CN102722198A - 柔性薄膜太阳能电池组件封装层压机多点控温系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性薄膜太阳能电池组件封装层压机多点控温系统，包括单片机，所述单片机分别与导油加热机、键盘及显示屏、故障报警器、线性稳压模块、若干路放大电路相连，所述故障报警器和线性稳压模块相连，所述线性稳压模块和若干路放大电路分别与若干路测量电桥相连，若干路测量电桥与若干温度传感器相连，若干温度传感器设置于加热板上。本发明还公开了利用该系统的控温方法。本发明以单片机为控制核心，主要结合温度传感器、测量电桥、放大电路、导油加热机等实现对加热板的温度均匀性进行实时控制，工作温度容易实现。

Description

柔性薄膜太阳能电池组件封装层压机多点控温系统及方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜层压机的测温技术，尤其是一种柔性薄膜太阳能电池组件封装层压机多点控温系统及方法。

背景技术

目前，市场上的层压机主要是针对晶硅太阳能电池组件封装设计，如采用多点测温技术，能够提供多点温度参数，但不能够控制总体温度变化；而采用单点控温技术，虽可控制温度变化，但并不能保证加热板温度的均匀性。

中国专利申请201110026884.4公开了一种太阳能电池组件全自动层压机电加热系统，其包括本体，本体包括加热板，加热板的横截面上设置有均布的管道，管道内设置有电加热管，电加热管为U形电加热管，U形电加热管的两根管子分别插入均布的管道，两根管脚伸出管道，管脚上设置有接线柱，所述接线柱外用陶瓷管以及陶瓷管套包封；所述U形电加热管采用分组并联的接线方式连接，接线柱分别连接电源导线；本体外部配置温控箱，温控箱内这只有可控硅及接触器，每组加热管的电源引出线分别与温控箱内的可控硅及接触器引入的接线端子相连接。本体上设置测温孔，测温孔内设置有测温探头，测温探头的导线通过测温孔下端与温控箱内的温度控制模块引入的接线端子相连接。但是U形电加热管和加热板是固态与固态之间传热的，其传热效果受两者间接触状况影响较大，导致加热板表面的温度均匀性不好，特别是层压机刚启动时，U形加热管的表面温度远高于加热板的温度，温度梯度较大且不均匀，从而导致不均匀热膨胀，容易造成电加热管损坏和加热板变形。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种柔性薄膜太阳能电池组件封装层压机多点控温系统及方法，其以单片机为控制核心，主要结合温度传感器、测量电桥、放大电路、导油加热机等实现对加热板的温度均匀性进行实时控制，工作温度容易实现。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种柔性薄膜太阳能电池组件封装层压机多点控温系统，包括单片机，所述单片机分别与导油加热机、键盘及显示屏、故障报警器、线性稳压模块、若干路放大电路相连，所述故障报警器和线性稳压模块相连，所述线性稳压模块和若干路放大电路分别与若干路测量电桥相连，若干路测量电桥与若干温度传感器相连，若干温度传感器设置于加热板上。

所述温度传感器为温度传感器Pt100铂电阻，温度传感器Pt100铂电阻安装于加热板的下表面避开油路的孔中。

所述每一路测量电桥均包括第三至第六电阻，其中第三、第四和五电阻是组成电桥的固定电阻，第四电阻为温度传感器Pt100铂电阻，其中，第三电阻和第四电阻串联，第五电阻和第六电阻串联，前述两组串联的电阻首尾相连组成一整流电路，其中第三电阻和第五电阻相连端为电源接入端，第四电阻和第六电阻相连端为接地端；测量电桥的左右臂分别与放大电路相连，测量电桥的基准电压由5V电压基准提供，Pt100为铂电阻，它的阻值随着温度变化而线性变化，故测量电桥两臂产生压差ΔV，输入放大电路。

所述每一路放大电路均包括第七电阻、第五电容、第八电容（去耦电容）、仪器放大器AD623，其中，测量电桥的左右臂分别接在仪器放大器AD623的反相和正相输入端，仪器放大器AD623的第一和第八管脚上连接有第七电阻，第七管脚上连接有并联的第五电容和第八电容，第五电容和第八电容相连的一端为电源接入端，另一端为接地端，第六管脚与单片机的ADC端口相连。

