CN101540353B - 用于连接太阳能电池的焊接设备 - Google Patents

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Abstract

在这种连接太阳能电池(1、2、3)的焊接设备上具有一种按照感应定律工作的热源，所述热源与具有焊剂的所述太阳能电池(1、2、3)的印制电路(4)用电线(7)相连，其中，所述热源具有高频发电机和感应回路(21)，在所述热源中高频发电机发出的高频电流产生高频磁场并且所述高频磁场在印制电路(4)和在沿印制电路(4)上设置的电线(7)中引起涡流，所述涡流产生为焊接过程所必需的热量。所述U形感应回路(21)具有扩张处(26)和收缩处(25)，所述扩张处(26)和收缩处(25)有助于优化焊区的发热并且因此有助于节能。每一个所述扩张处都为磁场中性的压紧装置(27)提供焊接位置的入口，所述压紧装置将所述电导线(7)按压在所述印制电路板(4)上。在焊接过程中用所述感应回路(21)能够将电池上表面(5)和电池下表面(6)的印制电路(4)的整个长度用所述电线(7)焊接。

Description

用于连接太阳能电池的焊接设备
技术领域
本发明涉及一种连接太阳能电池的焊接设备，其中，根据独立权利要求所定义，一种按照感应定律工作的热源与带有焊剂的所述太阳能电池的印制电路通过电线相连。
背景技术
EP 1748495A1中公知了一种用于电连接多个太阳能电池的焊接设备，其中，在所述电池的表面上具有印制电路，所述印制电路上覆盖有导电带，该导电带能够借助一种热源与印制电路实现电连接，其中，用感应生热的热源加热印制电路和导电带以及熔化焊剂，该焊剂将所述导电带与所述印制电路相联。
发明内容
在此本发明设法消除弊端。如权利要求1所述，本发明的任务在于，提出一种焊接设备，所述焊接设备按照感应定律产生节能的焊接。
本发明有益的改进在从属权利要求中说明。
通过本发明所达到的优点主要在于，这种焊接设备在很小的能耗下产生出电线之间的焊接。所述焊接过程中所需的热量通过感应回路产生，其中，在所述感应回路中流动的、高频的电流产生出随时间变化的磁场，所述磁场引起在待连接的电线和焊剂中的涡流，所述涡流再次加热所述电线以及熔化所述焊剂。在无电流的感应回路中所述电线和焊剂被冷却，其中用所述焊剂将所述电线联接起来。为在感应回路中产生电流所需的高频发电机根据功率能够进行更小的尺寸设计以便降低生产成本。
通过所述感应回路的特殊外形能够对所述磁场以及所述感应回路的电流接收器，或者说所述高频发电机的功率进行优化。根据本发明所述的感应回路能够在与现有的感应回路的长度相同的情况下将所述高频发电机的功率减少到三分之一，或者在与现有高频发电机的功率相同的情况下将感应回路的长度增加到三倍。具有波形凸起的所述U形感应回路在收缩处产生更弱的磁场以及在扩张处产生更强的磁场并借此构成具备有利的热分布的主要焊区。在每一个所述扩张处的中央能够用磁场中性的和电绝缘的压紧装置将互相之间待接的所述电线夹紧。根据本发明所述的感应回路的有效长度还能够很容易地与待生成的焊接的长度相匹配。
为此，例如通过手动或机械置入螺栓或螺丝的方式在相应的扩张处产生电短路。
附图说明
下面参照附图详细阐述本发明。
其中，
图1示出了多个与电池导电带电连接的太阳能电池，
图2示出了带有感应回路的焊头，
图3示出了带有压紧装置的感应回路，
图4和图5示出了能够在有效长度内调节的感应回路，
图5a示出了感应回路的一种实施形式和
图6示出了感应回路的详细视图。
具体实施方式
图1示出了第一太阳能电池1，第二太阳能电池2和第三太阳能电池3。太阳能电池1、2、3也被称作光电池并且将光线中的辐射能转化为电能。在单个电池中产生的电压位于电池上表面5的印制电路4与在图1中看不见的电池下表面6的印制电路之间。如果所述电池上表面5的印制电路4以及所述电池下表面6的印制电路连接到作为负载的电载荷上，例如欧姆电阻或者蓄电池，电流流出并且从所述太阳能电池中产生的电能在所述载荷中被消耗或者在蓄电池里储存。多个太阳能电池在导电带上电连接在一起。多个导电带形成一种被称为太阳能电池板的组件。所述太阳能电池在电池上表面5的印制电路4以及在图1中看不见的电池下表面6的印制电路上串联。同时单个电池的电压相叠加并且能够采用更细的电线7进行所述的连接。
图1中第一太阳能电池1、第二太阳能电池2和第三太阳能电池3电连接在电池导电带8上。电线7将第一太阳能电池1的电池上表面5的印制电路4与第二太阳能电池2的电池下表面6的印制电路相联。电线7将第二太阳能电池2的电池上表面5的印制电路4与第三太阳能电池3的电池下表面6的印制电路相联。
用焊接过程制作印制电路4和电线7之间的联接，其中，热源加热具有焊剂的印制电路板4和电线7，所述焊剂熔化例如软焊料，其中，液态的焊剂浸湿印制电路4和电线7。生热之后在印制电路4和电线7之间产生固态的导电的连接。
