基于模擬邊界掃描的光伏電池板檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于模擬邊界掃描的光伏電池板檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏電池組件是由多塊光伏電池片串聯(lián)(構(gòu)成電池片串)，然后經(jīng)過蓋板、邊框、接線裝置等封裝，組成的便于現(xiàn)場使用的發(fā)電單元。電池片在封裝的過程中及封裝完成后，會進(jìn)行一系列的測試，來確定最終形成的光伏電池組件是否達(dá)到產(chǎn)品合格要求。當(dāng)光伏電池組件安裝到光伏電站后，受工作環(huán)境的影響，以及光伏電池本身的老化特性，光伏電池片的性能會發(fā)生變化，甚至出現(xiàn)故障。然而，由于光伏電池片的可測試點已經(jīng)被封裝到了蓋板與邊框里面，現(xiàn)場無法對每塊電池板進(jìn)行測試，無法確定其老化程度與故障情況。
[0003]目前光伏電池組件的測試方法為端口測試，僅可以對電池組件的出口電壓、電流進(jìn)行測試，且測試方法為離線測試。如圖1所示，光伏電池組件I內(nèi)部由多個電池片2串聯(lián)(或串并聯(lián)的組合)而成，光伏電池組件I對外提供一個二線端口，輸出電能。在電池組件封裝完成后，目前的測試方案為在光伏電池組件I的端口外串聯(lián)電流表3、并聯(lián)電壓表4，并且通過可調(diào)負(fù)載5來獲得電池板的伏安特性及其它電氣特性。并且通過在外施加不同的光照和溫度6條件，即可獲得不同環(huán)境下的伏安特性及其它電氣特性。測試成本高，測試時間長，測試需要人工完成，自動化程度低，無法檢測每一塊電池片的單獨性能，在現(xiàn)場老化與故障后，不能得知每個電池片的老化與故障差異。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述問題，本實用新型提供一種基于模擬邊界掃描的光伏電池板檢測系統(tǒng)，通過模擬自保持測試接口、模擬邊界掃描測試外殼、模擬邊界掃描總線，實現(xiàn)了光伏電池組件內(nèi)部電池片的獨立測試，降低了測試成本、減少了測試時間、實現(xiàn)了測試的在線化、自動化。
[0005]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種基于模擬邊界掃描的光伏電池板檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括與光伏電池組件的輸出端口相串聯(lián)的電流表和可調(diào)負(fù)載、分別與每個電池片兩端相連的模擬邊界掃描測試裝置，所述模擬邊界掃描測試裝置包括自保持采樣接口組、譯碼器和多路選擇器，所述譯碼器分別與自保持采樣接口組和多路選擇器相連，所述自保持采樣接口組的輸出端和多路選擇器相連，每個電池片的一個端部與一個自保持采樣接口相連，所述多路選擇器的輸出與電壓表相連。
[0007]優(yōu)選，所述自保持采樣接口包括順次相連的第一放大器、開關(guān)S2、和第二放大器，所述第一放大器與電池片的一個端部相連，所述第二放大器的輸出通過開關(guān)S4與多路選擇器相連，所述自保持采樣接口的輸入和輸出之間通過開關(guān)S3相連，第二放大器的同相輸入端通過電容C接地，所述開關(guān)S2、開關(guān)S3和開關(guān)S4分別與開關(guān)譯碼器相連。
[0008]本實用新型采用模擬邊界掃描技術(shù)，可單獨訪問到光伏電池組件中的每一塊電池片，從而得知光伏電池組件中電池片之間的老化與故障差異，進(jìn)而分析故障與老化原因，指導(dǎo)改進(jìn)組件性能，提高組件可靠性。同時通過自動化測試手段，減少組件測試時間與成本。
[0009]本實用新型的有益效果是:
[0010]a)實現(xiàn)對光伏電池組件內(nèi)電池片的電氣特性測試。
[0011]b)實現(xiàn)了電池片的同步采樣，從而可測試光伏電池組件內(nèi)電池片的匹配特性，如負(fù)載效應(yīng)、相位關(guān)系等，從而可用于電池片故障與老化的特征提取。
