CN116930745B - 一种快速关断器老化测试装置、系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能光伏组件技术领域，具体涉及一种快速关断器老化测试装置、系统及其测试方法，本快速关断器老化测试装置包括：首个第一级联组件连接电源，且前一第一级联组件的输出端连接下一第一级联组件的输入端；各第一级联组件及第二级联组件同时接收到相应启动信号后，各第一级联组件依次驱动快速关断器导通，直至第二级联组件驱动相应快速关断器导通；本发明通过各第一级联组件和第二级联组件进行级联，仅需一个电源和负载，电源数量是单机测试系统和串联系统的的1/n，负载数量是单机系统的1/n，负载功率是串联系统的1/n，同时采用阻波方式进行滤波及避免信号干扰，能够提升老化测试的稳定性。

Description

一种快速关断器老化测试装置、系统及其测试方法

技术领域

本发明属于智能光伏组件技术领域，具体涉及一种快速关断器老化测试装置、系统及其测试方法。

背景技术

关断器在出厂之前，使电路板在一个具有温度变化的热老化设备内，通过空气温度的变化以及电功率等综合作用，暴露电路板的缺陷，如焊接不良，元件参数不匹配，温漂以及调试过程中造成的故障，以便剔除不合格的关断器，对无缺陷的功能板将起到稳定参数的作用，必须要经过一定时间的老化测试，以检验电路板的稳定性。

关断器老化测试通常有两种方式，图1为现有技术中的单机老化测试，每一个关断器老化时都要独立配置一台电源和负载，批量测试时，电源和负载设备多，成本高。图2为现有技术中的串联老化测试，老化时每个关断器的输入端配置独立的电源，输出端串联后接到并网逆变器，逆变器调节老化所需负载电流大小，同时将能量回馈到电网，要用较多的电源设备，并且逆变器功率是各关断器功率的叠加，成本高。

因此，亟需开发一种新的快速关断器老化测试装置、系统及其测试方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速关断器老化测试装置、系统及其测试方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种快速关断器老化测试装置，其包括：电源、若干第一级联组件、一个第二级联组件和负载；其中各所述第一级联组件、第二级联组件分别与对应的快速关断器电性连接；首个所述第一级联组件连接电源，且前一所述第一级联组件的输出端连接下一第一级联组件的输入端，直至末个所述第一级联组件的输出端连接第二级联组件的输入端，所述第二级联组件的输出端连接负载；各所述第一级联组件及第二级联组件同时接收到相应启动信号后，各所述第一级联组件依次驱动与其对应的快速关断器导通，直至所述第二级联组件驱动相应快速关断器导通；当各快速关断器导通后，所述电源对各快速关断器及负载供电，以使各快速关断器进入工作状态。

进一步，所述第一级联组件包括：第一发送器和阻波单元；所述第一发送器、阻波单元连接快速关断器，以形成信号回路；所述第一发送器向快速关断器发送开通信号，以驱动该快速关断器导通，且所述阻波单元消除相邻第一级联组件之间的信号干扰。

进一步，所述阻波单元包括：电容阻波器；所述电容阻波器通过设置第一电容，以消除相邻所述第一级联组件之间的信号干扰。

进一步，所述第一电容的电容容量与对应的快速关断器中旁路电容的电容容量的比值不小于10。

进一步，所述阻波单元包括：CLC阻波器；所述CLC阻波器通过设置第二电容、第一电感和第三电容，以消除相邻所述第一级联组件之间的信号干扰及高频信号。

进一步，；/>为CLC阻波器的谐振频率，/>为第一电感的电感值，/>为第二电容的电容值，/>为131.25kHz。

进一步，所述第二级联组件包括：第二发送器；所述第二发送器、负载连接快速关断器，以形成信号回路；所述第二发送器向快速关断器发送开通信号，以驱动该快速关断器导通。

另一方面，本发明提供一种采用如上述的快速关断器老化测试装置的快速关断器老化测试方法，其包括：将首个第一级联组件连接电源，且前一所述第一级联组件的输出端连接下一第一级联组件的输入端，直至末个所述第一级联组件的输出端连接第二级联组件的输入端，所述第二级联组件的输出端连接负载；当各所述第一级联组件及第二级联组件同时接收到相应启动信号后，各所述第一级联组件依次驱动与其对应的快速关断器导通，直至所述第二级联组件驱动相应快速关断器导通；当各快速关断器导通后，所述电源对各快速关断器及负载供电，以使各快速关断器进入工作状态。

