Устройство для испытания полупроводниковых солнечных батарей

 

Союз Соввтсиик

Социал истичвсиик

Республик

О П И С А Н И Е (и)892368

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Дд пол н и тел ьное к а вт. с вид-ву— (22) Заявлено 130979 (21) 2818996/18-21 (51)М. Кл.

6 01 R 31/36 с присоединением заявки РЙ

1ое/дэдстееккые коиктет

СССР по делеи кзабретеннк н открытий (2В) Приоритет

Опубликовано 23.1 281. Бюллетень 1 В 47

Дата опубликования описания 231281 (53) УДК 621. 317.

° 799(088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Красковский и А. П. Гура

U (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЪ|Х

СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерения вольтамперных характеристик солнечных батарей при наземных испытаниях батарей и их элементов в процессе производства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для испытания полупроводниковых солнечных батарей, содержащее источ1О ник питания, соединенный с регулятором и коммутатором, первый из которых соединен с осветителем и, датчиком температуры, а второй " с датчиком температуры, блоком измерения, 15 характеристик и солнечной батарееи, которая соединена с датчиком температуры и осветителем (13 .

Недостатком устройства является отсутствие ограничения тока источ20 ника питания при подключении к нему солнечной батареи и связанное с этим механическое разрушение элементов батареи.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение надежности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее.источник питания, выход которого соединен со входом коммутатора, второй вывод которого соединен с выводом блока измерения характеристик, а третий вывод соединен с выводом солнечной батареи, вход которой соединен с выходом осветителя, а выход - со входом датчика температуры, выход которого соединен со входом регуля тора, введены источник опорного напряжения, элемент сравнения, усилитель, программно-временной блок и цифро-аналоговый преобразователь, причем второй вывод блока измерения характеристик соединен с выводом осветителя, вход соединен с выходом датчика температуры, а выход соединен с первым и вторым входами программно-временного блока, Вi - выводы

89236 которого соединены с соответствующими выводами блока измерения характеристик, второй выход которого соединен со входом источника опорного напряжения, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразова5 теля и вторым входом регулятора, выход которого соединен со входом элемента сравнения, выход которого соединен со входом усилителя, а второй вход — с выходом цифро-аналогового преобразователя, второй выход которого соединен с третьим входом программно-временного блока, выход которого соединен со вторым входом цифро-аналогового преобразователя, а четвертый входс выходом усилителя и третьим входом регулятора, второй выход которого соединен со входом источника питания.

Кроме того, цифро-аналоговый преобразо30 ватель содержит счетчик и делитель, причем второй вход и второй выход цифро-аналогового преобразователя соединены соответственно со входом и выходом счетчика, второй выход которо5

ro соединен со входом делителя, второй вход и выход которого соединены соответственно со входом и выходом цифроаналогового преобразователя.

При этом программно-временный блок содержит генератор, первый и второй элемент И, элемент ИЛИ, делитель частоты и инвертор„ причем первый и второй вход первого элемента И соединены соответственно с первым и четвертым входом программно-временного блока, третий вход соединен с генера- . тором и входом второго элемента И, а выход соединен со входом элемента

ИЛИ, выход которого соединен с выходом программно-временного блока, а второй вход соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с выходом второго элемента И, à Bi выводы - с соответствующими Bi выводами программно-временного блока, третий 45 вход которого соединен со вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом делителя частоты, вход которого соединен со вторым входом программно-вре- 5О менного блока.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, осветитель 2, блок 3 измерения 55 характеристик, коммутатор 4, регулятор 5, датчик 6 температуры, источник

7 опорного напряжения, элемент 8

° 4 сравнения, усилитель 9, программновременный блок 10 и цифро-аналоговый преобразователь 11. Программно-временный блок 10 содержит генератор 12, первый элемент И 13, второй элемент

И 14, элемент ИЛИ 15, инвертор 16, делитель 17 частоты. Цифро-аналоговый преобразователь содержит делитель

18 и счетчик 19. Устройство соединено с испытываемой полупроводниковой солнечной батареей 20.

Устройство работает следующим образом.

Источник 7 опорного напряжения на входе регулятора 5 устанавливает напряжение, пропорциональное температуре, при которой производятся испытания солнечной батареи. Одновременно это напряжение воздействует на делитель 18. Устанавливается также коэффициент деления частоты по выводам

Bl делителя 17 частоты, чем обеспе-. чивается установка времени нагрева испытываемой солнечной батареи до заданного значения температуры.

При отсутствии управляющего сигнала на входах элемента И 13 и инвертора 16 импульсы от генератора

12 через элемент И 14 проходят на делитель частоты 17 и после деления поступают на счетчик 19 через элемент

ИЛИ 15. Счетчик изменяет свои состояния и управляет делителем 18 таким образом, что выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя 11 с течением времени уменьщается до нуля. Это линейно-падающее напряжение пропорциональное д T5= — T y — Тк, где

aT g - заданное приращение температуры во времени (т.е. заданная скорость нагрева испытываемой батареи); Т значение заданной температуры испытываемой батареи; Т вЂ” значение начальной температуры испытываемой ба1 тареи, поступает на вход злементасравнения 8, на другой вход которого поступает напряжение с выхода регулятора 5, пропорциональное Т = Т -Тй где LT - истинное приращение температуры во времени (т.е.; истинная скорость нагрева испытываемой, батареи);

Т„- истинная температура испытываемой батареи, которая выделяется регулятором 5, осуществляющим сравнение íапряжения источника опорного напряжения 7 и датчика температуры.