针对焊接的制作可以考虑不同的生热方法。特别有益的是上述的按照感应定律工作的热源，其中所述高频发电机在感应回路中产生高频的电流，比如，产生频率从800kHz至900kHz的电流，所述电流产生高频磁场。
图2示出了配有三个感应回路21的焊头10。直线导轨11安装在底座12上，其中直线导轨11用来引导滑块13，所述滑块借助于电动机能够上下运动，如箭头P1所示。滑块13用来作为外壳15的支架，在所述外壳上为感应回路21和压紧装置27安装有连接块16、导向块17、调整轴心18。每个感应回路21都具有一个调整轴心18，借助于所述调整轴心能够手动地用调整螺母18.1将感应回路21和压紧装置27的位置对齐在太阳能电池相应的印制电路4上。将回路段24插入一块设置在导向块17上的平板19中，所述平板例如由塑料制成。每一个压紧装置27能够在导向块17的竖直的孔17.1内自由运动。焊头10朝太阳能电池1、2、3的方向下降时压紧装置27支撑在电线7上并且通过所述压紧装置本身的重量将电线7按压在印制电路4上。
图2示出了具有三个并联印制电路4的太阳能电池。用所示焊头10能够借助于所述三个感应回路21将所述三个印制电路4在其整个电池长度上同时进行焊接。假设对具有两个所述印制电路4的太阳能电池加工即焊接，那么一个所述连接块16以及一个具有所述感应回路21和所述压紧装置27的所述导向块17被拆除。针对具有三个以上所述印制电路4的太阳能电池，所述焊头10也可以比图示中制作得更大一些，并且也会具有三个以上的所述感应回路21。
所述连接块16用来作为所述感应回路21的支架并且包括水管接口，电接口以及在所述感应回路21中产生高频电流的高频发电机。
图3示出了根据本发明所述的在焊头10上设置的感应回路21，该图未示出平板19。所述感应回路21由连接件22、输送段23和U形回路段24组成，其中至少有一个所述U形回路段的凸起在所述感应回路上成波形。输送段23和回路段24由空心电线构成并且用冷却剂，例如用水贯流。所述输送段23由两个靠近的管子23.1，23.2组成，所述的管子将冷却剂输送到所述回路段24中并且从所述回路段24导出。所述回路段24由具有两个凸起21.1的U形管组成，形成类似U形发夹的外形。所述回路段24的管子的自由端和所述输送段23的管子相连。所述输送段23的管子和所述回路段24的管子是由导电的材料比如铜制成的。如图5，5a用附图标记所示的U形管具有收缩处25和扩张处26。所述收缩处25和所述扩张处26有助于优化上述的在焊区的生热以及因此有助于节能。每一个扩张处26为磁场中性的压紧装置27提供焊接位置的入口，由例如陶瓷制成的所述的压紧装置将电线7按压在印制电路4上。用图3中示出的感应回路21能够在焊接进程中焊接所述太阳能电池1、2、3的电池上表面5的印制电路4的整个长度。所述感应回路21的磁场，或者说所述印制电路4和所述电线7中的涡流能够同时对所述印制电路和所述电线以及电池下表面6的焊剂进行加热或熔化并且在所述印制电路4和所述电线7之间产生焊接。
图4和图5示出了在有效长度内能够被调节的感应回路21。回路段24的尺寸与图3中所示回路段24的尺寸一致。根据需求即根据待焊的太阳能电池的大小能够将所述有效长度缩小。在扩张处26置入的螺丝28或者在扩张处26置入的螺栓将所述回路段24短路。所述高频电流能够从高频发电机发出后仅流到所述螺丝28或螺栓并且产生磁场。所述螺丝28或螺栓能够与所述焊头松动连接并且能够手动地或机械地进行调节。多余的所述压紧装置27将被撤去或者在更高处被固定，并且向扩张处26与螺丝28相匹配的孔17.1中置入作为螺丝28的螺栓。
所述扩张处26和收缩处25的外形也是取决于生产技术的。功率输入的优化主要是由逐步减小的或增大的管道阻力决定的。所述扩张处26和收缩处25的弯曲半径在图5中的例子中选择得较大，从而能够用一根管子或者说整体的用弯曲方法制成所述回路段24。假设所述外形选择为一个具有小的弯曲半径的形状，例如之字形，那么所述回路段24必须由针对所述扩张处26和收缩处25的单独段组成。
图5a示出了具有弯曲半径的外形并且还能够用弯曲方法制成的回路段24。所述的管子，或所述U形回路段24的一个凸起21.1成水平设计，并且所述回路段24的另一个凸起21.1与所述扩张处26和收缩处25波形设计。针对所述扩张处26设有一个圆弧形的段26.1，针对所述收缩处25设有一个水平段25.1，其中，所述压紧装置27与所述扩张处26相匹配。
图6示出了所述感应回路21的连接件22的详细视图。用穿过孔22.1的螺丝将所述连接件22与所述连接块16松动联接。同时水管接口22.2与所述连接块16相联并用一个图中未示出的在所述连接块一侧的O形环密封。用于冷却所述回路段24的冷却剂循环因此被封闭起来。借助于接触面22.3将所述连接件22电连接在所述连接块16上，其中接触面22.3用隔离板22.4相互电隔离。