第三方面，本发明提供一种采用如上述的快速关断器老化测试装置的快速关断器老化测试系统，其包括：若干快速关断器老化测试装置、第三发送器和逆变器；其中各所述快速关断器老化测试装置串联后通过第三发送器连接逆变器；各所述快速关断器老化测试装置及第三发送器接收到相应启动信号后，各所述快速关断器老化测试装置驱动相应快速关断器导通，以使各所述快速关断器老化测试装置对相应快速关断器进行老化测试；各所述快速关断器老化测试装置通过逆变器将电能输出至电网。

第四方面，本发明提供一种采用如上述的快速关断器老化测试系统的工作方法，其包括：将各快速关断器老化测试装置串联后通过第三发送器连接逆变器；各所述快速关断器老化测试装置及第三发送器接收到相应启动信号后，各所述快速关断器老化测试装置驱动相应快速关断器导通，以使各所述快速关断器老化测试装置对相应快速关断器进行老化测试；由各所述快速关断器老化测试装置通过逆变器将电能输出至电网。

本发明的有益效果是，本发明通过各第一级联组件和第二级联组件进行级联，仅需一个电源和负载，电源数量是单机测试系统和串联系统的1/n，负载数量是单机系统的1/n，负载功率是串联系统的1/n，同时采用阻波方式进行滤波及避免信号干扰，能够提升老化测试的稳定性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的单机测试系统的电路图；

图2是现有技术中的串联测试系统的电路图；

图3是本发明的快速关断器的电路图；

图4是本发明的快速关断器老化测试装置的电路图；

图5是本发明的阻波单元的一种可选实施方式的电路图；

图6是本发明的阻波单元的另一种可选实施方式的电路图；

图7是本发明的快速关断器老化测试方法的流程图；

图8是本发明的快速关断器老化测试系统的电路图；

图9是本发明的快速关断器老化测试系统的工作方法的流程图。

图中：

C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；L1、第一电感。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，在本实施例中，如图3至图5所示，本实施例提供了一种快速关断器老化测试装置，其包括：电源、若干第一级联组件、一个第二级联组件和负载；其中各所述第一级联组件、第二级联组件分别与对应的快速关断器电性连接；首个所述第一级联组件连接电源，且前一所述第一级联组件的输出端连接下一第一级联组件的输入端，直至末个所述第一级联组件的输出端连接第二级联组件的输入端，所述第二级联组件的输出端连接负载；各所述第一级联组件及第二级联组件同时接收到相应启动信号后，各所述第一级联组件依次驱动与其对应的快速关断器导通，直至所述第二级联组件驱动相应快速关断器导通；当各快速关断器导通后，所述电源对各快速关断器及负载供电，以使各快速关断器进入工作状态。

请参阅图3，标准发送器TR按照SUNSPEC规范，标准发送器TR以电力载波（PLC）的方式将开通信号或关断信号通过功率线传输，标准发送器TR、信号取样U3、关断器旁路电容C4及负载旁路电容C5为信号传输回路，并且信号走向为标准发送器TR→信号取样U3→关断器旁路电容C4→负载旁路电容C5→标准发送器TR，并且快速关断器中信号取样U3将标准发送器TR发送的信号送给控制器U1，控制器U1根据相应信号来控制开关SW的通断。

请参阅图3，电源通过电源转换芯片U2给控制器U1供电，同时电源向电阻R1供电，电阻R1为负载，同时关断器旁路电容C4需要并联一个二极管D1，能够保证信号流向，避免反向电流对关断器旁路电容C4造成影响。

