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  組件級(jí)快速關(guān)斷是一款安裝于光伏板上的可實(shí)現(xiàn)光伏組件關(guān)斷的裝置，緊急情況下通過(guò)該裝置可以使光伏板的輸出電壓快速下降到NEC2017要求的安全電壓以下，從而消除光伏系統(tǒng)陣列中存在的直流高壓，最大程度降低觸電風(fēng)險(xiǎn)，從而保證人員的人身安全。

  基于以上背景，推出了基于GD32E230的組件級(jí)快速關(guān)斷系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)方案。

  本項(xiàng)目包含組件級(jí)消防快速關(guān)斷控制器和組件級(jí)消防快速關(guān)斷執(zhí)行器。正常情況下控制器通過(guò)電力載波的方式發(fā)送開(kāi)機(jī)命令，接收端接收到開(kāi)機(jī)命令時(shí)使能光伏板輸出。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等其他異常情況時(shí)，可通過(guò)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)溫度過(guò)高、交流電網(wǎng)電壓異常或者人為手動(dòng)關(guān)斷控制器的方式實(shí)現(xiàn)將關(guān)斷信號(hào)發(fā)送給執(zhí)行器，執(zhí)行器接收到關(guān)機(jī)命令時(shí)斷開(kāi)光伏板的輸出，使光伏組串的電壓快速降低到安全電壓，從而消除光伏陣列種的直流高壓。

  原理框圖如下：

  系統(tǒng)原理框圖

  GD32E230簡(jiǎn)介

  GD32E230是一款基于ARM Cortex M23的32位MCU，兼具低功耗和高效處理能力、具有豐富的外設(shè)包括ADC、CMP、Timer、Usart等，具備以下特點(diǎn)：

  ? 最高總線頻率72MHz，芯片功耗僅8.5mA，相對(duì)于其他芯片20mA左右的功耗，非常適合應(yīng)用在這種需要低功耗且運(yùn)算能力有一定要求的場(chǎng)合;

  ? ADC采樣率最大可達(dá)2MSPS(12bit ADC)，在采樣頻率為100kHz的情況下，一個(gè)采樣周期最大可以采樣20次，滿足項(xiàng)目采樣帶寬的需求;

  ? 具備單周期乘法器，int32的整數(shù)乘法時(shí)間在0.25us左右，滿足項(xiàng)目中濾波器計(jì)算所需要的時(shí)間;

  ? 包含高級(jí)定時(shí)器T0和通用定時(shí)器T2等，通過(guò)定時(shí)器可以產(chǎn)生死區(qū)可配置、占空比可調(diào)的PWM信號(hào)，滿足項(xiàng)目中PWM的需求;

  ? 具備Usart通信功能，方便用戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的調(diào)試;

  ? 具備硬件比較器CMP，在緊急停機(jī)的場(chǎng)合情況下，可以通過(guò)硬件比較器的方式實(shí)現(xiàn)2us級(jí)別的故障保護(hù);

  ? 具備多種電源功耗管理模式，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可以使芯片進(jìn)入睡眠、深度睡眠或者待機(jī)模式，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗，提升系統(tǒng)效率;

  ? 每個(gè)芯片具備唯一的96位ID碼，滿足項(xiàng)目中對(duì)于實(shí)現(xiàn)軟件防破解加密的需求。

  基于以上的考慮，本系統(tǒng)采樣GD32E230作為項(xiàng)目的主控芯片。

  本項(xiàng)目特點(diǎn)

  ? 采用GD32E230作為主控芯片;

  ? 通過(guò)電力載波的方式進(jìn)行通信，無(wú)需另外增加通信線，降低系統(tǒng)成本及減少系統(tǒng)故障點(diǎn);

  ? 智能監(jiān)控系統(tǒng)溫度，在發(fā)生火災(zāi)的異常情況下能自動(dòng)關(guān)斷光伏板的輸出。

  控制器MCU功能介紹

  ? 實(shí)現(xiàn)電力載波信號(hào)的調(diào)制解調(diào);

  ? 實(shí)現(xiàn)市電異常檢測(cè)，異常時(shí)發(fā)送關(guān)機(jī)命令;

  ? 實(shí)現(xiàn)溫度采樣及過(guò)溫保護(hù);

  ? 實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息監(jiān)控;

  ? 通過(guò)芯片的96位唯一識(shí)別碼實(shí)現(xiàn)軟件防破解加密。

  執(zhí)行器MCU功能介紹

  ? 實(shí)現(xiàn)電力載波信號(hào)的調(diào)制解調(diào);

  ? 接收關(guān)機(jī)命令時(shí)，將光伏板輸出斷開(kāi)并使輸出電壓迅速降低為安全電壓;

  ? 實(shí)現(xiàn)溫度采樣及過(guò)溫保護(hù);

  ? 實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息監(jiān)控;

  ? 通過(guò)芯片的96位唯一識(shí)別碼實(shí)現(xiàn)軟件防破解加密。

  產(chǎn)品規(guī)格

  PCBA照片

  產(chǎn)品照片

  組件級(jí)消防快速關(guān)斷執(zhí)行器整機(jī)照片

  發(fā)射端整機(jī)照片