CN103891133A - 用于测试光伏电池的互连的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无接触地测试闭合环路电连接的设备和方法，尤其适用于测试太阳能面板中的光伏电池的互连。该设备包括两个线圈。第一线圈是驱动线圈(11)，该驱动线圈(11)包括至少一个用于在由闭合环路电连接所包围的环路区域(14)中产生变化的磁场的第一绕组(15)。第二线圈是检测线圈(12)，该检测线圈(12)包括至少一个用于当受到由闭合环路电连接中的电流所产生的磁场时产生电压的第二绕组(16)。该设备还包括用于本征地补偿第一线圈与第二线圈的直接互感的补偿环路(13)。该补偿环路允许使用用于测试互连的不复杂的电子器件，该电子器件可以容易地在手持装置中实现。

Description

用于测试光伏电池的互连的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量闭合环路电连接的设备和方法。在具体实施例中，涉及一种用于测量包括多个光伏电池的太阳能模块中的光伏电池的电互连的设备。

背景技术

需要将通常具有硅晶圆尺寸的单个光伏电池进行组合以制作太阳能面板或太阳能模块。更具体地，需要将不同光伏电池的电极互相电连接。单个光伏电池的这一互连易损坏，特别是在组合固体太阳能面板中的不同电池的生产过程中。此外，由于材料或加工的不当，该互连可能较差。可能仅在使用很小一段时间之后，差的互连就将导致太阳能面板的性能降低。这样的性能降低可以是导致较低能量输出的效率降低或者是面板的寿命降低。有鉴于此，需要一种在太阳能面板的生产过程中及其之后测试电连接的设备。尤其需要一种在不对光伏电池或太阳能面板进行机械接触的情况下允许测试的测试设备。

普通类型的光伏电池包括金属化的背电极和有图案的前电极。然而，公认的是也存在其它的电极配置。通过连接第一光伏电池的背电极与第二光伏电池的前电极，可以串联地设置多个光伏电池。光伏电池之间导线的差接触将导致高电阻。因此，通过用已知的电阻计来测量电阻，能够测试电接触的质量。然而，在这样的测试期间进行机械接触可能损坏光伏电池，或者，在生产出太阳能面板之后，难以甚至不可能对光伏电池或太阳能面板进行该机械接触。

从德国专利公开DE4440167获知了一种用于测量光伏电池以及其它半导体元件中的电流分布的设备和方法。根据该公开，通过红外测量来检测由具有高电阻的点所产生的局部加热。该方法适于检测同质导体中的缺陷，但是不方便使用该方法来检测有图案的结构中的缺陷。

从国际专利公开WO2008／017305中获知了一种用于调查光伏电池和太阳能模块中的缺陷的设备和方法。根据该已知的设备，使用特殊的磁场检测器来测量使用太阳能模块的过程中所产生的磁场。根据该已知的方法，当由于光线落到模块上而产生的电流流过轨径和互连时，进行调查。因此，只有当测试中的模块受到足够的光强度并且该模块的输出连接到允许电流流过的负载电阻时，才能进行该测试。进一步地，该测试结果的解释并不容易，并且测量的磁场必须与轨径和互连的电阻相关联。

从日本专利公开JP2003-110122获知了一种用于检测光伏器件的故障的方法，该方法基于对磁场的检测。所述方法包括：通过驱动线圈在背电极薄膜中生成涡流电流，以及通过检测线圈来检测感应磁场。该公开也披露了一种包括两个相互紧挨并联设置的线圈的设备。该已知的设备及方法的优点在于：由于两个线圈的直接互感，驱动线圈在检测线圈中直接感应出电流或电压，该电流或电压取决于测量机构的几何结构，尤其是与太阳能面板的距离以其电导率。

还已知一种磁力计，包括驱动线圈、检测线圈以及用于补偿地磁场和其它干扰磁场的补偿线圈。这样的磁力计公开在例如欧洲专利申请EP0604810中。向驱动线圈提供交流电流以使铁磁磁芯饱和。将补偿线圈连接到用于在该补偿线圈中提供直流电流的不同电压源以产生补偿磁场。该磁力计尤其适用于精确地测量小磁场。

