CN106603009B - 一种便携式光伏组件v-i测试仪及光伏组件测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种便携式光伏组件V‑I测试仪及光伏组件测试系统，包括：主机；主机包括：电源单元和控制单元；AD采集模块用于测量光伏组件的电压和电流，并将测量电压和电流值传输至单片机；单片机将接收的数据信息进行筛查，处理，对采集的光伏组件数据进行分析、统计及存储，并将采集的光伏组件数据与对应的阈值对比分析后，输出至显示模块进行显示。便携式光伏组件V‑I测试仪对大功率光伏组件输入电压进行分压计算，测量范围大，既能在安全测量范围内使用，又能提高测量精度；电路原理设计精炼，元器件布局合理，整机体积大大减小，携带方便。主机附带红外测温仪，可辅助主机进行温度修正，提高测量精度。

Description

一种便携式光伏组件V-I测试仪及光伏组件测试系统

技术领域

本发明涉及光伏组件领域，尤其涉及一种便携式光伏组件V-I测试仪及测试系统。

背景技术

能源是人类社会存在与发展的重要物质基础。随着人类工业文明的日趋发展，电力的需求量也随之增长，能源问题越来越受到重视和关注。当前，全球能源以石油、煤炭、天然气等化石能源为主体。其中，化石能源是不可再生资源，大量消耗终将枯竭，并且在生产和消费过程中伴随着大量污染物的排放，破坏全球生态环境。随着化石能源的大量开采与利用，人类面对的能源危机问题日趋严重。因此，目前能源发展战略的首要任务是调整能源现有结构，寻求一种新的可再生洁净能源来替代越来越紧缺的矿物能源。

目前，太阳能是一种利用形式。其中光伏组件是暴露在太阳光下面就会产生直流电的发电装置，它由近似全部都是以半导体物料制成的固体光伏电池构成。对于光伏组件输出特性现场测试方面，传统的光伏伏安特性测试方法为可变功率电阻器现场测试方法。将可变功率电阻器作为光伏组件输出的负载，不停的手动调节电阻器的阻值，在此过程中通过电流表和电压表不断检测电路的电流和电压。此测试方法控制繁琐，采样点有限，采样时间较长，考虑到采集过程中外界环境的变化，采样点的误差比较大。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种便携式光伏组件V-I测试仪，包括：主机；主机包括：电源单元和控制单元；控制单元包括：单片机、AD采集模块、显示模块；电源单元包括：供电模块、充电模块以及用于给测试仪内部元件供电的供电电池；

供电模块、充电模块分别与供电电池电连接，供电模块与供电电池的供电端连接，供电模块用于对供电电池的供电电压进行变压稳压；充电模块与供电电池的充电端连接，充电模块用于对供电电池的充电电压进行稳压；

显示模块和AD采集模块分别与单片机连接，AD采集模块用于测量光伏组件的电压和电流，并将测量电压和电流值传输至单片机；

单片机用于接收AD采集模块采集的数据信息，将接收的数据信息进行筛查，处理，对采集的光伏组件数据进行分析、统计及存储，并将采集的光伏组件数据与对应的阈值对比分析后，输出至显示模块进行显示。

优选地，还包括：从机；

主机还包括：主机数据通信模块；

从机包括：从机数据通信模块，从机处理器，从机储存模块；

从机数据通信模块与主机数据通信模块通信连接，用于使主机与从机进行数据交互；

从机储存模块用于储存太阳能光伏组件的各项标准参数，标准参数包括：光照强度，温度数据，电流数据，电压数据；

从机处理器用于通过从机数据通信模块与主机数据通信模块通信连接，向主机发送太阳能光伏组件的各项标准参数，供主机对采集的光伏组件数据进行分析、统计。

优选地，控制单元还包括：测试电路；

测试电路包括：电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，开关端一，开关端二，开关端三，开关端四，开关端五，接入端一，接入端二，接入端三，接入端四，电流互感器，电容C11，常开继电器K1，常开继电器K2，常开继电器K3，输出端一，输出端二；

常开继电器K1的两端分别与开关端一和开关端二连接，开关端三和开关端五分别与常开继电器K2的两端连接，开关端四和开关端五分别与常开继电器K3的两端连接；

接入端一，输出端一，开关端一，电阻R20第一端同时连接，电阻R20第二端，接入端二，电阻R21第一端同时连接，电阻R21第二端，输出端二，电流互感器一号脚同时连接，开关端二，电容C11第一端，电阻R22第一端，电阻R23第一端同时连接，电容C11第二端，电阻R24第二端，接入端四，电流互感器二号脚同时连接，电阻R22第二端与接入端三连接，电阻R23第二端与开关端四连接，开关端五，接入端三，电阻R24第一端同时连接；电流互感器三号脚接电源，四号脚接AD采集模块，五号脚接地。

优选地，控制单元还包括：继电器控制单元；

继电器控制单元与单片机连接，继电器控制单元包括：第一继电器控制电路，第二继电器控制电路，第三继电器控制电路；

第一继电器控制电路包括：电阻R1，电阻R2，二极管D1，三极管Q1，继电器K1控制线圈，常开继电器K1；

第一继电器控制电路的输入端与单片机连接用于接收单片机的输入控制信号，电阻R1的第一端与第一继电器控制电路的输入端连接，电阻R1的第二端分别与电阻R2第一端和三极管Q1的基极连接，电阻R2第二端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别与二极管D1阳极和继电器K1控制线圈第一端连接，二极管D1阴极和继电器K1控制线圈第二端分别连接电源，常开继电器K1的两端分别连接接入端一，接入端二；

