一种适应AM0光谱的侧打光模拟器制造技术

本发明专利技术公开了一种适应AM0光谱的侧打光模拟器，属于光伏系统性能检测领域，本发明专利技术采用带有自动反馈控制环路的光源驱动系统驱动光源实现稳定模拟光后，通过光源系统的聚光及滤光装置保证模拟光的光谱与太阳光匹配，结合暗室内的光阑，保证模拟光到达测试面处的光谱均匀度达到标准要求，有效满足多结电池的测试需求。

【技术实现步骤摘要】
一种适应AM0光谱的侧打光模拟器
本专利技术属于光伏系统性能检测领域，具体涉及一种适应AM0光谱的侧打光模拟器。
技术介绍
随着各类新型军事装备的升级应用，航天设备在军事导航、对地监测、军用通信保障中发挥了重要作用。我国的卫星及各类航天器数量飞速增长，卫星及航天器在空间执行各类探测与保障任务，需要在空间滞留时间越来越长，携带的设备用电量需求也越来越多。目前航天器在外太空的能源补给都是依靠多结空间太阳电池提供，对太阳电池的功率密度要求越来越高，推进空间太阳电池的材料应用研究和加工工艺技术的快速进步。同步的，对于满足多结电池测试的AM0模拟器的需求越来越强烈。由于各结子电池吸收光谱的不同，要求测试用太阳光模拟器在350-1800nm波段范围内的各个谱段与太阳光匹配度达到一定的匹配度，以满足子电池测试需要。而传统模拟器的光谱与太阳光的匹配性要求较低(主要关注的是400-1100nm波段)，目前模拟器标准中最高的A级光谱在几个典型的吸收能带区域中，对失配要求小于25％，与多结电池的能带划分有一定区别。但由于晶硅电池光谱响应曲线比较一致，传统A级太阳模拟器对晶硅电池测试不确定度通过校准可以控制在3％以内。在应用于多结电池测试时，由于多结子电池的不同吸收光谱波段匹配度不能完全满足标准要求，各子电池在电气结构上属于串联模式，会造成各结电池的输出电流不匹配，使串联后的电流下降，体现在多结电池的整体特性上，转换效率会明显下降，应用传统A级模拟器误差会超过5％。必须设计新型太阳光模拟器，使输出模拟太阳光的频谱分布接近太阳光，达到15％左右的失配性，保证多结电池的各个子电池不会因为光谱吸收出现短板效应。光谱匹配问题解决后，同步解决模拟器的辐照均匀度和稳定度问题，可以有效满足多结电池的测试需求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种适应AM0(AM：airmass，大气质量；AM0，大气圈外的太阳光谱)光谱的侧打光模拟器，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种适应AM0光谱的侧打光模拟器，包括闪光光源驱动系统、光源系统、暗室、电子负载、测试框架以及PC机；其中，闪光光源驱动系统、光源系统分布在暗室的发光端，电子负载、测试框架以及PC机分布在暗室的测试端；闪光光源驱动系统，被配置为用于控制光源发光；光源系统，被配置为用于产生模拟光；暗室，被配置为用于防止杂散光干扰；电子负载，被配置为用于档位切换及I-V数据采集；测试框架，被配置为用于悬挂及承载多结电池；PC机，被配置为用于向电子负载发送控制命令，以及显示测试结果，实现人机互动。优选地，闪光光源驱动系统为高压触发及自动反馈控制环路，具体包括交流电路、整流电路、储能环路、充电控制电路、触发电路和光源驱动电路；交流电路、整流电路、储能环路通过线路依次连接，储能环路分别与充电控制电路和光源驱动电路通过线路连接，触发电路通过线缆连接到光源系统。闪光光源驱动系统通过一定的时序，实现高压触发、大电流放电、自动反馈补偿，保证光源产生稳定的模拟光。优选地，光源系统包括光源、聚光系统和滤光系统；聚光系统和滤光系统均包含反射罩和AM0滤光片；其中，反射罩设置在光源系统的最底层，光源设置在反射罩的中心轴线上，AM0滤光片紧贴在反射罩的表面；聚光系统对光源的光进行收集，并将光投射到测试面上；从而在测试面实现最佳的亮度和均匀性。滤光系统对光谱波段进行过滤，使光源产生的模拟光在350-1800nm各个波段能够匹配太阳光。优选地，暗室利用自带的光阑阻挡大角度的光线，使最终落在测试面的光基本呈现出规则的方形。优选地，电子负载为一种单片机控制系统，通过串口接收上位机控制命令实现档位切换、I-V数据采集并返回上位机。优选地，测试框架能够通过悬臂进行上下调节。本专利技术所带来的有益技术效果：本专利技术采用带有自动反馈控制环路的光源驱动系统驱动光源实现稳定模拟光后，通过光源系统的聚光及滤光装置保证模拟光的光谱与太阳光匹配，结合暗室内的光阑，保证模拟光到达测试面处的光谱均匀度达到标准要求，有效满足多结电池的测试需求。附图说明图1为本专利技术一种适应AM0光谱的侧打光模拟器结构示意图；图2为本专利技术闪光光源驱动系统原理示意图；图3为本专利技术光源系统示意图；图4为本专利技术光谱匹配示意图；图5为本专利技术暗室分布示意图。其中，1-闪光光源驱动系统；2-光源系统；3-暗室；4-电子负载；5-测试框架；6-PC机；7-光源；8-反射罩和AM0滤光片。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：如图1所示，一种适应AM0光谱的侧打光模拟器，包括闪光光源驱动系统1、光源系统2、暗室3、电子负载4、测试框架5以及PC机6；其中，闪光光源驱动系统1、光源系统2分布在暗室3的发光端，电子负载4、测试框架5以及PC机6分布在暗室3的测试端；闪光光源驱动系统1，用于控制光源发光；光源系统2，用于产生模拟光，并聚光和滤光使光谱与太阳光匹配；暗室3，用于防止杂散光干扰，内部光阑阻可挡大角度的光线，从而让最终落在测试面的光基本呈现出规则的方形；电子负载4，用于档位切换、I-V数据采集及上传；测试框架5，用于悬挂及承载多结电池；PC机6，用于上位机测试软件控制及显示测试结果。在本申请实施例中，如图2所示，闪光光源驱动系统为高压触发及自动反馈控制环路，保证发光光强的稳定；包括交流电路、整流电路、充电控制电路、储能环路、触发电路和光源驱动电路；交流电路、整流电路、储能环路通过线路依次连接，储能环路分别与充电控制电路和光源驱动电路通过线路连接，触发电路通过线缆连接到光源系统。闪光光源驱动系统通过一定的时序，实现高压触发、大电流放电、自动反馈补偿，保证光源产生稳定的模拟光。在本申请实施例中，如图3所示，光源系统包括光源7、聚光系统和滤光系统；聚光系统和滤光系统均包含反射罩和AM0滤光片8；其中，反射罩设置在光源系统的最底层，光源7设置在反射罩的中心轴线上，AM0滤光片紧贴在反射罩的表面。聚光系统对光源7产生的光进行收集，让其更加有效地投射到测试面上，从而在测试面实现最佳的亮度和均匀性。滤光系统可以有效过滤能量较高的光谱波段，使光源7产生的模拟光在350-1800nm各个波段有效匹配太阳光，光谱匹配最终效果如图4所示。在本申请实施例中，如图5所示，暗室可以有效防止杂散光对光源产生的模拟光产生影响，并利用自带的光阑阻挡大角度的光线，从而让最终落在测试面的光基本呈现出规则的方形。最终设计考虑在4.5米处测试可有效保证辐照均匀度在标准范围内。当然，上述说明并非是对本专利技术的限制，本专利技术也并不仅限于上述举例，本
的技术人员在本专利技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本专利技术的保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适应AM0光谱的侧打光模拟器，其特征在于：包括闪光光源驱动系统、光源系统、暗室、电子负载、测试框架以及PC机；其中，闪光光源驱动系统、光源系统分布在暗室的发光端，电子负载、测试框架以及PC机分布在暗室的测试端；/n闪光光源驱动系统，被配置为用于控制光源发光；/n光源系统，被配置为用于产生模拟光；/n暗室，被配置为用于防止杂散光干扰；/n电子负载，被配置为用于档位切换及I-V数据采集；/n测试框架，被配置为用于悬挂及承载多结电池；/nPC机，被配置为用于向电子负载发送控制命令，以及显示测试结果，实现人机互动。/n

