對于大功率應(yīng)用,您可以使用標(biāo)準(zhǔn)電子負載進行太陽能電池測試。由于習(xí)慣了使用成套系統(tǒng)或4象限電源,許多工程師在進行太陽能電池測試時不會想到電子負載。鑒于太陽能電池可以產(chǎn)生能量,在使用4象限電源對其進行測試時,電源的實際工作模式如下:太陽能電池對電源的端點施加了一個正電壓。同時,電流從太陽能電池流向4象限電源的端點,意味著4象限電源觀察到的是負電流(相對其端點)。此時也可以說是4象限電源在吸收電流。在電學(xué)上,對端點施加正電壓,且電流流向自身(即吸收電流)的電源稱為電子負載。因此,對大部分太陽能電池測試來說,如果有光線照在太陽能電池上,且電池正在產(chǎn)生電力,4象限電源即作為電子負載使用。使用電子負載的優(yōu)勢在于它可以適應(yīng)所有的電流和功率:使用50W或更高(可達數(shù)千W和數(shù)百A)的電子負載,我們可以跳出4象限電源僅能提供3A、20W電能的限制。
使用電子負載的優(yōu)勢在于這種負載可用在各種電流和功率水平使用額定50W或高達數(shù)千瓦特和數(shù)百安培的電子負載,可以輕松克服四象限電源帶來的3A,20W的限制
電子負載可在恒壓模式下工作,也稱為CV模式在CV模式下,負載可以通過調(diào)節(jié)流經(jīng)自己的電流,從而調(diào)整它兩端的電壓,以保持恒定的電壓值因此,CV模式可用于創(chuàng)建電壓掃描,使用負載來控制太陽能電池輸出端的電壓,然后測量產(chǎn)生的電流。
有些負載(如M9700系列)可以快速地執(zhí)行一系列CV定位點,以便在CV模式下掃描輸出電壓,從而快速地描繪出I-V曲線同時,負載可以將從太陽能電池流出到負載內(nèi)的電流波形數(shù)字化,類似于捕獲示波器曲線
電子負載可在恒壓(或CV)模式下工作。恒壓模式下,負載將調(diào)整流經(jīng)自身的電流,以調(diào)節(jié)其端點的電壓,使其保持在一個恒定值。因此,恒壓模式可用于創(chuàng)建電壓掃描:使用負載控制太陽能電池輸出的電壓,然后測量生成的電流(如圖2所示)。部分負載(例如Agilent N3300系列)可以快速執(zhí)行CV定位點列表以掃描恒壓模式的輸出電壓,從而快速繪制I-V曲線。與此同時,負載可以將從太陽能電池流向負載的電流波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形(與捕獲示波器跡線類似)。通過繪制掃描控制的CV電壓和數(shù)字轉(zhuǎn)換的實際電流圖像,您可以創(chuàng)建I-V曲線。由于這一切可以作為快速掃描在短時間內(nèi)完成,整個測試可在大約一秒鐘的時間內(nèi)實現(xiàn),即在電池受熱和溫度因密集光源照射出現(xiàn)變化前完成。
圖2:使用CV模式下的電子負載測量I-V曲線
圖中文字中英對照:
使用V和I乘積確定最大功率
許多電子負載具有工作電壓下限,因為大部分電子負載以FET為基礎(chǔ)設(shè)計。要正確地傳導(dǎo)電流,F(xiàn)ET需要一個流經(jīng)FET的最小電壓,意味著負載的+和–輸入端點間有一個最小工作電壓。通常,電子負載的最小輸入電壓為2到3W。為電子負載串聯(lián)一個直流電源可以消除這個限制。參見圖3,用于為電子負載提供補償電壓的直流電源稱為補償電源。通常,補償電源設(shè)為3V,以確保滿足電子負載的最小電壓需求。直流電源的電壓不會對太陽能電池產(chǎn)生影響。直流電源是一個浮置器件,最多會將太陽能電池偏置3V。