发明内容

一方面，本发明旨在提供一种用于测试闭合环路电连接的设备，更具体地，一种适于检测太阳能模块中光伏电池的电相互连接中的缺陷的设备，该设备允许不复杂易于使用的精确非接触测试。

另一方面，本发明旨在解决和克服上述现有技术中的问题和不足。尤其旨在解决所述驱动线圈与所述检测线圈直接互感的问题，即使不存在闭合环路连接，该直接互感也可能在第二线圈中产生电压。

提供了一种用于测试闭合环路电连接的设备，该设备包括：

第一线圈，所述第一线圈包括至少一个包围出第一线圈区域的第一绕组，所述第一绕组用于在由所述闭合环路电连接所包围的环路区域中产生变化的磁场；以及

第二线圈，所述第二线圈包括至少一个包围出第二线圈区域的第二绕组，所述第二绕组用于当受到由所述闭合环路电连接中的电流所产生的磁场时产生电压；

其特征在于，所述设备还包括补偿环路，所述补偿环路用于补偿所述第一线圈和所述第二线圈的直接互感，所述补偿环路至少部分地覆盖所述第一和第二线圈区域中的一个线圈区域或者所述第一和第二线圈区域两者。

补偿环路的一个优点在于：这样的环路消除或者至少极大地降低了第一线圈(用于产生交变磁场的驱动线圈)与第二线圈(用于检测磁场的检测线圈)的直接互感。优选地，使用提供本征补偿的补偿环路，即，利用或者响应于流过驱动线圈的电流和／或由电流产生的磁场而运行的补偿环路。提供本征补偿的补偿环路的另一优点在于：不需要附加的电流源和电子器件。在一个实施例中，该本征补偿降低了在测试闭合环路电连接期间产生错误的风险。当两个线圈之间不存在互感或者只存在很小的互感时，驱动线圈与检测线圈的耦合仅由或者主要由测试中的环路的特性来确定。

通过这一优点来达到上述目的，因为利用补偿环路的补偿使得测试对环境状况(比如，与测试中的环路的距离)较不敏感。进一步允许方便地检测闭合环路的电阻，因为只需要测量驱动线圈的电流与检测线圈的电压之间的相位差，而无需测量信号的振幅，这一点将在下文中详细地说明。

另一方面，本发明旨在提供一种用于测试闭合环路电连接的方法，该方法允许不复杂易于使用的精确非接触测试。更具体地，本发明旨解决和克服在上述现有技术的问题和不足。

提供了一种用于测试闭合环路电连接的方法，该方法包括以下步骤：

提供根据本发明的设备；

调节补偿环路以获得对第一和第二线圈的直接互感的补偿；

将该设备放置在待测试闭合环路电连接附近；以及

基于由第二线圈产生的电压获得代表所述闭合环路的电阻的信号。

该方法的一个优点在于：根据该方法，只要调节了所述补偿环路，就不需要进一步校准线圈-环路组合。所以，只要确定了环路的合适的几何结构，进行该闭合环路电连接测试的人员就不需要具备特殊的技能。

