CN217849697U - 一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于太阳能电池性能参数测试技术领域，具体为一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，其包括：加热系统、测温系统和控温系统，所述加热系统包含开关电源、铝壳电阻、铝板、铜板和外壳，所述外壳内部设置铝板，所述铝板上设置多个铝壳电阻，所述铝板上黏贴设置铜板，所述测温系统和控温系统包含铂热电阻、温度变送器、MOS管、数据采集卡和上位机，所述铝板中央设置铂热电阻，所述铝板上设置MOS管，采用满功率加热、低占空比控温的方式能够实现加热升温时间短，温度过冲量低、实时温度偏差量小的效果，对加热温度进行精准控制，实现精准控温。

Description

一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池性能参数测试技术领域，具体为一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台。

背景技术

在太阳能电池性能参数检测过程中，温度对其测试参数影响很大。例如，晶体硅太阳能电池温度每升高1℃，输出功率将减小0.4％-0.5％。因此，在太阳能电池性能参数测试时需要精准控温的恒温台，且该恒温台须快速加热到目标温度、到达目标温后温度波动小，从而降低测试等待时间及精准测试目标温度下的性能参数。采用大功率加热恒温台能够快速升温，但大功率加热会导致温度过冲量大，以及存在达到目标温度后其实际温度波动较大的弊端。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有电阻加热中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型的目的是提供一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，采用满功率加热，达临近温度占空比加热，达到目标温度停止加热的控温方式对恒温台进行加热控温，利用数据采集卡在MOS管的栅极G上施加高电平，使加热电路持续导通，一直对恒温台加热，通过数据采集卡在MOS管的栅极G上施加低电压使加热电路断路，恒温台停止加热，采用满功率加热、低占空比控温的方式能够实现加热升温时间短，温度过冲量低、实时温度偏差量小的效果，对加热温度进行精准控制，实现精准控温。为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：

一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，其包括：加热系统、测温系统和控温系统，所述加热系统包含开关电源、铝壳电阻、铝板、铜板和外壳，所述外壳内部设置铝板，所述铝板上设置多个铝壳电阻，所述铝板上黏贴设置铜板，所述测温系统和控温系统包含铂热电阻、温度变送器、MOS管、数据采集卡和上位机，所述铝板中央设置铂热电阻，所述铝板上设置MOS管。

作为本实用新型所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台的一种优选方案，其中：所述铝壳电阻通过在铝板上打孔螺丝固定和热熔胶涂抹的方式进行粘接，所述铜板通过在和铝板之间打孔螺丝固定以及涂抹热熔胶的方式进行粘接，所述外壳通过打孔螺丝固定的方式和铝板固定。

作为本实用新型所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台的一种优选方案，其中：所述开关电源采用大功率电源，多个所述铝壳电阻之间并联连接。

作为本实用新型所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台的一种优选方案，其中：所述数据采集卡的数字输出端正接MOS管的栅极G，所述数据采集卡的接地端接MOS管的源极S，所述数据采集卡在MOS管的栅极G上施加高电平时，加热电路持续导通，所述数据采集卡在MOS管的栅极G上施加低电压时，加热电路断路。

作为本实用新型所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台的一种优选方案，其中：所述铂热电阻粘接在铝板的中心位置，所述铂热电阻与温度变送器通过导线相连，所述温度变送器与数据采集卡通过导线相连，所述数据采集卡通过USB接口连接上位机，所述数据采集卡与MOS管通过导线相连，所述开关电源通过导线和MOS管相连。

作为本实用新型所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台的一种优选方案，其中：所述铂热电阻采用PT1000铂热电阻。

与现有技术相比：本实用新型采用满功率加热，达临近温度占空比加热，达到目标温度停止加热的控温方式对恒温台进行加热控温，利用数据采集卡在MOS管的栅极G上施加高电平，使加热电路持续导通，一直对恒温台加热，通过数据采集卡在MOS管的栅极G上施加低电压使加热电路断路，恒温台停止加热，采用满功率加热、低占空比控温的方式能够实现加热升温时间短，温度过冲量低、实时温度偏差量小的效果，对加热温度进行精准控制，实现精准控温。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型恒温台的工作原理图；

图2为本实用新型型恒温台俯视结构示意图；

图3为本实用新型恒温台右视结构示意图；

图4为本实用新型加热控温流程图。

图中：开关电源1、铝壳电阻2、铝板3、铜板4、外壳5、铂热电阻6、温度变送器7、MOS管8、数据采集卡9、上位机10。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，采用满功率加热、低占空比控温的方式能够实现加热升温时间短，温度过冲量低、实时温度偏差量小的效果，对加热温度进行精准控制，实现精准控温，通过判断当前温度与设定温度的大小，减少系统温度的波动，提高温度的精准，请参阅图1-图4，包括：加热系统、测温系统和控温系统。

加热系统包含开关电源1、铝壳电阻2、铝板3、铜板4和外壳5，外壳5内部设置铝板3，铝板3上设置多个铝壳电阻2，铝板3上黏贴设置铜板4，测温系统和控温系统包含铂热电阻6、温度变送器7、MOS管8、数据采集卡9和上位机10，铝板3中央设置铂热电阻6，铝板3上设置MOS管8。

铝壳电阻2通过在铝板3上打孔螺丝固定和热熔胶涂抹的方式进行粘接，铜板4通过在和铝板3之间打孔螺丝固定以及涂抹热熔胶的方式进行粘接，外壳5通过打孔螺丝固定的方式和铝板3固定。

开关电源1采用大功率电源，多个所述铝壳电阻2之间并联连接。

铂热电阻6粘接在铝板3的中心位置，铂热电阻6与温度变送器7通过导线相连，温度变送器7与数据采集卡9通过导线相连，数据采集卡9通过USB接口连接上位机10，数据采集卡9与MOS管8通过导线相连，开关电源1通过导线和MOS管8相连。

