一种伏安特性测试电路的制作方法

本实用新型涉及伏安特性测试电路，尤其涉及一种伏安特性测试电路。

背景技术：

太阳能电池在负载电阻从无穷大的开路状态连续变化到阻值为零的短路状态的过程中，其两端电压v与导通电流i的一对数据称为伏安特性，在以电压和电流为坐标轴的平面上画出的v-i曲线称为伏安特性曲线。

光伏阵列是指由若干太阳电池组件或太阳电池板在机械或电气上按一定方式组装在一起，并且具有固定的支撑结构的直流发电单元。由于光伏阵列所需要的电流越来越大，因此在采用电子负载测试时，也需要提高测试电流。一般来说，可通过提高器件性能或者采用增加电容来提高测试电流。

但是，高性能的器件成本较大，而且体积较大，不适应于户外便携式测试应用。而增加电容作为负载虽然较为容易实现，但其电容特性和电子负载的阻性特性不同，测试曲线形态存在差异，不能适应于所有光伏阵列的测试。

技术实现要素：

本实用新型提供伏安特性测试电路，以解决或缓解背景技术中的一项或多项以上技术问题，至少提供一种有益的选择。

作为本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种伏安特性测试电路，包括：

采样单元，包括相并联连接的两路场效应管，所述两路场效应管接收光伏阵列发送的第一电信号，并将所述第一电信号放大后形成第二电信号，将所述第二电信号发送至输出单元；

反馈单元，包括用于驱动所述两路场效应管的驱动电源，还包括两路运算放大器；其中，所述两路运算放大器用于放大所述驱动电源输出的电信号，以及用于放大所述第二电信号，形成用于驱动所述两路场效应管的两路驱动信号；

输出单元，用于将所述第二电信号经放大后输出至外部控制器。

结合第一方面，本实用新型在第一方面的第一实施方式中，其中，所述两路场效应管包括第一场效应管q1和第二场效应管q2；所述两路驱动信号包括对应于第一场效应管q1的第一驱动信号和对应于第二场效应管q2的第二驱动信号；所述两路运算放大器包括用于形成第一驱动信号的第一运算放大器u1和用于形成第二驱动信号的第二运算放大器u2。

结合第一方面的第一实施方式，本实用新型在第一方面的第二实施方式中，所述采样单元还包括二极管d1；

其中，所述二极管d1的正极接收所述光伏阵列发送的第一电信号，所述二极管d1的负极连接所述第一场效应管q1的漏极，同时连接所述第二场效应管q2的漏极；所述第一场效应管q1的栅极接收所述第一驱动信号，所述第一场效应管q1的源极连接输出单元；所述第二场效应管q2的栅极接收所述第二驱运信号，所述第二场效应管q2的源极连接输出单元。

结合第一方面的第一实施方式，本实用新型在第一方面的第三实施方式中，所述反馈单元包括对应于第一场效应管的第一反馈模块和对应于第二场效应管的第二反馈模块。

结合第一方面的第三施方式，本实用新型在第一方面的第四实施方式中，所述第一反馈模块包括用于形成第一驱动信号的第一形成驱动信号模块，和用于形成第一反馈电压的第一形成反馈电压模块。

结合第一方面的第四实施方式，本实用新型在第一方面的第五实施方式中，其中，所述第一形成驱动信号模块包括第一运算放大器u1；所述第一运算放大器u1的正相输入端连接所述驱动电源，所述第一运算放大器u1的反相输入端连接第一电阻r1的第一端，所述第一电阻r1的第二端连接所述第一场效应管q1的源极，所述第一电阻r1的第二端还连接所述输出单元；所述第一运算放大器u1的反相输入端还连接第二电阻r2的第一端，所述第二电阻r2的第二端连接第一电容c1的第一端，所述第一电容c1的第二端连接所述第一场效应管q1的栅极；所述第一运算放大器u1的反相输入端还连接第三电阻r3的第一端，所述第三电阻r3的第二端连接所述第一运算放大器u1的栅极，所述第一运算放大器u1的反相输入端还连接第一稳压二极管dz1的正极，所述第一稳压二极管dz1的负极连接所述第一场效应管q1的栅极；所述第一运算放大器u1的输出端连接所述第一场效应管q1的输出端；所述第一场效应管q1的第一电源引脚连接第二电容c2的第一端，所述第二电容c2的第二端接地；所述第一场效应管q1的第二电源引脚连接第三电容c3的第一端，所述第三电容c3的第二端接地；