附图说明

图1A示出了两个互相连接的光伏电池；

图1B示出了一种闭合环路电连接；

图2A示出了第一平面测量机构中的设备的一种实施例；

图2B示出了第二平面测量机构中的设备的一种实施例；

图3示出了夹层测量机构中的设备的一种实施例；

图4示出了一种具有平面几何结构的优选实施例；

图5示出了作为检测线圈的部分的一种补偿环路的示例；

图6A示出了一种闭合分离绕组形式的补偿环路的示例的俯视图；

图6B示出了一种闭合分离绕组形式的补偿环路的示例的侧视图；

图7示出了与线圈连接的两个补偿环路的示例；

图8示出了一种电子电路的实施例；

图9示出了一种手持设备的实施例；以及

图10示出了补偿方法的流程图。

具体实施方式

光伏电池或太阳能电池是受到光(特别是太阳光)照射时产生电流的半导体器件。通常，这样的太阳能电池由硅(非晶硅或(半)晶体硅)制成。通常，这样的电池的尺寸大约为15厘米×15厘米(6英寸×6英寸)。许多光伏电池组成通常具有大约1到2平方米大小的太阳能面板。光伏电池所产生的电压通常仅为0.5伏，而一般需要较高的电压。为了获得较高的电压，一个面板的许多光伏电池被串联连接。图1A中示出了怎样连接两个光伏电池。仅出于示意的目的，示出了左边电池(1)的背面和右边电池(2)的正面。该太阳能电池包括构成背面电极的金属化层(3)和处于电池的正面部分(即，电池正对太阳的部分)的结构化的导电图案。通常，这样的导电图案可包括若干具有较小分支(5)的主轨径(4)。该主轨径用于将该光伏电池连接到电力消耗设备或者连接到另一个电池从而形成太阳能面板。

可以通过将第一电池的背面电极与第二电池的正面电极相连来串联连接两个光伏电池。通常，可以经由两根导线(6)，(7)将第一电池的背电极与第二电池的前电极相连接。在这样的几何结构中，第一电池的背电极(3)，第二电池的前电极轨径(4)，(5)以及导线(6)，(7)形成如图1B所示的电闭合环路。该环路可以包括焊接连接(8)。

在电池被并联而不是串联连接的情况下，如果两个光伏电池的前电极和／或两个背电极被至少两个形成闭合导电环路的导电轨径所连接，则也将存在闭合环路。

除其它以外，环路的电导率由电池的电极和互连(包括可能的焊接连接)的质量来确定。当只使用一种类型的光伏电池并且只利用一种类型的连接来制造太阳能面板时，不同对电池的测量电导率的变化可以归因于这些电池之间的互连的质量，因为其他的特性，例如环路的尺寸、电极结构以及所用的材料，对测试中的所有环路而言是相同的。

日本专利公开JP2003-110122公开了利用由驱动线圈所产生的交变磁场在电极中感应电流来非接触地确定光伏电池的背电极的电导率。发明人发现通过该方式不仅可以确定同质层的电导率而且也可以确定闭合环路的电导率。在这样的闭合环路中，感应电流被几何地限制在形成环路的导电轨径上，而在同质层的情况下，电流分布在一个区域，除其它以外，该区域由驱动线圈的大小来确定。

提供了一种设备，包括两个线圈：用于产生变化的磁场的驱动线圈和用于检测磁场的检测线圈。当变化的电流流过该驱动线圈从而围绕线圈区域循环流动时，该线圈在其自身周围产生变化的磁场，磁场的方向取决于围绕该区域的电流的循环方向，即，顺时针或逆时针。该变化的磁场将在设置在该线圈附近的导电环路中感应出电流。例如，如图1B所示，该环路可以由两个光伏电池的互连来形成。除其它以外，该电流的强度取决于驱动线圈与环路的相对取向以及环路的电阻。在互连环路的情况下，除其它以外，电阻可以由导线与电极之间的焊接连接(8)来确定。优选地，驱动线圈的区域小于测试中的环路的区域，从而允许该环路包围最大磁通，当环路与线圈的距离被设置成大于比如该线圈的直径时也能如此。然而，线圈的面积也可以更大。在后一种情况下，该设备的校准需要更加小心并且输出信号对线圈与环路之间(更具体地，测试中的太阳能面板模块与包括驱动线圈的设备之间)的变化的距离更加敏感。

测试中的环路中的电流将产生会被检测线圈检测到的磁场。所以驱动线圈与检测线圈经由测试中的环路相互耦合。两个线圈之间耦合的强度主要取决于环路的特性，包括例如太阳能电池之间的连接的电阻。然而，两个线圈之间也存在直接耦合，即，由于测试中的环路的出现而单独地存在的耦合，该直接耦合将影响测量。发明人发现该影响可以通过施加一个补偿环路来降低或者甚至清除。

