TEL99SE仿真圖。采集的信號要經(jīng)過如下公式過程的處理，最后才能夠得出其實際值的大小。對交流工頻信號的采集，一般以其有效值進行計算，其計算公式為
權(quán)利要求
1. 一種光電信號采集電路，主要包括集成運算放大器、基準電壓源電路，其特征是: 采用LM358作為一個前后級電路的隔離器件。
全文摘要
一種光電信號采集電路，滿足了簡單的特性，又滿足了精度的要求，數(shù)據(jù)采集的精度能夠達到0.5％這個水平。主要包括光電信號采集部件、集成運算放大器、基準電壓源電路。OV的電壓信號就是經(jīng)過電壓提升后的電壓信號，OV1則是經(jīng)過LM358跟隨后輸出采集電壓，它也是單片機模擬電路A/D直接采集的電壓值。DSPIC30F3010內(nèi)置的10位精度A/D采集電路，通過設(shè)置內(nèi)部的寄存器可以很方便的實現(xiàn)多種形式的信號采集。V1是模擬輸出交流電壓的反饋值，V2是+5V的直流電壓源，V3是+12V的直流電壓源，LM358是簡單的集成運算放大器，78L05是基準電壓源電路。
文檔編號G05D3/12GK102236356SQ20101016146
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者韋軍 申請人:韋軍