第一形成反馈电压模块包括第四电阻r4、第五电阻r5和第四电容c4；所述第四电阻r4的第一端连接所述第一场效应管q1的源极，所述第四电阻r4的第二端连接所述第五电阻r5的第一端，所述第四电阻r4的第二端接地；所述第四电容c4的第一端连接所述第一场效应管q1的源极，所述第四电容c4的第二端接地。

结合第一方面的第三实施方式，本实用新型在第一方面的第六实施方式中，所述第二反馈模块包括用于形成第二驱动信号的第二形成驱动信号模块，和用于形成第二反馈电压的第二形成反馈电压模块。

结合第一方面的第六实施方式，本实用新型在第一方面的第七实施方式中，其中，所述第二形成驱动信号模块包括第二运算放大器u2；所述第二运算放大器u2的正相输入端连接所述驱动电源，所述第二运算放大器u2的反相输入端连接第六电阻r6的第一端，所述第六电阻r6的第二端连接所述第二场效应管q2的源极，所述第六电阻r6的第二端还连接所述输出单元；所述第二运算放大器u2的反相输入端还连接第七电阻r7的第一端，所述第七电阻r7的第二端连接第五电容c5的第一端，所述第五电容c5的第二端连接所述第二场效应管q2的栅极；所述第二运算放大器u2的反相输入端还连接第八电阻r8的第一端，所述第八电阻r8的第二端连接所述第二运算放大器u2的栅极，所述第二运算放大器u2的反相输入端还连接第二稳压二极管dz2的正极，所述第二稳压二极管dz2的负极连接所述第二场效应管q2的栅极；所述第二运算放大器u2的输出端连接所述第二场效应管q2的输出端；所述第二场效应管q2的第一电源引脚连接第六电容c6的第一端，所述第六电容c6的第二端接地；所述第二场效应管q2的第二电源引脚连接第七电容c7的第一端，所述第七电容c7的第二端接地；

第九电阻r9、第十电阻r10和第八电容c8，所述第九电阻r9的第一端连接所述第二场效应管q2的源极，所述第九电阻r9的第二端连接所述第十电阻r10的第一端，所述第十电阻r10的第二端接地；所述第八电容c8的第一端连接所述第二场效应管q2的源极，所述第八电容c8的第二端接地。

结合第一方面的第一实施方式，本实用新型在第一方面的第八实施方式中，所述输出单元包括：

第十一电阻r11，所述第十一电阻r11的第一端连接第一电阻r1的第一端，同时连接所述第一场效应管q1的源极，所述第十一电阻r11的第二端连接第三运算放大器u3的正相输入端；

第十二电阻r12，所述第十二电阻r12的第一端连接第六电阻r6的第一端，所述第六电阻r6的第二端连接第三运算放大器u3的正相输入端；

第三运算放大器u3，所述第三运算放大器u3的反相输入端连接第十三电阻r13的第一端，所述第十三电阻r13的第二端连接所述第三运算放大器u3的输出端，所述第三运算放大器u3的第一电源引脚接地，所述第三运算放大器u3的第二电源引脚连接第九电容c9的第一端，所述第九电容c9的第二端接地；所述第三运算放大器u3的输出端形成为所述伏安特性测试电路的输出端；

第十四电阻r14和第十电容c10，所述第十四电阻r14的第一端连接所述第三运算放大器u3的输出端，所述第十四电阻r14的第二端连接所述第十电容c10的第一端，所述第十电容c10的第二端接地。

本实用新型采用上述技术方案，具有如下优点：本实用新型的技术方案通过对称设置两路场效应管，使该两路场效应管在一个驱动电源控制下通过基本相同的电流，从而能够实现对测试电流范围进行有效扩充。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本实用新型进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本实用新型公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本实用新型范围的限制。