图2A示出了该设备的一个实施例及测试中的闭合环路电连接的示意图。所示的测量机构是一个平面机构，即，驱动线圈与检测线圈两者处于测试中的环路的同一侧。驱动线圈(11)包括用于在由闭合环路电连接(10)所包围的区域(14)中产生变化的磁场的若干绕组(15)。在使用中，驱动线圈将连接到用于产生磁场的电流源并且驱动线圈相对于测试中的环路如此放置以使得：变化的磁通经由由环路包围的区域(14)穿过闭合环路。尽管这样的变化的磁通可以通过相对于环路移动(比如，旋转)驱动线圈而得到，但是优选静止的线圈，因为其结构简单并且易于进行信号分析。该实施例还包括检测线圈(12)。该检测线圈(12)也包括若干绕组(16)。该检测线圈可以与所述驱动线圈具有相同的结构，但是也可以在例如绕组的数量以及尺寸上有所不同。当检测线圈受到由测试中的环路中的电流所产生的变化的磁场时，在检测线圈的开口端子上存在电压。该线圈的端子优选地连接到具有高输入阻抗的电压表上。然而，该线圈的端子也可以被短路以测量线圈中的电流。

驱动线圈和检测线圈的尺寸可以取决于测试中的环路的大小。更具体地，线圈的尺寸以及他们相对于彼此的位置将被优选地选择以使该线圈在由测试中的环路所包围的区域上的投影落入该区域内。除其它以外，这样的位置和尺寸允许测试相互距离较近的互连。

本领域普通技术人员将会理解线圈之间存在互感，更具体地，即使不存在闭合环路也会在检测线圈中感应出电压。或者，换言之，两个线圈之间存在电磁耦合。除其它以外，耦合的强度取决于两个线圈的相对位置和取向。为了降低该耦合，该设备还包括用于补偿驱动线圈与检测线圈的直接互感的补偿环路(13)。在图2A中，补偿环路被示为驱动线圈的一部分。然而，如下文中所要详细讨论的，存在该补偿环路的多个其它实施例。

在使用该设备期间，测试中的环路可以如图2A中所示的那样面对线圈或者该环路可以如图2B中所示的那样面对补偿环路。这表明补偿环路可以在测试中的环路与线圈之间(参见图2B)或者线圈可以位于测试中的环路与补偿环路之间(参见图2A)。

如图2A和2B所示的使用中的设备位于测试中的环路的一侧的几何结构允许简单测试，特别是当该装置被用作手持装置时。然而，在如图3所示的夹层几何结构中，测试中的环路也可以被放置在驱动线圈(11)与检测线圈(12)之间。这样的夹层几何结构使得对驱动线圈与检测线圈的互感的补偿比在平面结构中难，因为补偿环路(13)由于两个线圈之间相对远的距离而倾向于获得噪声信号。然而，这样的夹层几何结构在特殊环境下可能有用，例如，在必须测试不同大小的互连环路的太阳能模块的自动化生产中。

图4示出了具有平面几何结构的优选实施例的示意图。该设备包括两个并联的线圈：驱动线圈(11)和检测线圈(12)。之所以知道是并联，因为两个线圈的轴线(17，18)具有实际中尽可能小的角度并且两个线圈在与轴向垂直的平面上的投影至少基本上没有交叠。所以，在理想状况下，该角度为0度，但是在实践中，该角度可以是例如小于5度。每个线圈包括至少一个绕组(15，16)。优选地，两个线圈在平面(19)中被相互近邻地设置，因为在这样的几何结构中，测试中的环路与驱动线圈之间的距离和测试中的环路与检测线圈之间的距离相同。在这种情况下，线圈的区域为平面(19)中的区域，线圈中的电流环绕该平面流动。然而，也可以沿与平面(19)垂直的轴线(17，18)的方向移动线圈中的一个线圈。在这种情况下，线圈的区域为线圈的平面中的区域，线圈中的电流环绕这些平面流动，等价地，这些平面投影为平行于这些平面的同一平面。