在本实施例中，虽然各第一级联组件及第二级联组件同时接收到相应启动信号后，但是控制器U1可以根据相应信号延时控制开关SW的通断，进而实现各第一级联组件依次驱动与其对应的快速关断器导通，直至第二级联组件驱动相应快速关断器导通。

在本实施例中，快速关断器在一定的温湿度环境下、一定的工作电压和电流下运行一段时间，因此老化期间快速关断器的开关要处于导通状态。

请参阅图1、图2中现有技术，图1中每一个关断器都要配置一台电源和一台负载，图2中关断器中隐藏设置有发送器及负载，因此现有的单机测试系统中需要n个电源，n个负载，同时各关断器串联形成串联系统，串联系统的负载功率为n，在本实施例中，本实施例通过各第一级联组件和第二级联组件进行级联，仅需一个电源和负载，电源数量是单机测试系统和串联系统的1/n，负载数量是单机测试系统的1/n，负载功率是串联系统的1/n，同时采用阻波方式进行滤波及避免信号干扰，能够提升老化测试的稳定性。

在本实施例中，所述第一级联组件包括：第一发送器和阻波单元；所述第一发送器、阻波单元连接快速关断器，以形成信号回路；所述第一发送器向快速关断器发送开通信号，以驱动该快速关断器导通，且所述阻波单元消除相邻第一级联组件之间的信号干扰。

在本实施例中，阻波单元能够消除不同级发送器所发送信号的互相影响，使每一级都是一个单独的信号回路，保证快速关断器对其开关的可靠控制，同时阻波单元不影响直流功率的正常传输。

在本实施例中，所述阻波单元包括：电容阻波器；所述电容阻波器通过设置第一电容C1，以消除相邻所述第一级联组件之间的信号干扰。

请参阅图5，为了有效阻断两级信号的相互影响，第一电容C1的容量可以选为快速关断器内部旁路电容容量的10倍以上。作为第一电容C1的容量的一种可选实施方式，C1=47uF。

在本实施例中，所述第二级联组件包括：第二发送器；所述第二发送器、负载连接快速关断器，以形成信号回路；所述第二发送器向快速关断器发送开通信号，以驱动该快速关断器导通。

在本实施例中，所有第一发送器、第二发送器发送开通信号，首个第一级联组件中快速关断器首先导通，随后第二个第一级联组件中快速关断器导通，往后每一级第一级联组件中快速关断器逐次开通，当位于最后的第二级联组件中快速关断器导通时，负载得电工作，所有快速关断器都流过相同的电流，且各快速关断器处于老化工作状态。

实施例2，在实施例1的基础上，如图3至图4及图6所示，本实施例提供了一种快速关断器老化测试装置，其包括：电源、若干第一级联组件、一个第二级联组件和负载；其中各所述第一级联组件、第二级联组件分别与对应的快速关断器电性连接；首个所述第一级联组件连接电源，且前一所述第一级联组件的输出端连接下一第一级联组件的输入端，直至末个所述第一级联组件的输出端连接第二级联组件的输入端，所述第二级联组件的输出端连接负载；各所述第一级联组件及第二级联组件同时接收到相应启动信号后，各所述第一级联组件依次驱动与其对应的快速关断器导通，直至所述第二级联组件驱动相应快速关断器导通；当各快速关断器导通后，所述电源对各快速关断器及负载供电，以使各快速关断器进入老化工作状态。

在本实施例中，所述第一级联组件包括：第一发送器和阻波单元；所述第一发送器、阻波单元连接快速关断器，以形成信号回路；所述第一发送器向快速关断器发送开通信号，以驱动该快速关断器导通，且所述阻波单元消除相邻第一级联组件之间的信号干扰。

在本实施例中，所述阻波单元包括：CLC阻波器；所述CLC阻波器通过设置第二电容C2、第一电感L1和第三电容C3，以消除相邻所述第一级联组件之间的信号干扰及高频信号。

