Способ определения мест утечек тока в группах фотопреобразователей

 

с ссвънал

ФЬтЭяттко-техникаec ив т

НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ветэкв, М . А

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Республик

ru>767671

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ает. сеид-еу (22) Заявлено 2SQ978 (21) 2665995/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.0980. Бюллетень ¹ 36 (53)м К 3

501 и 31/02

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (5З) ЮФ 621. 382. 2 (088.8) Дата опубликования описания 300980 (72) Авторы изобретения

В.Г. Пушкарев, A. М. Черный и О.А. Летуновский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ УТЕЧКИ ТОКА В ГРУППАХ

ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к способам отыскания неисправностей в объектах кОнтроля, а именно, к способам определения .Утечек тока в группах фотоэлектрических преобразователей (ФЭП). 5

Под группой r.oíèìàåòñÿ конструкция, в которой фотопреобразователи соединены последовательно-параллельно. Напряжение холостого:хода такой груп" пы определяется числом последователь-10 ных рядОв ФЭП, а .ток короткого samaкания - числом ФЭП в каждом ряде (линейке) .

В процессе производства групп, на-15 пример, на операции пайки ФЭП в группы, возможнр появление неисправностей ФЭП, в частности, коротких замыканий отдельных элементов нли, в более общем случае, утечек тока через от- 2О дельные элемен ты.

Известен способ (" 1 определения неисправности отдельных элементов в параллельных соединениях их.

Сущность известного способа эаклю-25 чается в том, что на каждый элемент последовательно направляют лучистую энергию и замечают отклик каждбго элемента на облучение. В способе применен контактный метод фиксации откли- 30

2 ка путем подсоединения к выходу объекта измерительной аппаратуры.

Известный способ не позволяет надежно (достоверно)определять неисправности ФЭП типа утечки или короткого замыкания..Это связано с тем,,что ток освещаемого ФЭП .замыкается не только через сопротивление утечки, но и через затененные ФЭП. Кроме того, группа, находящаяся в составе батареи, может Иметь только общий внешний выход, реакцию на котором обнаружить весьма трудно, так как затененные ФЭП других рядов оказыв аются включеннымн встречно освещаемому ФЭП, и ток на выход группы не проходит.

Известен способ (2) определения мест утечки тока в группах фотопреобразователей путем воздействия на ник световым излучением и измерения фототока.

ИзвестНый. способ. не позволяет достаточно точно определить место утечки.

Целью. изобретения является повьхаение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что световое излучение модулируют по амплитуде, последовательно освещают им все ряды параллельно соединенных фотопреобразователей, определяют ве767671

50 дичину и направление тока утечки в различных точках по длине ряда и определяют место утечки по изменению направления тока утечки на противополбжное.

На фиг. 1 представлен пример. принципиальной электрической схем группы фотопреобразователей; на фиГ, 2 схема прохождения токов через элементы в параллельном ряду .(линейке)

ФЭПg На фиг. 3 — кон ма группы с наличием коротких заьыканий и схемой прохождения токов по группе; на фиг.. 4 - схема логических состояний сигналов тока при наличии утечек, на фиг. 5 -: схема возможной реализации описываемого способа.

На фиг. 1-5 обозначено: фотопреобразователь 1, внешняя цепь (выход) . группы 2, сопротивление утечки 3, распределенная емкость 4 фотопреоб- 20 раэователя, электрический контакт 5 фотопреобразователя с рабочей (освещаемой) стороны, электрический контакт фотопреобразователя с нерабочей стороны (подложка) 6, соедини- д5 тельная шина 7, короткое эавыкание ("шунт") фотопреобраэователей 8, модулируемый источник света 9, блок"

А 10 управления источником света, оп« тическая система 11, группа фотопре.обраэователей 12, бесконтактные датчнки 13 тока, блок преобразования информации 14.

На фиг. 1 видно, что если, например, первый и третий ряд фотопреобраэователей 1 затемнены, то освещение любого одного, нескольких или всех ФЭП втброго ряда не оказывает влияния на внешнюю цепь 2 - ток эту внешнюю цепь 2 не проходит, так как диоды затемненных рядов оказываются 40 включенными встречно образующейся при освещении ЭДС.

Если помимо общей выходной цепи имеется внешний выход цепи каждого ряда (см.фиг.2), то и в этом случае 45 освещение или затенение поочередно каждого ФЭП дает малодостоверный результат в отношении утечек тока.

Действительно при освещении какоголибо ФЭП, например того, который на фиг.2 не заштрихован, ток этого ФЭП протекает не только через утечку. 3 нб и через все остальные ФЭП, которые оказываются диодами, включенными прямой проводимостью в источник

ЭДС. В случае пульсации ЭДС дополнительные утечки будут проходить через нутренние распределенные емкости 4 фотопреобразователей", - которые заряжа"ются только током одного освещенного фотопреобраэователя. Обычно внешние d0 выходы каждогО ряда группы ФЭП отсутствуют, тем более, когда группа работает как часть батареи. Определение утечек на готовом изделии контактным методом весьма неудобно — приходится 65 нарушать защитные покрытия ФЭП. Од-. нако, даже и бесконтактный способ утечек при освещении только одного ФЭП неудобен - ток, как указывалось, растекается по соседним фотопреобразователям, создавая существенную помеху измерениям, зависящую в том числе и от количества параллельных ФЭП в ряду

В изобретении эти недостатки отсутствуют, так как освещаются все

ФЭП ряда одновременно, распределенная емкость каждого ФЭП заряжается от него же, и этот. ток заряда во внешний (относительно освещаемого ФЭП) контур ие попадает.

