[发明专利]太阳能电池阵列伏安性能测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏电池检测领域，特别涉及太阳能电池阵列电流电压性能测试装置及测试方法。

背景技术

当前，太阳能电池利用光伏效应直接将光能转变为电能，应用十分方便，成为替代煤与石油等矿物的清洁能源，得到快速发展。对太阳能电池的电流电压性能进行测试，能有效的控制太阳能光伏电池的生产工艺、提高生产效率和保证生产质量。目前西安交通大学研制的JDSGC系列的太阳能电池参数测试仪是基于PC机或便携式笔记本测试设备，测试精度高，测试时间短，但最大测试电压范围和电流范围有限，且设备体积庞大、成本高，不适用于工程现场大规模施工测试和维护测试；目前国内大多数产品只能满足单电池、小组件的测量需求，不能应用于太阳能电池阵列。

发明内容

    本发明的目的是：提供一种太阳能电池阵列伏安性能测试装置及其测试方法，解决现有技术中太阳能电池测试的电压和电流范围有限的问题，而且测试装置实现微型化，便于工程现场对高电压、大电流的太阳能电池阵列进行测试。

本发明的技术方案是：本发明的太阳能电池阵列伏安性能测试装置，其结构特点是：包括辅助电源E、第一开关管T1、第二开关管T2、电阻R1、电流采样电阻R2、电阻R3、电容C1、高速ADC和单片机；上述的第一开关管T1和第二开关管T2均具有控制端、输入端和输出端；单片机具有电压信号输入端、电流信号输入端、第一控制信号输出端和第二控制信号输出端；高速ADC具有采样电压信号输入端、采样电流信号输入端、电压信号输出端和电流信号输出端；

上述的单片机的电压信号输入端与高速ADC的电压信号输出端电连接；单片机的电流信号输入端与高速ADC的电流信号输出端电连接；辅助电源电源E的正极和高速ADC的采样电压信号输入端具有公共接点，该公共接点使用时与太阳能电池阵列的正极电连接；辅助电源E的负极与电阻R1的一端电连接；电阻R1的另一端、电容C1的一端以及第二开关管T2的输出端共线；第二开关管T2的控制端与单片机的第一控制信号输出端电连接；第二开关管T2的输入端与电阻R3的一端电连接，电阻R3的另一端、电容C1的另一端以及第一开关管T1的输入端共线；第一开关管T1的控制端与单片机的第二控制信号输出端电连接；第一开关管T1的输出端、高速ADC的采样电流信号输入端以及电流采样电阻R2的一端共线；电流采样电阻R2的另一端接地。

进一步的方案是：上述的第一开关管T1和第二开关管T2均为绝缘栅耗尽型场效应管。

进一步的方案是：上述的第一开关管T1和第二开关管T2均为NPN型三极管。

进一步的方案是：上述的第一开关管T1和第二开关管T2均为大功率绝缘栅双极型晶体管。

采用上述的太阳能电池阵列伏安性能测试装置测试太阳能电池阵列的方法包括如下步骤：

①    首先让第二开关管T2开关管导通，调节开关管T1，使太阳能电池两端

电压为0，测量短路电流；

②第二开关管T2断开，第一开关管T1导通，电路进入RC充电电路慢速充电过程；高速ADC连续采样电阻R2两端电流和太阳能电池两端的电压，并做好记录，形成负载特性曲线； 

③RC充电过程结束时，测得太阳能电池两端的电压即为开路电压；

④第一开关管T1关断，第二开关管T2导通，电路进入RC快速放电过程，为下一次测量作好准备。

本发明具有积极的效果：（1）通过采用RC充电电路代替传统的可变负载，避免了手动或微处理器调节负载电阻，从而有效缩短测量伏安特性测量时间，减小了开关管的平均功耗。（2）通过采用高速AD转换电路，将太阳能电池阵列的测量周期限制在毫秒级别，从而有效降低了开关管的平均电流，减少了对被测电池的损伤。

附图说明

图1为本发明的太阳能电池阵列伏安性能测试的电原理图；

图2为本发明一次测试的控制流程示意图。

具体实施方式

    （实施例1）

见图1，本实施例的太阳能电池阵列伏安性能测试装置，由辅助电源E、第一开关管T1、第二开关管T2、电阻R1、电流采样电阻R2、电阻R3、电容C1、高速模数转换电路和单片机组成。