【技术特征摘要】
1.一种适应AM0光谱的侧打光模拟器，其特征在于：包括闪光光源驱动系统、光源系统、暗室、电子负载、测试框架以及PC机；其中，闪光光源驱动系统、光源系统分布在暗室的发光端，电子负载、测试框架以及PC机分布在暗室的测试端；
闪光光源驱动系统，被配置为用于控制光源发光；
光源系统，被配置为用于产生模拟光；
暗室，被配置为用于防止杂散光干扰；
电子负载，被配置为用于档位切换及I-V数据采集；
测试框架，被配置为用于悬挂及承载多结电池；
PC机，被配置为用于向电子负载发送控制命令，以及显示测试结果，实现人机互动。


2.根据权利要求1所述的适应AM0光谱的侧打光模拟器，其特征在于：闪光光源驱动系统为高压触发及自动反馈控制环路，具体包括交流电路、整流电路、储能环路、充电控制电路、触发电路和光源驱动电路；交流电路、整流电路、储能环路通过线路依次连接，储能环路分别与充电控制电路和光源驱动电路通过线路连接；触发电路通过线缆连接到光源系统。
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【专利技术属性】
技术研发人员：年夫来，朱炬，毛翌春，邓允长，朱文星，李斌，王俊，
申请(专利权)人：中电科仪器仪表安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34