一种利用柔性薄膜太阳能电池组件封装层压机多点控温系统的控温方法，步骤如下，

1)测量电桥的基准电压由5V电压基准提供，温度传感器Pt100为铂电阻，它的阻值随着温度变化而线性变化，故电桥两臂产生压差ΔV，输入放大电路；

2)电桥的左右臂分别接在AD623的反相和正相输入端，将压差ΔV按照预先设定的倍数放大从第六脚输出到单片机的ADC端口；

3)单片机ADC端口接收到五路放大电路的输出信号，通过算法处理后进行控制导油加热机的油泵功率，改变油的流动速度来使加热板的温度均匀性更好；

4)导油加热机的油泵设定两个功率档位，正常运行时使用低功率档位，一旦检测到加热板五个点的任何两点温差达到设定值时，单片马上给一个触发信号启动大功率档位运行，加快油的流动速度，使温度均匀性回到正常状态；当温度均匀性正常时，单片机再给触发信号让油泵跳回低功率档位工作；

5)通过键盘设定加热板的温度和液晶屏显示出各路的温度值，当任何两路的温度差大于±1℃时，便启动故障报警，在报警去除后再进行操作；

6)线性稳压模块，将电源适配器的18V电源先转换为12V电压并通过输出端给层压机的整个控制电路使用，线性稳压模块还将12V电压转换为5V电压提供给单片机、测量电桥电压基准、放大电路。

本发明的单片机ADC端接收放大电路的输出信号，在液晶屏显示出温度值，控制导油加热机油泵的功率进而控制加热板的温度均匀性。当任何两路的温度差大于±1℃时，便启动故障报警。

线性稳压模块（如LM7812线性稳压模块）将电源适配器的18V电源先转换为12V电压并通过输出端给层压机的整个控制电路使用；线性稳压模块（如LM7805线性稳压模块）还将12V电压转换为5V电压提供给单片机、测量电桥电压基准、放大电路；线性稳压模块（如LM1117-3.3线性稳压模块）最后将5V电压转换为3.3V电压提供给单片机和仪器放大器AD623的电压基准端。

本发明的有益效果是，以单片机为控制核心，主要结合温度传感器、测量电桥、放大电路、导油加热机等实现对加热板的温度均匀性进行控制，工作温度容易实现。本发明采用的多点控温技术，在很大程度上，实现了实时监控了加热板的温度均匀性，并且可以通过改变导热油加热系统油泵的功率，以实现调节加热板温度均匀性的要求。特别适合于，化合物薄膜太阳能电池组件柔性封装的技术。所谓的柔性封装，是指将薄膜太阳能电池片封装在柔性的含氟薄膜内（如ETFE/TPT/PET等），以实现可卷曲、可贴合的一种太阳能电池组件封装技术。

附图说明

图1是本发明控制系统原理图；

图2是本发明其中一路测量电桥和放大电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的控制系统框图，其包括加热板、导油加热机、温度传感器、测量电桥、放大电路、单片机、键盘及液晶显示屏、故障报警、线性稳压模块和油加热机。单片机分别与导油加热机、键盘及液晶显示屏、故障报警器、线性稳压模块、五路放大电路相连；故障报警器和线性稳压模块相连，线性稳压模块和五路放大电路分别与五路测量电桥相连，五路测量电桥与五个温度传感器相连，五个温度传感器设置于加热板上。