在使用中，变化的电流流过驱动线圈(11)，沿轴线(17)的方向产生磁场。该变化的电流优选地为交变电流(AC)。变化的磁场在驱动线圈附近的任一闭合导电环路中感应出电流。为了测试太阳能电池的互连，该闭合环路由轨径、导线和焊接连接形成，例如如图1B所示。检测线圈(13)两端的电压为测试中的环路中的电流的测量，即，环路的电阻的测量。

虽然在图4的实施例中，驱动线圈和检测线圈被相互并联放置，但是两个线圈之间存在直接电磁耦合。通常，线圈产生类偶极子场，其为在与线圈区域内的场方向相反的方向上邻近该线圈的某个场，该场产生与邻近线圈的耦合。由于该耦合，检测线圈的输出电压不仅由测试中的环路的特性而且由其它因素来确定。为了消除，或者至少极大地降低直接耦合，该设备还包括补偿环路(13)，将在下文中对其进行详细讨论。在使用中，如图2B所示，可以使该补偿环路位于线圈与测试中的环路之间，或者，如图2A所示，补偿环路和测试中的环路可以位于线圈的相对侧。

在一个实施例中，补偿环路是检测线圈或者驱动线圈的部分。该补偿环路包括线圈的延伸，该延伸至少部分地覆盖其它线圈的区域。即，在与线圈的轴线垂直的平面上，补偿环路的投影与该其它线圈的投影之间存在交叠。所以，如果该延伸(113)是检测线圈(112)的部分(如图5所示意性地示出的那样)，那么该延伸至少部分地覆盖驱动线圈(111)。如果该延伸是驱动线圈的部分，那么该延伸至少部分地覆盖检测线圈。本领域普通技术人员应该理解，在所述延伸与该延伸不是其一部分的线圈之间应该不存在电流接触。在检测线圈和驱动线圈不是由具有电绝缘层的导线制成的情况下，必须采取特殊的预防措施以避免在延伸与该延伸不是其一部分的线圈之间的电流接触。

与驱动线圈或者检测线圈交叠的补偿环路将补偿该驱动线圈与该检测线圈的互感。当电流沿围绕该延伸的区域的环流的方向(平面中的顺时针或逆时针，该方向与围绕该延伸所延伸自的线圈的区域的环流的方向相同)流过交叠的延伸时，该延伸中的磁场对该延伸所延伸自的线圈中的场具有补偿效应。例如，可以通过在不存在测试中的环路和任何其它闭合导电路径时使检测线圈中的信号最小化来试验地确定该延伸的精确尺寸和几何结构以及交叠量。

本实施例的一个有利特征在于其构造简单，因而易于生产。更具体地，例如，可以将一个线圈(111)附接到基板的一侧，就像例如印刷电路板或箔片那样，然后将包括延伸(113)的另一线圈(112)附接到该基板的相反一侧。也可以将两个线圈附接在基板的相同侧，而该延伸通过基板从线圈导通至基板的另一侧以至少部分地覆盖该其它线圈。在该实施例中，基板支撑线圈并且提供一个线圈的延伸与其它线圈之间的电绝缘。