892368

На выходе элемента сравнения 8 формируется напряжение, пропорциональное отклонению от заданной скорости нагрева, т.е. пропорциональное д(дТ) д Т - дТЗ, которое усиливается усилителем 9 и подается на вход регул;.тора 5, который управляет величиной тока источника 1 испытания, проходящего через коммутатор 4 и солнечную батарею 20, тем самым компенси- 1о руя отклонения от заданной скорости нагрева солнечной батареи при испытаниях. Ilo истечении времени разогрева испытываемой батареи на выходе цифро-аналогового преобразователя д

11 напряжение становится равным нулю и программно-временной блок 10 прекращает выдачу импульсов на цифроаналоговый преобразователь 11, так как с выхода счетчика 19 закрывается 26 элемент И 14, пропускавший ранее импульсы генератора 12 на делитель частоты 17.

Следовательно, на вход элемента сравнения 8 поступает только напряже- 2$ ние, пропорциональное д Т с выхода регулятора 5 (ЬТ = О) и система регулирования переходит на режим поддержания заданной скорости нагрева в режим поддержания заданной температуры„ ув при котором можно снимать вольтамперные характеристики батареи.

Включается блок 3 измерения характеристик, который управляет коммутатором 4 и осветителем 2. Коммутатор

4 на время светового импульса отключает источник 1 питания от солнечной батареи и подключает к ней измерительные входы блока 3 изменения характеристик..Одновременно включается им- «> пульсный осветитель, обеспечивающий во времени световой поток трапецеидальной формы.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания полупроводниковых солнечных батарей, со" держащее источник питания, выход которого соединен со входом коммутатора, второй вывод которого соединен с выводом блока измерения характеристик, а третий вывод соединен с выводом солнечной батареи, вход которой соединен с выходом осветителя, а выходсо входом датчика температуры, выход которого соединен со входом регулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения надежности и быстродействия в него введены источник опорного напряжения, элемент сравнения, усилитель, программно-времен" ный блок и цифро"аналоговый преобразователь, причем второй вывод блока измерения характеристик соединен с выводом осветителя, вход соедийен с выходом датчика температуры, а выход соединен с первым и вторым входами программно-временного блока, Bi выводы которого соединены с соответствующими выводами блока измерения характе" ристик, второй выход которого соединен со входом источника опорного напряжения, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя и вторым входом регулятора, выход которого соединен со входом элемента сравнения, выход которого соединен

В течение действия светового импульса, блок измерения характеристики 3 устанавливает заданные значения нагрузки на испытываемую батарею 20 и регистрирует ток и напряжение, По истечении времени действия светового импульса по сигналу импульсного осветителя 2 блок 3 измерения характеристик отключает измерительные входы от солнечной батареи и подключает источник 1 питания к батарее.

Тем самым, система регулирования температуры снова включается s режим поддержания заданного значения температуры испытываемой батареи.

Дпя ускорения разогрева испытываемых солнечных батарей, когда дТ дТ, т.е. Тн с Тр напряжение на выходе усилителя 9 открывает элемент И 13 и импульсы от генератора 12 через элемент

И 13, элемент ИЛИ 15, минуя делитель 17 частоты, поступают на вход счетчика 19 цифро-аналогового преобразователя 11.

На выходе управляемого делителя 18 устанавливается напряжение, соответствующее условию дТ = дТ, т.е. Тк =

= Т, при котором на выходе усилителя

9 устанавливается напряжение, меньшее или равное нулю, и элемент. И 13 закрывается.

Таким образом, перед измерением характеристик солнечных батарей, они нагреваются до заданной температуры с заданной скоростью, не превышающей предельную эксплуатационную, а после нагрева температура батарей поддерживается на заданном уровне, 892368

ВНИИПИ Заказ 11249/ одписное ираж

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 со входом усилителя, а второй вход " с выходом цифро-аналогового преобразователя, второй выход которого соединен с третьим выходом программновременного блока, выход которого соединен со вторым входом цифра-аналогового преобразователя, а четвертый вход - с выходом усилителя и третьим входом регулятора, второй выход которого соединен со входом источника питания.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что цифра-аналоговый преобразователь содержит . счетчик и делитель, йричем второй вход и второй выход цифро-аналогового преобразователя соединены соответственно со входом и выходом счетчика, второй выход которого соединен со входом делителя, второй вход и выход которого соединены соответственно со входом и выходом цифро-аналогового преобразователя.

3. Устройство по и. 1, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что программновременный блок содержит генератор, . первый и второй элемент И, элемент

ИЛИ, делитель частоты и инвертор, причем первый и второй вход первого элемента И соединены соответственно с первым и четвертым входом программно-временного. блока, третий вход соединен с генератором и входом второго элемента И, а выход соединен со входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом программно" временного блока, а второй вход соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с выходом второго элемента И, à Bi выводы - с соответ" ствующими Bl выводами программно-временного блока, третий вход которого соединен со вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом делителя частоты, вход которого соединен со вторым входом программно-временного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

lf 509842, кл. 6 01 К 27/28, 1974 (прототип).