Таким образом, llpH отсутствии сопротивления утечек тока в контуре не будет, что весьма существенно для точности измерения. При наличии в ряду сопротивления утечки через это. сопротивление протекает суммарный ток от всех фотопреобразователей ряда.

Из-за отсутствия дополнительных утечек появляется возможность количественного измерения тока или сопротивления утечки. Если производить освещение модулированным световым потоком с достаточно большой частотой (десятки кГц}, то появляется возможность бесконтактного измерения переменного магнитного поля с помощью наиболее чувствительных резонансных методов.

При реализации способа необходимо, чтобы соответствующие. датчики не затеняли ни один ФЭП из освещаемого ряда. Конструкция реальной группы позволяет выполнить это требование, что можно проиллюстрировать с помощью фиг. 3. Группа. образуется путем накладки одного ряда фотопреобразователей .на другой с последующей пайкой контактов 5 рабочей стороны к подложке 6. Подложки параллельного ряда соединяются между собой шинами. 7.

При освещении рабочей стороны ряда группы (направление от источника света показано стрелками) на подложке относительно контакта рабочей сторо-. ны возникает положительный потенциал. В случае утечки или короткого замыкания через элементы группй протекает ток, характер распределения которого йбказан на другой проекции фиг.3 (короткозамкнутые ФЭП - "шунт" 8заштрихованы). Из чертежа видно, что магнитометрические измерения можно производить над соседним, иеосвещаемым, рядом ФЭП.

Наибольшая плотность тока сосредоточена на шине в месте ее связи между двумя соседними ФЭП.Замеряя ток в различных точках по длине ряда (его величину и направление), можно найти как место утечки, так и токи утечки. Иэ фиг. 3 видно, что если токи,измеряемые на неосвещаемом ряду, направлены в двух соседних точках в разные стороны, то утечка

767671 находится между этими точками. В дру" гих случаях утечка находится слева или справа (естественно, если имеется вообще ток утечки) ° Условная диаграмма возможных состояний дана на фиг. 4.. . 5

Измерения можно проводить как одним датчиком с последовательным перемещением его вдоль ряда и фиксацией измеренных значений, так и одновременно несколькими датчиками, расположенными по длине ряда. Очевидно, система обработки информации от датчика, измеряющего переменную величину, должна быть снабжена фазовым детектором для выявления направления тока.

На фиг. 5 приведен пример реализа. ции предлагаемого способа. По предлагаемому способу, одновременно освещают модулированным светом все ФЭП одного ряда группы. Технически это 30 достигается, например, с помощью источника света (лампы) 9, работающей в режиме амплитудной модуляции от блока ее управления 10. Оптическая система 11 создает узкую полосу 25 света, освещакщую лишь один ряд ФЭП

12(объекта контроля).

Следующая операция — бесконтактное измерение тока утечки осуществляется бесконтактными магнитометри- щ ческими датчиками 13, реагирующими на создаваемое переменным током электромагнитное поле. Переменный ток появляется в результате воздействия на груйпу модулированного светового потока. В зависимости от технического исполнения в качестве магнитометрических датчиков могут быть использованы магнитные голойки, датчики резонансного типа, дат- чики Холла и т.д.

Операция определения направления тока и места утечки осуществляется с,помощью блока преобразования информации 14, основным узлом которого является фазовый детектор, выдающий информацию о направлении тока.

Яа один вход фазового детектора подается сигнал с датчика 13, на другой опорный сигнал с .блока управления 10.

Дальнейшая обработка информации по поиску места утечки осуществляется логическим путем на стандартных элементах по правилам, соответствующим фиг. 4.

Формула изобретения

Способ определения мест утечки тока в группах фотопреобраэователей путем воздействия на них светова излучением и измерения фототока, о т л ич а ю шийся тем, что,с целью повышения достоверности контроля, световое излучение модулируют по амплитуде, последовательно освещают им все ряды параллельно соединенных фотопреобраэователей, определяют величину и направление тока утечки в различных точках по длине ряда и определяют место утечки по изменению направления тока утечки на противоположное.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 9 3702437, кл. G 01 % 31/02, опублик. 1972 °

2. Патент США М 3630627, кл. б 01 3 1/42, опублик. 1971 (прототип).

767671 утечка enpade утечка елеуе утечка екеача к елеаа утечка ееееь

Фий. 9

Фиг. Г

Составитель ВьНемцев

Редактор T. Коляда Техред М.Кузьма Корректор р.Решетиик

° ту йчаьл&Е акй"т

Заказ 7186/41 Тираж 1019 Подлисное

ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4