在该设备的另一个实施例中，补偿环路是一个闭合单独绕组，如图6A所示意性地示出的那样。在该实施例中，该绕组是一个具有第一和第二绕组部分的扭转绕组(例如，形成像数字8一样的形状)，环绕补偿环路的区域的第一和第二部分，该第一和第二绕组部分被配置成使得电流分别围绕该区域的第一和第二部分沿相互相反的循环方向(平面中的顺时针或逆时针)流动。因此，该扭转绕组被配置成使得当该绕组受到磁通时其中不存在净电流，因为补偿环路的一部分中的感应电流将与该补偿环路的另一部分中的电流相互作用。该补偿环路被设置在驱动线圈与检测线圈附近以使得扭转绕组在驱动和检测线圈的平面上的垂直投影大体上与两个线圈重合。这允许该扭转绕组包围最大磁通。优选地，区域的第一和第二部分的垂直投影只分别与驱动线圈或检测线圈交叠或者分别大体上与驱动线圈或检测线圈重合。图6A示出了沿线圈的轴线方向的俯视或仰视图。在驱动线圈与检测线圈相同的情况下，该扭转绕组的两个部分也应当相同，即，补偿环路的两个扭转部分的区域应当相同。例如，该补偿环路可以由导线制成或者可以是例如印刷电路板或箔片上的导电图案。为了适当地运行，该导线可以被电绝缘材料所覆盖。该绝缘材料可以覆盖整个导线或者只部分地在该补偿环路的两个部分相互交叉的位置(219)处覆盖导线以避免交叉位置的电接触。

在解决了互感问题的另一个设备中，第一补偿环路是与驱动线圈并联的绕组以及第二补偿环路是一个绕组或者包括多个与检测线圈并联的绕组的线圈。图7示出了这样的实施例。第一(313’)和第二(313”)补偿环路以与驱动线圈(311)和检测线圈(312)相同的方式相对于对方而设置。然而，该补偿环路被设置成当设备在使用中时，两个补偿环路经由导电路径不相互耦合，更具体地，他们经由要被测试的互连环路(310)不相互耦合。与驱动线圈并联的补偿环路的一个或多个绕组的方向和与检测线圈并联的补偿环路的一个或多个绕组的方向相反，以使得当不存在测试中的环路或者任何其它闭合导电路径时，检测线圈和与该检测线圈并联的补偿线圈上的感应电压具有相同的幅度但不同的符号，从而在两个并联的线圈上产生0感应电压。

在一个实施例中，该设备可以包括允许确定驱动线圈中的电流与检测线圈中的电压之间的相位差的具体电子器件。图8示出了这样的实施例。在该实施例中，一个扭转环路(413)被用作补偿环路。然而，具体的电子器件也可以与不同的补偿环路结合使用。更具体地，线圈-环路组合(430)优选地为如图5所示的结合。其中，所述延伸是驱动线圈的部分或者检测线圈的部分。电流源(424)向驱动线圈(411)供给具有频率f的交变电流。该电流经由电阻器(425)被转化为电压。该电压被放大器(426)放大并且被钳位(428)到该放大器所能产生的最大振幅。这将产生包括与线圈(411)中电流的相位有关的信息的方波。在检测线圈(412)中感应出的电压利用高阻抗输入放大器(427)来放大并且被钳位(429)到该放大器所能产生的最大振幅，从而产生包括与检测线圈两端的电压的相位有关的信息的方波。具有驱动线圈的相位信息的信号和具有来自检测线圈的相位信息的信号被反馈到相位比较器(423)，该相位比较器将生成代表相位差的输出信号。如在下文中所解释的那样，该相位差是测试中的环路的电阻的度量。

下式给出了具有电感L₁的驱动线圈、具有电感L₂的检测线圈和具有电感L₃的互连环路中的电流与电压之间的关系，其中，下标1与驱动线圈相关，下标2与检测线圈相关以及下标3与互连环路相关。

U₁=jωL₁I₁+jωM₁₂I₂+jωM₁₃I₃

U₂=jωM₂₁I₁+jωL₂I₂+jωM₂₃I₃

U₃=jωM₃₁I₁+jωM₃₂I₂+jωL₃I₃

其中，ω是角频率以及M是线圈与环路之间的互感。因为驱动线圈与检测线圈的互感被补偿环路所中和，所以电感M₁₂(驱动线圈-检测线圈)和电感M₂₁(检测线圈-驱动线圈)可以被忽略。进一步地，放大器的高输入阻抗抑制了检测线圈中的电流I₂：