Claims (8)

1.一种焊接设备，用于连接太阳能电池(1、2、3)，其中，一种按照电磁感应定律工作的热源与具有焊剂的所述太阳能电池(1、2、3)的印制电路(4)用电线(7)相联，其特征在于，
所述热源具有高频发电机和感应回路(21)，在所述热源中高频发电机发出的高频电流产生高频磁场并且所述高频磁场在印制电路(4)和在沿印制电路(4)设置的电线(7)中引起涡流，所述涡流产生为焊接过程所必需的热量。
2.如权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，
所述感应回路(21)是U形结构，其中，所述U形结构的至少一个凸起(21.1)被做成波形。
3.如权利要求2所述的焊接设备，其特征在于，
所述感应回路(21)具有扩张处(26)和收缩处(25)，所述扩张处(26)和收缩处(25)用作所述高频磁场和所述高频发电机的节能运转的能量优化。
4.如权利要求1至3中任一项所述的焊接设备，其特征在于，
所述感应回路(21)由管子制成，冷却剂在所述管子中流动。
5.如权利要求1至3中任一项所述的焊接设备，其特征在于，
能够调节所述感应回路(21)的有效长度。
6.如权利要求5所述的焊接设备，其特征在于，
能够将螺丝(28)安装在扩张处(26)，其中，在此处所述螺丝(28)将所述感应回路(21)电短路。
7.如权利要求3所述的焊接设备，其特征在于，
每一个所述扩张处(26)都具有一个磁场中性的压紧装置(27)，所述压紧装置穿过所述扩张处(26)并且将所述电线(7)按压在所述印制电路(4)上。
8.如权利要求1至3中任一项所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接设备的焊头(10)具有数量相等的感应回路(21)和用所述电线(7)连接的所述太阳能电池(1、2、3)的印制电路(4)，其中，用所述电线(7)将所述太阳能电池上所有的印制电路(4)同时地在所述印制电路的整个长度上焊接。
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