Устройство для испытания полупроводниковых солнечных батарей

Союз СоввтсиикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 И 892368(51) 1 Й. Кй. О 01 В 31/36 с присоединением заявки1 ооудэдстееккыа коиктет СССР по делаи кзабретеннй н открытий(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЪХ 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.5Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для испытания полупроводниковых солнечных батарей, содержащее источ 1 О 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 осветителемНедостатком устройства является отсутствие ограничения тока источ 20 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, вто" рой 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, усили" тель, 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, В 1 - выводы89236которого соединены с соответствующими выводами блока измерения характеристик, второй выход которого соединен со входом источника опорного напряжения, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобраэова 3 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 преобразова" теля, 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 преобраэо 30 ватель содержит счетчик и делитель, причем второй вход и второй выход цифро-аналогового преобразователя соединены соответственно со входом и выходом счетчика, второй выход которо 2 го 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 Зф 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 О второй вход соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с выходом второго элемента И, а В 1 выводы - с соответствующими В 1 выводами программно-временного блока, третий 4 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- Я менного блока.На чертеже приведена структурная схема устройства.Устройство содержит источник 1 питания, осветитель 2, блок 3 измерения у характеристик, коммутатор ч, регулятор 5, датчик 6 температуры, источник 7 опорного напряжения, элемент 8 84сравнения, усилитель 9, программно- временный блок 10 и цифро-аналоговый преобразователь 11. Программно-временный блок 10 содержит генератор 12, первый элемент И 13, второй элемент И 11, элемент ИЛИ 1, 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 В 1 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 11 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, цто выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя 11 с течением времени уменьщается до нуля. Это линейно-падающее напряжение пропорциональное ь Т -- Т- Тк, где йТ З - заданное приращение температуры во времени (т.е. заданная скорость нагрева испытываемой батареи); Т- значение заданной температуры испытываемой батареи; Т - значение начальной температуры испытываемой ба/тареи, поступает на вход элемента сравнения 8, на другой вход которого поступает напряжение с выхода регулятора 5, пропорциональное ЬТ = Т Ъ -Тй где ьТ - истинное приращение температуры во времени (т.е., истинная скорость нагрева испытываемой. батареи);Т- истинная температура испытываемой батареи, которая выделяется регулятором 5, осуществляющим сравнение напряжения источника опорного напряжения 7 и датчика температуры.892368 5На выходе элемента сравнения 8 формируется напряжение, пропорциональное отклонению от заданной скорости нагрева, т.е. пропорциональное д(дТ)д Т - д ТЗ, которое усиливается усилителем 9 и подается на вход регу" л;.тора 5, который управляет величиной тока источника 1 испытания, проходящего через коммутатор 4 и солнечную батарею 20, тем самым компенси руя отклонения от заданной скорости нагрева солнечной батареи при испытаниях. По истечении времени разогрева испытываемой батареи на выходе цифро-аналогового преобразователя 1 ю 11 напряжение становится равным нулю и программно-временной блок 10 прекращает выдачу импульсов на цифроаналоговый преобразователь 11, так как с выхода счетчика 19. закрывается 20 элемент И 14, пропускавший ранее импульсы генератора 12 на делитель частоты 17.Следовательно, на вход элемента сравнения 8 поступает только напряже- и ние, пропорциональное д Т с выхода регулятора 5 ЬТ= 0) 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 характе" ристикОдновременно включается им- пульсный осветитель, обеспечивающий во времени световой поток трапеце" идальной 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 цифра"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, В 1 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 им пульса, 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 в режим поддержания заданного значения температуры испытываемой батареи. 6Дпя ускорения разогрева испытываемых солнечных батарей, когда ьТ)дТ,т.е. Т и с Т р напряжение на выходе усилителя 9 открывает элемент И 13 и импульсы от генератора 12 через элементИ 13, элемент ИЛИ 15, минуя делитель 17частоты, поступают на вход счетчика 19цифра-аналогового преобразователя 11.На выходе управляемого делителя 18устанавливается напряжение, соответствующее условию ЬТЗ = дТ, т.е. Т == Т, при котором на выходе усилителя9 устанавливается напряжение, меньшееили равное нулю, и элемент. И 13 закрывается.Таким образом, перед измерениемхарактеристик солнечных батарей, онинагреваются до заданной температурыс заданной скоростью, не превышающейпредельную эксплуатационную, а посленагрева температура батарей поддерживается на заданном уровне, 892368со 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 четвертыйвход " с выходом усилителя и третьимвходом регулятора, второй выход которого соединен со входом источника фпитания.2, Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что цифро-аналоговый преобразователь содержит,счетчик и делитель, йричем второйвход и второй выход цифро-аналоговогопреобразователя соединены соответст"венно со входом и выходом счетчика,второй выход которого соединен со входом делителя, второй вход и выход Окоторого соединены соответственносо входом и выходом цифро"аналоговогопреобразователя,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 ко" торого соединен с выходом второго элемента И, а В 1 выводы " с соответ" ствующими В выводами программно-вре" менного блока, третий вход которого соединен со вторым входом второго элемента И, третий вход которого соеди" нен с выходом делителя частоты, вход которого соединен со вторым входом программно-временного блока.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР У 509812, кл, С 01 К 27/28, 1974 (прототип) .ВНИИПИ Заказ 1129/68 Тираж 735 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,