[0012]c)在封裝完成后，可測試組件內(nèi)電池片的伏安特性、頻率響應(yīng)、脈沖響應(yīng)、階躍響應(yīng)。
[0013]d)可實現(xiàn)組件內(nèi)電池片測試的自動化，測試速度快，成本低。
[0014]e)測試總線數(shù)量少，包括光伏電池組件的原來輸出端口，不計地線，最少只有5條。
【附圖說明】
[0015]圖1是傳統(tǒng)光伏電池組件的測試結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實用新型基于模擬邊界掃描的光伏電池板檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實用新型模擬邊界掃描測試裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本實用新型自保持采樣接口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是本實用新型電池片伏安特性測試的流程圖；
[0020]附圖的標(biāo)記含義如下:
[0021]1:光伏電池組件；2:電池片；3:電流表；4:電壓表；5:可調(diào)負(fù)載；6:光照和溫度；7:模擬邊界掃描測試裝置。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本實用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
[0023]一種基于模擬邊界掃描的光伏電池板檢測系統(tǒng)，如圖2所示，包括與光伏電池組件I的輸出端口相串聯(lián)的電流表3和可調(diào)負(fù)載5、分別與每個電池片2兩端相連的模擬邊界掃描測試裝置7。其中，可調(diào)負(fù)載5可以是電阻負(fù)載，或者是逆變器、DC-DC變換器、或光伏電站現(xiàn)場負(fù)載等，在組件的輸出端口施加可調(diào)負(fù)載5，用于檢測輸出電流。
[0024]邊界掃描是一種檢查印刷電路板上的連線或是集成電路中模組的方式，本申請中，所述模擬邊界掃描測試裝置7如圖3所示，包括自保持采樣接口組(SHATI_1、SHAT 1_2……SHATI_N)、譯碼器和多路選擇器。其中，譯碼器將串行控制輸入信號譯成采樣保持信號與選通信號，SHATI負(fù)責(zé)在采樣保持信號到來時，對被測輸入電壓信號進(jìn)行采樣，并對采樣電壓進(jìn)行鎖存，多路選擇器(圖在是N選二通道選擇器)在選通信號的控制下，使二線制輸出端依次輸出每塊電池片2的兩端電壓。
[0025]優(yōu)選，多路選擇器是N選二通道選擇器或N選三通道選擇器，但不限于此，即多路選擇器是N選X通道選擇器(N和X均是正整數(shù)，且N大于X)，且通道選擇器的實現(xiàn)方式不限于電子器件或機械開關(guān)。
[0026]所述譯碼器分別與自保持采樣接口組和多路選擇器相連，所述自保持采樣接口組的輸出端和多路選擇器相連，每個電池片2的一個端部與一個自保持采樣接口相連，即從每一塊電池片2的兩端引出導(dǎo)線，接入到兩個自保持采樣接口，相連的電池片2的共同連接端可以僅接入到一個自保持采樣接口。所述多路選擇器的輸出與電壓表4相連。
[0027]模擬邊界掃描測試裝置7通過采樣保持機制與選通機制，使每一塊電池片2的兩端電壓依次輸出，并用電壓表4檢測電池片2的輸出電壓。通過串行通訊總線(如I2C總線、Ι-wire總線，也可通過并行控制總線，但這將增加通訊端口數(shù)量)控制電壓采樣保持與電池片2的選通動作。通過分析檢測到的電壓、電流的關(guān)系，得到伏安特性曲線，在組件輸出端口施加調(diào)頻信號、脈沖信號、階躍信號，并在測試總線端口用高速采樣法檢測電壓響應(yīng)，可得到各個電池片2的頻率特性、脈沖響應(yīng)特性、階躍響應(yīng)特性及兩兩電池片2之間的響應(yīng)關(guān)系。在不同的光照、溫度下可測試電池片2相應(yīng)的電氣特性。
[0028]優(yōu)選，自保持采樣接口的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括順次相連的第