数据采集卡9的数字输出端正接MOS管8的栅极G，数据采集卡9的接地端接MOS管8的源极S，数据采集卡9在MOS管8的栅极G上施加高电平时，加热电路持续导通，数据采集卡9在MOS管8的栅极G上施加低电压时，加热电路断路。

铂热电阻6采用PT1000铂热电阻。

在具体的使用时，铝壳电阻2作产生的焦耳热对恒温台进行加热，其次PT000铂热电阻6实时的将温度信号转换为电阻信号送给温度变送器7，温度变送器7将电阻信号转换为0-5V的电压信号送给数据采集卡9，数据采集卡9将测得的电压信号根据T＝(U/5)*Tmax转化后得到与之对应的温度数值送给上位机10，上位机10在接收到实时的温度数值后，根据预设的程序进行判断比较后向数据采集卡9发出指令，输出高低电平给MOS管8去控制开关电源1的通断，一直循环执行判断直到结束测温。

利用满功率进行快速加热以及利用一种PWM(PulseWidthModulation)的方法进行精准控温，具体是利用MOS管8作为加热电路开关，即调控栅极电压G的高或低在一个加热周期内控制加热电路导通或断路，从而实现一个周期内加热时间的控制。

加热系统工作原理是利用焦耳定律即传导电流通过导体可以将电能转化为热能：用铝壳电阻2作为加热源，铝壳电阻2均匀分布并固定在铝板3上确保测试不同位置时温度的一致性，其外壳采用铝合金制造，表面具有散热沟槽，具有体积小、耐高温、散热快、过载能力强等优点，具体工作形式是利用开关电源1对铝壳电阻2进行满功率加热，达到一个快速升温的效果。

测试系统工作原理是利用温度变送器能够将被测量转换为标准电信号输出，利用PT1000铂热电阻6作为温度传感器，它的工作原理是在0摄氏度时阻值为1000欧姆，随着温度上升其电阻阻值也均匀增涨，PT1000温度传感器具有高精度、高灵敏度、低成本等优点，具体的工作形式将PT1000铂热电阻6测得的电阻信号转换为0-5V的电压信号，再将对应的电压信号根据T＝(U/5)*Tmax转化后得到与之对应的温度具体数值。

温控系统工作原理是利用一种PWM(PulseWidthModulation)的方法进行精准控温，利用MOS管8作为加热电路开关，即调控栅极电压的高或低在一个加热周期内控制加热电路导通或断路，从而实现一个周期内加热时间的控制，例如，利用20％的占空比进行加热控温，即：通过上位机软件设定加热控温周期为100ms，并控制数据采集卡在栅极G上施加5V高电平20ms，则加热电路导通，对恒温台加热20ms，随后通过上位机10软件控制数据采集卡在栅极G上施加0V低电压80ms，则加热电路断路，恒温台加热停止80ms；重复上述循环过程，控制恒温台的加热或停止加热，从而达到精确控温的目的。

加热温控流程如图4所示，首先用户在软件运行前进行温度设定：输入临近温度Tn和目标温度Tt。设定完成之后，在运行的过程中每次PT1000测得温度Td后，首先与临近温度Tn进行比较，若Td<Tn，则恒温台进行满功率加热；若Td>Tn，再与目标温度Tt进行比较，如果Td<Tt，则恒温台进行占空比控温；如果Td>Tt，则恒温台停止加热，一直循环执行上述判断直到结束测温。

虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，其特征在于，包括：加热系统、测温系统和控温系统，所述加热系统包含开关电源(1)、铝壳电阻(2)、铝板(3)、铜板(4)和外壳(5)，所述外壳(5)内部设置铝板(3)，所述铝板(3)上设置多个铝壳电阻(2)，所述铝板(3)上黏贴设置铜板(4)，所述测温系统和控温系统包含铂热电阻(6)、温度变送器(7)、MOS管(8)、数据采集卡(9)和上位机(10)，所述铝板(3)中央设置铂热电阻(6)，所述铝板(3)上设置MOS管(8)。

2.根据权利要求1所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，其特征在于，所述铝壳电阻(2)通过在铝板(3)上打孔螺丝固定和热熔胶涂抹的方式进行粘接，所述铜板(4)通过在和铝板(3)之间打孔螺丝固定以及涂抹热熔胶的方式进行粘接，所述外壳(5)通过打孔螺丝固定的方式和铝板(3)固定。

3.根据权利要求1所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，其特征在于，所述开关电源(1)采用大功率电源，多个所述铝壳电阻(2)之间并联连接。

4.根据权利要求1所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，其特征在于，所述数据采集卡(9)的数字输出端正接MOS管(8)的栅极G，所述数据采集卡(9)的接地端接MOS管(8)的源极S，所述数据采集卡(9)在MOS管(8)的栅极G上施加高电平时，加热电路持续导通，所述数据采集卡(9)在MOS管(8)的栅极G上施加低电压时，加热电路断路。

5.根据权利要求1所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，其特征在于，所述铂热电阻(6)粘接在铝板(3)的中心位置，所述铂热电阻(6)与温度变送器(7)通过导线相连，所述温度变送器(7)与数据采集卡(9)通过导线相连，所述数据采集卡(9)通过USB接口连接上位机(10)，所述数据采集卡(9)与MOS管(8)通过导线相连，所述开关电源(1)通过导线和MOS管(8)相连。

6.根据权利要求1所述的一种应用于太阳能电池性能参数测试的电阻加热恒温台，其特征在于，所述铂热电阻(6)采用PT1000铂热电阻。

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