一种测量太阳能电池板电性能的仪表的制作方法

本实用新型涉及测试仪表技术领域，具体涉及一种测量太阳能电池板电性能的仪表及其测试方法。

背景技术：

目前现有大、中、小型太阳能电站安装现场，特别是农村分布式小型户用太阳能并网电站，设计、安装、维保等人员均无法较为准确的测量出太阳能电池板的最大实时功率，工作电压和电流，更不能得出太阳能电池板的安装角度、电池板表面灰尘对发电功率的影响，故而实用新型此检测仪表。此仪表还具有温度补偿功能，负反馈稳定功能和高温自动保护功能，目前现有的万用表等仪表均不能方便快捷的测量出电池板这些关键电性能数据。

技术实现要素：

为克服所述不足，本实用新型的目的在于提供一种测量太阳能电池板电性能的仪表及其测试方法。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种测量太阳能电池板电性能的仪表及其测试方法，包括外壳、PCB集成线路板，所述PCB集成线路板装载外壳内，外壳内位于PCB集成线路板的下方设有散热单元，所述外壳上设有显示单元，显示单元与PCB集成线路板相连接，PCB集成电路板分别与两个接线柱相连，接线柱分别通过线缆与接线头相连，接线头分为正极、负极接线头。

具体地，所述显示单元采用12864中文液晶模块。

具体地，所述PCB集成线路板包括电源系统、单片机系统、温度传感器、恒流源、电流电压采集并放大电路、电流设定模块。

具体地，所述电源系统分别与单片机系统、恒流源、电流电压采集并放大电路、显示单元、电流设定模块相连，所述单片机系统分别与恒流源、电流电压采集并放大电路、显示单元、电流设定模块、温度传感器相连，恒流源分别与接线柱相连。

具体地，所述恒流源包括电子负载的mosfet与负反馈部分。

一种测量太阳能电池板电性能的仪表的测试方法，包括：

(1)实时采集数据，并显示

所述单片机内部定时器约20ms产生一次定时中断，50次中断计为1s,达到设定的5s开始采集，采集完成后，时间清零，开始下一个间隔周期，将采集的数据进行处理并更新显示，确保数据的实时有效性；

(2)计算功率并记录

所述单片机的DAC输出控制电流设定部分，当电流设定部分输出电压升高时，此时设定电流大于采集电流，由负反馈部分提高mosfet 栅极电压，使电流升高，当采集到的实际电流等于设定电流时，mosfet 栅极电压达到稳态，实现在设定电流下的恒流；

智能比较，找出最大功率点，并显示，当单片机控制电流设定从零到最大值时，对应电子负载的恒流值也从零到最大值变化，每一个恒流值记录此时的电压、电流，并计算功率，测量完成后找出最大功率值并予以显示。

在1秒内完成数千个电压电流值的采集和计算，除采用高速单片机外，信号放大与负反馈部分都要采用高速高精度运算放大器才能满足要求；

测量开路电压

在一个测量完成后，单片机控制电流设定为零，此时，电子负载电流为零，可视为开路，采集此时的电压即为开路电压；

过热保护

单片机采集间隔时间测量太阳能电池板的温度，当温度大于某温度设定值时(根据客户需求设定)，进入过热保护状态，只有温度降低并重新加电后方能正常工作。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型具有便携，安全、快速测量等优点，户外准确快捷测量太阳能电池板实时最大功率、电压、电流的仪表，此仪表不仅能快速直观判断电池板最大实时功率、电压、电流，而且能判断安装角度、灰尘等因素对太阳能电池板的影响，本身具温度补偿、负反馈稳定、过热保护等功能；不仅为光伏系统设计人员提供了设计依据，同时可以为安装维保人员了解组件状态提供可靠准确的依据。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的内部结构示意图。

图3为本实用新型的系统原理图。

图4为本实用新型的电路图。

图中1外壳，2显示单元，3接线柱，4线缆，5接线头，6PCB 集成线路板，61电源系统，62单片机系统，63温度传感器，64电流设定模块，65恒流源，66电流电压采集并放大电路，7散热单元。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图4所示的一种测量太阳能电池板电性能的仪表，包括外壳1、PCB集成线路板6，所述PCB集成线路板6装载外壳1内，外壳1内位于PCB集成线路板6的下方设有散热单元7，所述外壳1 上设有显示单元2，显示单元2与PCB集成线路板6相连接，PCB集成电路板6分别与两个接线柱3相连，接线柱3分别通过线缆4与接线头5相连，接线头5分为正极、负极接线头。

具体地，所述显示单元2采用12864中文液晶模块。

具体地，所述PCB集成线路板6包括电源系统61、单片机系统 62、温度传感器63、恒流源65、电流电压采集并放大电路66、电流设定模块64。

具体地，所述电源系统61分别与单片机系统62、恒流源65、电流电压采集并放大电路66、显示单元2、电流设定模块64相连，所述单片机系统62分别与恒流源65、电流电压采集并放大电路66、显示单元2、电流设定模块64、温度传感器63相连，恒流源65分别与接线柱3相连，通过接线柱3与光伏的正负极相连，实现电压电流的检测。

具体地，所述恒流源65包括电子负载的mosfet与负反馈部分。

其中，单片机采用megal6单片机，单片机系统62负责整体控制，电源系统61为控制部分提供12V电源、为单片机提供5V电源，测量时关闭液晶模块背光，以尽量降低系统损耗，减少误差，温度传感器 63采用热敏电阻作为测温元件，查表可以得到具体温度值，电流设定模块是通过单片机控制输出电压实现对电流的调节，电流电压采集并放大电路部分，电压信号供给单片机adc，实现对电压的采集，电流信号一个支路供给单片机adc，实现对电流的采集，另一支路提供给负反馈系统，与电流设定值比较，通过对mosfet的基极电压的调节，达到调节电流的目的，恒流源包括电子负载的mosfet与负反馈部分。

利用上述一种测量太阳能电池板电性能的仪表的测试方法，包括：

(1)实时采集数据，记录并显示

单片机实时采集电流、电压数据，所述单片机内部定时器约20ms 产生一次定时中断，50次中断计为1s,达到设定的5s开始采集，采集完成后，时间清零，开始下一个间隔周期，将采集的数据进行处理并更新显示，确保数据的实时有效性；

(2)计算功率，记录并显示

所述单片机的DAC输出控制电流设定部分，当电流设定部分输出电压升高时，此时设定电流大于采集电流，由负反馈部分提高mosfet 栅极电压，使电流升高，当采集到的实际电流等于设定电流时，mosfet 栅极电压达到稳态，实现在设定电流下的恒流；

智能比较，找出最大功率点，并显示，当单片机控制电流设定从零到最大值时，对应电子负载的恒流值也从零到最大值变化，每一个恒流值记录此时的电压、电流，并计算功率，测量完成后找出最大功率值并予以显示。

在1秒内完成数千个电压电流值的采集和计算，除采用高速单片机外，信号放大与负反馈部分都要采用高速高精度运算放大器才能满足要求；

(3)测量开路电压

在一个测量完成后，单片机控制电流设定为零，此时，电子负载电流为零，可视为开路，采集此时的电压即为开路电压；

(4)过热保护

单片机采集间隔时间测量太阳能电池板的温度，当温度大于某温度设定值时(根据客户需求设定)，进入过热保护状态，只有温度降低并重新加电后方能正常工作。

本实用新型不局限于所述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。