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  組件級快速關斷是一款安裝于光伏板上的可實現光伏組件關斷的裝置，緊急情況下通過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險，從而保證人員的人身安全。

  基于以上背景，推出了基于GD32E230的組件級快速關斷系統(tǒng)的的設計方案。

  本項目包含組件級消防快速關斷控制器和組件級消防快速關斷執(zhí)行器。正常情況下控制器通過電力載波的方式發(fā)送開機命令，接收端接收到開機命令時使能光伏板輸出。當發(fā)生火災等其他異常情況時，可通過自動識別系統(tǒng)溫度過高、交流電網電壓異?；蛘呷藶槭謩雨P斷控制器的方式實現將關斷信號發(fā)送給執(zhí)行器，執(zhí)行器接收到關機命令時斷開光伏板的輸出，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、具有豐富的外設包括ADC、CMP、Timer、Usart等，具備以下特點：

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

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

  ? 具備單周期乘法器，int32的整數乘法時間在0.25us左右，滿足項目中濾波器計算所需要的時間;

  ? 包含高級定時器T0和通用定時器T2等，通過定時器可以產生死區(qū)可配置、占空比可調的PWM信號，滿足項目中PWM的需求;

  ? 具備Usart通信功能，方便用戶實現產品開發(fā)過程中的調試;

  ? 具備硬件比較器CMP，在緊急停機的場合情況下，可以通過硬件比較器的方式實現2us級別的故障保護;

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

  ? 每個芯片具備唯一的96位ID碼，滿足項目中對于實現軟件防破解加密的需求。

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

  本項目特點

  ? 采用GD32E230作為主控芯片;

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

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

  控制器MCU功能介紹

  ? 實現電力載波信號的調制解調;

  ? 實現市電異常檢測，異常時發(fā)送關機命令;

  ? 實現溫度采樣及過溫保護;

  ? 實現相關信息監(jiān)控;

  ? 通過芯片的96位唯一識別碼實現軟件防破解加密。

  執(zhí)行器MCU功能介紹

  ? 實現電力載波信號的調制解調;

  ? 接收關機命令時，將光伏板輸出斷開并使輸出電壓迅速降低為安全電壓;

  ? 實現溫度采樣及過溫保護;

  ? 實現相關信息監(jiān)控;

  ? 通過芯片的96位唯一識別碼實現軟件防破解加密。

  產品規(guī)格

  PCBA照片

  產品照片

  組件級消防快速關斷執(zhí)行器整機照片

  發(fā)射端整機照片