请参阅图6，CLC阻波器相较于电容阻波器，经第二电容C2滤波后的残余信号被第一电感L1进一步滤除，阻波效果更好，同时SUNSPEC规范中两个信号频率为Fm=131.25kHz，Fs=143.75kHz，为了滤除高频信号，谐振频率低于信号频率的十分之一，即，作为第二电容C2、第三电容C3的容量及第一电感L1的电感值的一种可选实施方式，C2=C3=47uF, L1=10uH，代入公式，CLC阻波器的谐振频率为/>，能够满足阻波需求。

在本实施例中，所述第二级联组件包括：第二发送器；所述第二发送器、负载连接快速关断器，以形成信号回路；所述第二发送器向快速关断器发送开通信号，以驱动该快速关断器导通。

实施例3，在上述实施例的基础上，如图3至图7所示，本实施例提供一种快速关断器老化测试方法，其包括：将首个第一级联组件连接电源，且前一所述第一级联组件的输出端连接下一第一级联组件的输入端，直至末个所述第一级联组件的输出端连接第二级联组件的输入端，所述第二级联组件的输出端连接负载；当各所述第一级联组件及第二级联组件同时接收到相应启动信号后，各所述第一级联组件依次驱动与其对应的快速关断器导通，直至所述第二级联组件驱动相应快速关断器导通；当各快速关断器导通后，所述电源对各快速关断器及负载供电，以使各快速关断器进入老化工作状态。

在本实施例中，快速关断器老化测试方法适于采用如实施例1所提供的快速关断器老化测试装置对各快速关断器进行老化测试。

实施例4，在上述实施例的基础上，如图3至图8所示，本实施例提供一种快速关断器老化测试系统，其包括：若干快速关断器老化测试装置、第三发送器和逆变器；其中各所述快速关断器老化测试装置串联后通过第三发送器连接逆变器；各所述快速关断器老化测试装置及第三发送器同时接收到相应启动信号后，各所述快速关断器老化测试装置驱动相应快速关断器导通，以使各所述快速关断器老化测试装置对相应快速关断器进行老化测试；各所述快速关断器老化测试装置通过逆变器将电能输出至电网。

在本实施例中，m个快速关断器老化测试装置输出串联后接逆变器，逆变器将能量回馈电网，实现高效老化。并且本快速关断器老化测试系统能够实现m*n个快速关断器同时老化，并将分散的负载集中到一台逆变器，简化系统，同时相比于独立的快速关断器老化测试装置，发送器数量减少m-1个。

在本实施例中，快速关断器老化测试系统适于采用如实施例1所提供的快速关断器老化测试装置。

在本实施例中，请参阅图8，第三发送器代替各快速关断器老化测试装置中的第二发送器，只需设置一个第三发送器，就能够实现控制对各快速关断器老化测试装置中第二级联组件接入的快速关断器的通断，以实现相比于独立的快速关断器老化测试装置，发送器数量减少m-1个，满足降低成本的需求。

实施例5，在上述实施例的基础上，如图3至图9所示，本实施例提供一种采用如实施例1所提供的快速关断器老化测试系统的工作方法，其包括：将各快速关断器老化测试装置串联后通过第三发送器连接逆变器；各所述快速关断器老化测试装置及第三发送器同时接收到相应启动信号后，各所述快速关断器老化测试装置驱动相应快速关断器导通，以使各所述快速关断器老化测试装置对相应快速关断器进行老化测试；由各所述快速关断器老化测试装置通过逆变器将电能输出至电网。

综上所述，本发明通过各第一级联组件和第二级联组件进行级联，仅需一个电源和负载，电源数量是单机测试系统和串联系统的1/n，负载数量是单机系统的1/n，负载功率是串联系统的1/n，同时采用阻波方式进行滤波及避免信号干扰，能够提升老化测试的稳定性。