U₁=jωL₁I₁+jωM₁₃I₃

U₂=jωM₂₃I₃

U₃＝jωM₃₁I₁+jωL₃I₃

进一步地，互连环路中的电流由该环路的电阻R所确定：

U₃=-I₃R

因此，检测线圈两端的电压U₂与驱动线圈中的电流I₁之间的关系由下式给出：

$U_2=\frac{{\mathrm{\ω}}^2{M}_{31}{M}_{23}}{(R+\mathrm{j\ω}{L}_3)}{I}_1$

这一随时间而变的电压具有振幅和相位。该电压的相位由下式给出：

$\mathrm{\φ}=\arctan \left(\frac{-\mathrm{\ω}{L}_3}{R}\right)$

该相位由互连环路的电感所确定，即，环路的尺寸、施加的电流的频率以及该互连环路的电阻。该等式说明，如果已知互连的电感，则仅测量驱动线圈中的电流与检测线圈两端的电压的相位差就满足确定该互连的电阻R的要求。

$R=-\frac{\mathrm{\ω}{L}_3}{\tan \left(\mathrm{\φ}\right)}$

可以选择频率以获得期望电阻范围与给定电感的最优读数。对于太阳能面板中的互连的测量，已知电阻值并非总是很重要。以不同相位差的形式表明测试中的互连具有比预设值更大的电阻可能就足够了。所以，例如在自动质量控制中，可以设置临界相位差以用于该互连的接受。

在另一实施例中，该设备可以是用于测量连接的手持设备。图9示出了这一轻重量、便携式实施例的示意性示例。其优点在于，为了测量例如不易接近的位置处(比如，屋顶上)的太阳能面板的连接，该手持设备包括用于托住电池(503)带有连接到该电池(503)的电极的空间。电池(503)可以是可充电的或者不可充电的。该设备通过开／关按钮(502)来打开或者关闭以在该设备未被使用时节省电量。该设备还可以包括显示器(501)，以示出测试中的连接是否满足预设的特征，或者显示测试中的环路的特征参数，例如，该环路的电阻或者驱动线圈(511)中的电流与检测线圈(512)两端的电压之间的相位差。代替显示器或者除显示器之外，该设备可以包括光学指示器，例如，用于指示测试中的环路是否满足预设条件的发光二极管或声学指示器。该设备可以包括如图8中所示的电子电路或者任何其他合适的电路以及可以包括用于存储信息和测量数据的电子存储器。

在再一实施例中，该设备是用于生产太阳能面板的自动生产线的一部分。在这样的实施例中，该设备可以包括用于自动控制连接的电子器件。例如，可以以指示该设备检测到不良连接的光学或声学信号的形式发出报警信号。为了质量安全保护，该设备可以包括用于数据库的存储器，该数据库包括互连的测量特性以供日后咨询。

图10示出了用于测试闭合环路电连接的方法的流程图。有利地，该方法可以使用参考以上附图所描述的设备。如上所述，可以在调节步骤602中实验性地确定线圈-环路组合的最优结合结构。可以通过模型计算或者通过物理地改变该线圈-环路组合的几何结构来进行用于寻找最优几何结构的这一调节(602)。优选地，该调节步骤为该设备的设计步骤的一部分。为了确定最优几何结构，可以使用上文所描述的并且在图8中示出的电子器件。然而，本领域普通技术人员熟悉测量线圈互感的其它方法。

一旦确定了线圈-环路组合的几何结构，就可以使用该设备。在使用期间，进行第一步骤603，其中该设备和待测试的闭合环路电连接被放置成相互靠近，以使得该设备适当地运行，即，驱动线圈可以在待测试的环路中感应出电流以及检测线圈可以检测到由该环路所产生的磁场。因此，补偿环路被用于检测产生的场的部分，或者产生补偿场并且补偿互感。在第二步骤604中，使用该设备以基于由第二线圈所产生的电压获得代表闭合环路的电阻的信号。在一个实施例中，该信号可以是如上所述的相位或者包括光学信号的任何其它信号。