图1为本实用新型实施例的光伏特性测试电路的示意图；

图2为本实用新型实施例的光伏特性测试电路的电气示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

如图1所示，为本实用新型实施例的光伏特性测试电路的示意图。

本实用新型的光伏特性测试电路包括：

采样单元10，包括相并联连接的至少两路场效应管(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor,mos)，所述至少两路场效应管接收光伏阵列发送的第一电信号，并将所述第一电信号放大后形成第二电信号，将所述第二电信号发送至输出单元；

反馈单元20，包括用于驱动所述至少两路场效应管的驱动电源，还包括与所述场效应管对应的至少两路运算放大器；其中，所述至少两路运算放大器用于放大所述驱动电源输出的电信号，以及用于放大所述第二电信号，形成用于驱动所述两路场效应管的两路驱动信号；

输出单元30，用于将所述第二电信号经放大后输出至外部控制器。

其中，所述驱动电源是指经数模转换后获得的模拟电源信号。输出单元输出至外部控制器的电信号，将进行模数转换，获得数字信号，以使外部控制器能够对数字信号进行处理。

值得注意的是，本实用新型中涉及的场效应管起到放大作用。其工作流程将在以下实施例中介绍。

在具体实施时，所述场效应管的数目可根据实际情况进行扩展，例如，包括三路场效应管等。

如图2所示，所述场效应管数目为两路；所述两路场效应管包括第一场效应管q1和第二场效应管q2；所述两路驱动信号包括对应于第一场效应管q1的第一驱动信号和对应于第二场效应管q2的第二驱动信号；所述两路运算放大器包括用于形成第一驱动信号的第一运算放大器u1和用于形成第二驱动信号的第二运算放大器u2。

结合图1和图2，所述采样单元10还包括二极管d1；

其中，所述二极管d1的正极接收所述光伏阵列发送的第一电信号，所述二极管d1的负极连接所述第一场效应管q1的漏极，同时连接所述第二场效应管q2的漏极；所述第一场效应管q1的栅极接收所述第一驱动信号，所述第一场效应管q1的源极连接输出单元；所述第二场效应管q2的栅极接收所述第二驱运信号，所述第二场效应管q2的源极连接输出单元。

进一步地，所述反馈单元20包括对应于第一场效应管q1的第一反馈模块21和对应于第二场效应管q2的第二反馈模块22。

其中，pv-和pv+连接太阳电池的负极和正极。电流流经二极管d1，然后分成两条支路，即第一反馈模块21和第二反馈模块22。

进一步地，所述第一反馈模块21包括用于形成第一驱动信号的第一形成驱动信号模块211，和用于形成第一反馈电压的第一形成反馈电压模块212。

继续结合图2，所述第一形成驱动信号模块211包括第一运算放大器u1；所述第一运算放大器u1的正相输入端连接所述驱动电源，所述第一运算放大器u1的反相输入端连接第一电阻r1的第一端，所述第一电阻r1的第二端连接所述第一场效应管q1的源极，所述第一电阻r1的第二端还连接所述输出单元；所述第一运算放大器u1的反相输入端还连接第二电阻r2的第一端，所述第二电阻r2的第二端连接第一电容c1的第一端，所述第一电容c1的第二端连接所述第一场效应管q1的栅极；所述第一运算放大器u1的反相输入端还连接第三电阻r3的第一端，所述第三电阻r3的第二端连接所述第一运算放大器u1的栅极，所述第一运算放大器u1的反相输入端还连接第一稳压二极管dz1的正极，所述第一稳压二极管dz1的负极连接所述第一场效应管q1的栅极；所述第一运算放大器u1的输出端连接所述第一场效应管q1的输出端；所述第一场效应管q1的第一电源引脚连接第二电容c2的第一端，所述第二电容c2的第二端接地；所述第一场效应管q1的第二电源引脚连接第三电容c3的第一端，所述第三电容c3的第二端接地；

第一形成反馈电压模块包括第四电阻r4、第五电阻r5和第四电容c4；所述第四电阻r4的第一端连接所述第一场效应管q1的源极，所述第四电阻r4的第二端连接所述第五电阻r5的第一端，所述第四电阻r4的第二端接地；所述第四电容c4的第一端连接所述第一场效应管q1的源极，所述第四电容c4的第二端接地。