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种快速关断器老化测试装置，其特征在于，包括：

电源、若干第一级联组件、一个第二级联组件和负载；其中

各所述第一级联组件、第二级联组件分别与对应的快速关断器电性连接；

首个所述第一级联组件连接电源，且前一所述第一级联组件的输出端连接下一第一级联组件的输入端，直至末个所述第一级联组件的输出端连接第二级联组件的输入端，所述第二级联组件的输出端连接负载；

首个所述快速关断器并联在电源与首个第一级联组件之间，下一所述快速关断器并联在前一第一级联组件与下一第一级联组件之间，直至末个所述快速关断器并联在末个第一级联组件与第二级联组件、负载之间；

各所述第一级联组件及第二级联组件同时接收到相应启动信号后，各所述第一级联组件依次驱动与其对应的快速关断器导通，直至所述第二级联组件驱动相应快速关断器导通；

当各快速关断器导通后，所述电源对各快速关断器及负载供电，以使各快速关断器进入工作状态；

所述第一级联组件包括：第一发送器和阻波单元；

所述第一发送器、阻波单元连接快速关断器，以形成信号回路；

所述第一发送器向快速关断器发送开通信号，以驱动该快速关断器导通，且所述阻波单元消除相邻第一级联组件之间的信号干扰；

所述第二级联组件包括：第二发送器；

所述第二发送器、负载连接快速关断器，以形成信号回路；

所述第二发送器向快速关断器发送开通信号，以驱动该快速关断器导通。

2.如权利要求1所述的快速关断器老化测试装置，其特征在于，

所述阻波单元包括：电容阻波器；

所述电容阻波器通过设置第一电容，以消除相邻所述第一级联组件之间的信号干扰。

3.如权利要求2所述的快速关断器老化测试装置，其特征在于，

所述第一电容的电容容量与对应的快速关断器中旁路电容的电容容量的比值不小于10。

4.如权利要求1所述的快速关断器老化测试装置，其特征在于，

所述阻波单元包括：CLC阻波器；

所述CLC阻波器通过设置第二电容、第一电感和第三电容，以消除相邻所述第一级联组件之间的信号干扰及高频信号。

5.如权利要求4所述的快速关断器老化测试装置，其特征在于，

；

为CLC阻波器的谐振频率，/>为第一电感的电感值，/>为第二电容的电容值，/>为131.25kHz。

6.一种采用如权利要求1至5任一项所述的快速关断器老化测试装置的快速关断器老化测试方法，其特征在于，包括：

将首个第一级联组件连接电源，且前一所述第一级联组件的输出端连接下一第一级联组件的输入端，直至末个所述第一级联组件的输出端连接第二级联组件的输入端，所述第二级联组件的输出端连接负载；

当各所述第一级联组件及第二级联组件同时接收到相应启动信号后，各所述第一级联组件依次驱动与其对应的快速关断器导通，直至所述第二级联组件驱动相应快速关断器导通；

当各快速关断器导通后，所述电源对各快速关断器及负载供电，以使各快速关断器进入工作状态。

7.一种采用如权利要求1至5任一项所述的快速关断器老化测试装置的快速关断器老化测试系统，其特征在于，包括：

若干快速关断器老化测试装置、第三发送器和逆变器；其中

各所述快速关断器老化测试装置串联后通过第三发送器连接逆变器；

各所述快速关断器老化测试装置及第三发送器接收到相应启动信号后，各所述快速关断器老化测试装置驱动相应快速关断器导通，以使各所述快速关断器老化测试装置对相应快速关断器进行老化测试；

各所述快速关断器老化测试装置通过逆变器将电能输出至电网。

8.一种采用如权利要求7所述的快速关断器老化测试系统的工作方法，其特征在于，包括：

将各快速关断器老化测试装置串联后通过第三发送器连接逆变器；

各所述快速关断器老化测试装置及第三发送器接收到相应启动信号后，各所述快速关断器老化测试装置驱动相应快速关断器导通，以使各所述快速关断器老化测试装置对相应快速关断器进行老化测试；

由各所述快速关断器老化测试装置通过逆变器将电能输出至电网。