示例

驱动线圈中的电流的频率为1MHz。驱动线圈和包括延伸形式的补偿环路的检测线圈分别具有691nH和706nH的电感。测试中的环路与驱动线圈指甲的典型距离为5mm。对于具有3mm典型尺寸的互连，给出了好的测试结果。

Claims (13)

1.一种测试闭合环路电连接(10)的设备，所述设备包括：

第一线圈(11)，所述第一线圈(11)包括至少一个包围出第一线圈区域的第一绕组(15)，所述第一绕组(15)用于在由所述闭合环路电连接所包围的环路区域(14)中产生变化的磁场；以及

第二线圈(12)，所述第二线圈(12)包括至少一个包围出第二线圈区域的第二绕组(16)，所述第二绕组(16)用于当受到由所述闭合环路电连接中的电流所产生的磁场时产生电压；

补偿环路(13)，所述补偿环路(13)用于补偿所述第一线圈和所述第二线圈的直接互感，所述补偿环路至少部分地覆盖所述第一和第二线圈区域中的一个线圈区域或者所述第一和第二线圈区域两者。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述补偿环路(13)被配置成本征地补偿所述第一线圈与所述第二线圈的任何直接互感。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述补偿环路(13)包括所述第二线圈(112)的与所述第一线圈(111)交叠的部分(113)。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一线圈(11)和所述第二线圈被相互邻近地设置在相同平面或平行平面中，所述平行平面之间具有偏移，并且其中，所述补偿环路(13)包括所述第一或第二线圈(111，112)的一部分(113)，当所述补偿环路(13)包括所述第一线圈(111)的一部分(113)时，所述部分(113)在所述第一线圈(111)的平面中从所述第一线圈(111)的主要部分延伸并且与所述第二线圈(112)交叠，当所述补偿环路(13)包括所述第二线圈(112)的一部分(113)时，所述部分(113)在所述第二线圈(112)的平面中从所述第二线圈(112)的主要部分延伸并且与所述第一线圈(111)交叠。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述补偿环路(13)包括与所述第一线圈(211)和所述第二线圈(212)交叠的扭转环路(213)。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一线圈(11)和所述第二线圈被相互邻近地设置在相同平面或平行平面中，所述平行平面之间具有偏移，并且其中，所述补偿环路(13)包括平行于所述平面的另一平面中的扭转环路(213)，所述扭转环路(213)具有至少部分地环绕所述扭转环路的区域的第一和第二部分行进的第一和第二部分，其中，流经将所述区域的所述第一和第二部分围绕的所述第一和第二部分的电流的循环方向彼此相反，所述区域的所述第一和第二部分分别与所述第一线圈(211)和所述第二线圈(212)交叠。

7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，还包括电子电路，所述电子电路用于确定所述第一线圈中的电流与所述第二线圈两端的电压之间的相位差。

8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，被配置成通过电池电源来运行。

9.一种根据上述权利要求中任一项所述的手持设备。

10.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，垂直于所述至少一个第一绕组(15)的第一轴线(17)与垂直于所述至少一个第二绕组(16)的第二轴线(18)平行。

11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一绕组(15)与所述第二绕组(16)位于相同的平面(19)。

12.一种用于测试闭合环路电连接的方法，包括以下步骤：

使用第一线圈(11)在由所述闭合环路电连接所包围的环路区域(14)中产生变化的磁场，所述第一线圈(11)包括至少一个包围出第一线圈区域的第一绕组(15)；

使第二线圈(12)受到由所述闭合环路电连接中的感应电流所产生的磁场，从而在所述第二线圈(12)上产生电压，所述第二线圈(12)包括至少一个包围出第二线圈区域的第二绕组(16)；

使用至少部分地覆盖所述第一和第二线圈区域中的一个线圈区域或者所述第一和第二线圈区域两者的补偿环路(13)来补偿所述第一线圈和所述第二线圈的直接互感；以及

基于由所述第二线圈产生的电压获得代表所述闭合环路电连接的电阻的信号(604)。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述闭合环路电连接是包括多个光伏电池的太阳能模块中的光伏电池的电互连。

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