基于模拟边界扫描的光伏电池板检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于模拟边界扫描的光伏电池板检测系统。
【背景技术】
[0002]光伏电池组件是由多块光伏电池片串联(构成电池片串)，然后经过盖板、边框、接线装置等封装，组成的便于现场使用的发电单元。电池片在封装的过程中及封装完成后，会进行一系列的测试，来确定最终形成的光伏电池组件是否达到产品合格要求。当光伏电池组件安装到光伏电站后，受工作环境的影响，以及光伏电池本身的老化特性，光伏电池片的性能会发生变化，甚至出现故障。然而，由于光伏电池片的可测试点已经被封装到了盖板与边框里面，现场无法对每块电池板进行测试，无法确定其老化程度与故障情况。
[0003]目前光伏电池组件的测试方法为端口测试，仅可以对电池组件的出口电压、电流进行测试，且测试方法为离线测试。如图1所示，光伏电池组件I内部由多个电池片2串联(或串并联的组合)而成，光伏电池组件I对外提供一个二线端口，输出电能。在电池组件封装完成后，目前的测试方案为在光伏电池组件I的端口外串联电流表3、并联电压表4，并且通过可调负载5来获得电池板的伏安特性及其它电气特性。并且通过在外施加不同的光照和温度6条件，即可获得不同环境下的伏安特性及其它电气特性。测试成本高，测试时间长，测试需要人工完成，自动化程度低，无法检测每一块电池片的单独性能，在现场老化与故障后，不能得知每个电池片的老化与故障差异。
【实用新型内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型提供一种基于模拟边界扫描的光伏电池板检测系统，通过模拟自保持测试接口、模拟边界扫描测试外壳、模拟边界扫描总线，实现了光伏电池组件内部电池片的独立测试，降低了测试成本、减少了测试时间、实现了测试的在线化、自动化。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0006]一种基于模拟边界扫描的光伏电池板检测系统，其特征在于，包括与光伏电池组件的输出端口相串联的电流表和可调负载、分别与每个电池片两端相连的模拟边界扫描测试装置，所述模拟边界扫描测试装置包括自保持采样接口组、译码器和多路选择器，所述译码器分别与自保持采样接口组和多路选择器相连，所述自保持采样接口组的输出端和多路选择器相连，每个电池片的一个端部与一个自保持采样接口相连，所述多路选择器的输出与电压表相连。
[0007]优选，所述自保持采样接口包括顺次相连的第一放大器、开关S2、和第二放大器，所述第一放大器与电池片的一个端部相连，所述第二放大器的输出通过开关S4与多路选择器相连，所述自保持采样接口的输入和输出之间通过开关S3相连，第二放大器的同相输入端通过电容C接地，所述开关S2、开关S3和开关S4分别与开关译码器相连。
[0008]本实用新型采用模拟边界扫描技术，可单独访问到光伏电池组件中的每一块电池片，从而得知光伏电池组件中电池片之间的老化与故障差异，进而分析故障与老化原因，指导改进组件性能，提高组件可靠性。同时通过自动化测试手段，减少组件测试时间与成本。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010]a)实现对光伏电池组件内电池片的电气特性测试。
[0011]b)实现了电池片的同步采样，从而可测试光伏电池组件内电池片的匹配特性，如负载效应、相位关系等，从而可用于电池片故障与老化的特征提取。
[0012]c)在封装完成后，可测试组件内电池片的伏安特性、频率响应、脉冲响应、阶跃响应。
[0013]d)可实现组件内电池片测试的自动化，测试速度快，成本低。
[0014]e)测试总线数量少，包括光伏电池组件的原来输出端口，不计地线，最少只有5条。
【附图说明】
[0015]图1是传统光伏电池组件的测试结构示意图；
[0016]图2是本实用新型基于模拟边界扫描的光伏电池板检测系统的结构示意图；
[0017]图3是本实用新型模拟边界扫描测试装置的内部结构示意图；
[0018]图4是本实用新型自保持采样接口的内部结构示意图；
[0019]图5是本实用新型电池片伏安特性测试的流程图；
[0020]附图的标记含义如下:
[0021]1:光伏电池组件；2:电池片；3:电流表；4:电压表；5:可调负载；6:光照和温度；7:模拟边界扫描测试装置。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体的实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0023]一种基于模拟边界扫描的光伏电池板检测系统，如图2所示，包括与光伏电池组件I的输出端口相串联的电流表3和可调负载5、分别与每个电池片2两端相连的模拟边界扫描测试装置7。其中，可调负载5可以是电阻负载，或者是逆变器、DC-DC变换器、或光伏电站现场负载等，在组件的输出端口施加可调负载5，用于检测输出电流。
[0024]边界扫描是一种检查印刷电路板上的连线或是集成电路中模组的方式，本申请中，所述模拟边界扫描测试装置7如图3所示，包括自保持采样接口组(SHATI_1、SHAT 1_2……SHATI_N)、译码器和多路选择器。其中，译码器将串行控制输入信号译成采样保持信号与选通信号，SHATI负责在采样保持信号到来时，对被测输入电压信号进行采样，并对采样电压进行锁存，多路选择器(图在是N选二通道选择器)在选通信号的控制下，使二线制输出端依次输出每块电池片2的两端电压。
[0025]优选，多路选择器是N选二通道选择器或N选三通道选择器，但不限于此，即多路选择器是N选X通道选择器(N和X均是正整数，且N大于X)，且通道选择器的实现方式不限于电子器件或机械开关。
[0026]所述译码器分别与自保持采样接口组和多路选择器相连，所述自保持采样接口组的输出端和多路选择器相连，每个电池片2的一个端部与一个自保持采样接口相连，即从每一块电池片2的两端引出导线，接入到两个自保持采样接口，相连的电池片2的共同连接端可以仅接入到一个自保持采样接口。所述多路选择器的输出与电压表4相连。
[0027]模拟边界扫描测试装置7通过采样保持机制与选通机制，使每一块电池片2的两端电压依次输出，并用电压表4检测电池片2的输出电压。通过串行通讯总线(如I2C总线、Ι-wire总线，也可通过并行控制总线，但这将增加通讯端口数量)控制电压采样保持与电池片2的选通动作。通过分析检测到的电压、电流的关系，得到伏安特性曲线，在组件输出端口施加调频信号、脉冲信号、阶跃信号，并在测试总线端口用高速采样法检测电压响应，可得到各个电池片2的频率特性、脉冲响应特性、阶跃响应特性及两两电池片2之间的响应关系。在不同的光照、温度下可测试电池片2相应的电气特性。
[0028]优选，自保持采样接口的结构如图4所示，包括顺次相连的第