下面对薄膜多点控温技术进行详细描述：

在加热板的下表面避开油路挖五个孔安装温度传感器Pt100铂电阻，有导线连接到测量电桥。五路测量电桥：其中一路包括第三至第六电阻，其中第四电阻为温度传感器Pt100铂电阻，如图2中所示，测量电桥的基准电压由5V电压基准提供，第三、四和五电阻是组成电桥的固定电阻，Pt100为铂电阻，它的阻值随着温度变化而线性变化，故电桥两臂产生压差ΔV，输入放大电路。电桥的左右臂分别接在AD623的反相和正相输入端，将压差ΔV按照自己设定的倍数放大从第六脚输出到单片机的ADC端口。单片机ADC端接收到五路放大电路的输出信号，通过算法处理后进行控制导油加热机的油泵功率，改变油的流动速度来使加热板的温度均匀性更好。导油加热机的油泵设定两个功率档位，正常运行时使用低功率档位，一旦检测到加热板五个点的任何两点温差达到设定值时，单片马上给一个触发信号启动大功率档位运行，加快油的流动速度，使温度均匀性回到正常状态；当温度均匀性正常时，单片机再给触发信号让油泵跳回低功率档位工作。

通过键盘设定加热板的温度和液晶屏显示出各路的温度值，当任何两路的温度差大于±1℃时，便启动故障报警。在报警去除后再进行操作。线性稳压模块，将电源适配器的18V电源先转换为12V电压并通过输出端给层压机的整个控制电路使用，线性稳压模块还将12V

电压转换为5V电压提供给单片机、测量电桥电压基准、放大电路；线性稳压器模块最好将5V电压转换为3.3V电压提供给单片机和仪器放大器AD623的电压基准端。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种柔性薄膜太阳能电池组件封装层压机多点控温系统，其特征是，包括单片机，所述单片机分别与导油加热机、键盘及显示屏、故障报警器、线性稳压模块、若干路放大电路相连，所述故障报警器和线性稳压模块相连，所述线性稳压模块和若干路放大电路分别与若干路测量电桥相连，若干路测量电桥与若干温度传感器相连，若干温度传感器设置于加热板上。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述温度传感器为温度传感器Pt100铂电阻，温度传感器Pt100铂电阻安装于加热板的下表面避开油路的孔中。

3.如权利要求2所述的系统，其特征是，所述每一路测量电桥均包括第三至第六电阻，其中第三、第四和五电阻是组成电桥的固定电阻，第四电阻为温度传感器Pt100铂电阻，其中，第三电阻和第四电阻串联，第五电阻和第六电阻串联，前述两组串联的电阻首尾相连组成一整流电路，其中第三电阻和第五电阻相连端为电源接入端，第四电阻和第六电阻相连端为接地端；测量电桥的左右臂分别与放大电路相连。

4.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述每一路放大电路均包括第七电阻、第五电容、第八电容、仪器放大器AD623，其中，测量电桥的左右臂分别接在仪器放大器AD623的反相和正相输入端，仪器放大器AD623的第一和第八管脚上连接有第七电阻，第七管脚上连接有并联的第五电容和第八电容，第五电容和第八电容相连的一端为电源接入端，另一端为接地端，第六管脚与单片机的ADC端口相连。

5.一种利用权利要求1-4中任一项所述系统的控温方法，步骤如下，

1)测量电桥的基准电压由5V电压基准提供，温度传感器Pt100为铂电阻，它的阻值随着温度变化而线性变化，故电桥两臂产生压差ΔV，输入放大电路；

2)电桥的左右臂分别接在AD623的反相和正相输入端，将压差ΔV按照预先设定的倍数放大从第六脚输出到单片机的ADC端口；

3)单片机ADC端口接收到五路放大电路的输出信号，通过算法处理后进行控制导油加热机的油泵功率，改变油的流动速度来使加热板的温度均匀性更好；

4)导油加热机的油泵设定两个功率档位，正常运行时使用低功率档位，一旦检测到加热板五个点的任何两点温差达到设定值时，单片马上给一个触发信号启动大功率档位运行，加快油的流动速度，使温度均匀性回到正常状态；当温度均匀性正常时，单片机再给触发信号让油泵跳回低功率档位工作；

5)通过键盘设定加热板的温度和液晶屏显示出各路的温度值，当任何两路的温度差大于±1℃时，便启动故障报警，在报警去除后再进行操作；

6)线性稳压模块，将电源适配器的18V电源先转换为12V电压并通过输出端给层压机的整个控制电路使用，线性稳压模块还将12V电压转换为5V电压提供给单片机、测量电桥电压基准、放大电路。

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