其中，第二电容的第一端还连接-15va的电源，第三电容的第一端还连接+15va的电源。

进一步地，所述第二反馈模块22包括用于形成第二驱动信号的第二形成驱动信号模块221，和用于形成第二反馈电压的第二形成反馈电压模块222。

其中，由第一场效应管q1放大后的电流流向输出单元30，经过v1点处时，由形成驱动信号模块221通过电阻r1获得v1点处的采样电压。r1与第一运算放大器的反相输入端连接，且经过第一运算放大器u1放大后，形成的电信号作为第一场效应管q1的驱动信号。这样可以使第一场效应管q1在接受驱动电源控制的同时，又受v1点处采样电压的微小调节。由于第一场效应管q1和第二场效应管q2是对称设计，这样可以消除器件一致性带来的微小差异，使流经第一场效应管q1和第二场效应管q2的电流更均衡。

继续结合图1和图2，所述第二形成驱动信号模块222包括第二运算放大器u2；所述第二运算放大器u2的正相输入端连接所述驱动电源，所述第二运算放大器u2的反相输入端连接第六电阻r6的第一端，所述第六电阻r6的第二端连接所述第二场效应管q2的源极，所述第六电阻r6的第二端还连接所述输出单元30；所述第二运算放大器u2的反相输入端还连接第七电阻r7的第一端，所述第七电阻r7的第二端连接第五电容c5的第一端，所述第五电容c5的第二端连接所述第二场效应管q2的栅极；所述第二运算放大器u2的反相输入端还连接第八电阻r8的第一端，所述第八电阻r8的第二端连接所述第二运算放大器u2的栅极，所述第二运算放大器u2的反相输入端还连接第二稳压二极管dz2的正极，所述第二稳压二极管dz2的负极连接所述第二场效应管q2的栅极；所述第二运算放大器u2的输出端连接所述第二场效应管q2的输出端；所述第二运算放大器u2的第一电源引脚连接第六电容c6的第一端，所述第六电容c6的第二端接地；所述第二运算放大器u2的第二电源引脚连接第七电容c7的第一端，所述第七电容c7的第二端接地；

第二形成反馈电压模块222包括第九电阻r9、第十电阻r10和第八电容c8；所述第九电阻r9的第一端连接所述第二场效应管q2的源极，所述第九电阻r9的第二端连接所述第十电阻r10的第一端，所述第十电阻r10的第二端接地；所述第八电容c8的第一端连接所述第二场效应管q2的源极，所述第八电容c8的第二端接地。

第二反馈模块22与第一反馈模块21为对称设计，其工作原理与第一反馈模块相同，在此不再赘述。

继续结合图2，所述输出单元30包括：

第十一电阻r11，所述第十一电阻r11的第一端连接第一电阻r1的第一端，同时连接所述第一场效应管q1的源极，所述第十一电阻r11的第二端连接第三运算放大器u3的正相输入端；

第十二电阻r12，所述第十二电阻r12的第一端连接第六电阻r6的第一端，所述第六电阻r6的第二端连接第三运算放大器u3的正相输入端；

第三运算放大器u3，所述第三运算放大器u3的反相输入端连接第十三电阻r13的第一端，所述第十三电阻r13的第二端连接所述第三运算放大器u3的输出端，所述第三运算放大器u3的第一电源引脚接地，所述第三运算放大器u3的第二电源引脚连接第九电容c9的第一端，所述第九电容c9的第二端接地；所述第三运算放大器u3的输出端形成为所述伏安特性测试电路的输出端；

第十四电阻r14和第十电容c10，所述第十四电阻r14的第一端连接所述第三运算放大器u3的输出端，所述第十四电阻r14的第二端连接所述第十电容c10的第一端，所述第十电容c10的第二端接地。

本实用新型实施例利用反馈控制方式实现两个电流测试回路的电流均衡控制，使两路场效应管在一个驱动电源的控制下通过基本相同的测试电流，从而实现对测试电流的有效扩展。

本实用新型实施例采用对称设计的双路形成驱动信号模块来分别独立控制两路场效应管的通过电流，利用两个电流分支串联的反馈电阻获取电流反馈电压，通过反馈电压模块实现设置驱动电压相当于设置驱动电流，使两路场效应管的通过电流趋于一致。避免了两路场效应管状态不一致产生的电流不一致的问题，且可对测试电路输出的电流范围进行较好的控制，进而提高了测试的安全性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。