第二继电器控制电路包括：电阻R3，电阻R4，二极管D2，三极管Q2，继电器K2控制线圈，常开继电器K2；

第二继电器控制电路的输入端与单片机连接用于接收单片机的输入控制信号，电阻R3的第一端与第一继电器控制电路的输入端连接，电阻R3的第二端分别与电阻R4第一端和三极管Q2的基极连接，电阻R4第二端和三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极分别与二极管D2阳极和继电器K2控制线圈第一端连接，二极管D2阴极和继电器K2控制线圈第二端分别连接电源，常开继电器K2的两端分别连接接入端三，接入端五；

第三继电器控制电路包括：电阻R5，电阻R6，二极管D3，三极管Q3，继电器K3控制线圈，常开继电器K3；

第三继电器控制电路的输入端与单片机连接用于接收单片机的输入控制信号，电阻R5的第一端与第一继电器控制电路的输入端连接，电阻R5的第二端分别与电阻R6第一端和三极管Q3的基极连接，电阻R5第二端和三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极分别与二极管D3阳极和继电器K3控制线圈第一端连接，二极管D3阴极和继电器K3控制线圈第二端分别连接电源，常开继电器K3的两端分别连接接入端四，接入端五。

优选地，供电模块包括：升压电路，降压电路；

升压电路包括：升压芯片U11，电阻RP1，电阻RP2，电阻RP3，电阻RP4，电容CP1，电容CP2，电容CP3，电容CP4，电容CP5，二极管DP1，二极管DP2，电感LP1，电感LP2；

升压电路输入端接入供电电池，电容CP1第一端，电感LP1第一端，升压芯片U11五号脚，升压电路输入端同时连接，电容CP1第二端接地，电容CP5第一端接电容CP1第二端，电容CP5第二端接地，电感LP1第二端，升压芯片U11四号脚，二极管DP1阳极同时连接，二极管DP1阴极，电容CP2第一端，电容CP3第一端，电阻RP4第二端，二极管DP2阳极同时连接，电容CP2第二端接地，电容CP3第二端接地，二极管DP2阴极通过电感LP2接升压电路输出端；升压芯片U11一号脚通过电阻RP1和电容CP4接地，升压芯片U11三号脚接地，升压芯片U11二号脚，电阻RP2第二端，电阻RP3第一端同时连接，电阻RP2第一端接地，电阻RP3第二端接电阻RP4第一端；

降压电路包括：降压芯片U12，电容CJ1，电容CJ2，电容CJ3，二极管DJ1，二极管DJ2，电感LJ1，电阻RJ1，电阻RJ2；

降压电路输入端接供电电池，降压芯片U12一号脚，电容CJ1第一端接降压电路输入端，电容CJ1第二端，降压芯片U12五号脚，三号脚，六号脚，二极管DJ1阳极，电容CJ2第二端，电阻RJ2第二端，电容CJ3第二端同时接地，降压芯片U12二号脚分别与二极管DJ1阴极和电感LJ1第一端连接，降压芯片U12四号脚分别与电阻RJ1第二端和电阻RJ2第一端连接，电感LJ1第二端，电容CJ2第一端，电阻RJ1第一端，电容CJ3第一端，二极管DJ2阳极同时连接，二极管DJ2阴极接降压电路输出端。

优选地，供电模块还包括：稳压电路和变压电路；

稳压电路包括：电阻RU1，电阻RU2，电阻RU3，电阻RU4，电阻RU5，电容CU1，二极管DU1，二极管DU2，二极管DU3，二极管DU4，光电芯片U13，场效应管QU；

二极管DU1阳极接5v电源，二极管DU2接电源，二极管DU1阴极和二极管DU2阴极分别与电阻RU5第一端连接，电阻RU5第二端分别与电容CU1第一端和光电芯片U13一号脚连接，电容CU1第二端和光电芯片U13二号脚接地，光电芯片U13四号脚接12v电源，光电芯片U13三号脚接电阻RU1第一端，电阻RU1第二端分别与电阻RU2第一端和场效应管QU第一端连接，电阻RU2第二端接地，场效应管QU第二端分别与12v电源和电阻RU3第一端连接，场效应管QU第三端接二极管DU3阳极，二极管DU3阴极和二极管DU4阴极分别接稳压电路输出端，二极管DU4阳极接5v电源，电阻RU3第二端通过电阻RU4接地，电阻RU4的两端设有AD采集模块连接端；

变压电路包括：变压芯片U15，电容CW1，电容CW2，电容CW3，电容CW4，电感LW；

变压芯片U15三号脚，电容CW1第一端，电容CW2第一端分别接变压电路输入端，变压芯片U15四号脚接3.3v电源，变压芯片U15二号脚分别与电容CW3第一端，电容CW4第一端，电感LW第一端连接，电容CW1第二端，电容CW2第二端，变压芯片U15一号脚，电容CW3第二端，电容CW4第二端接地，电感LW第二端接变压电路输出端。

优选地，充电模块包括：充电变压电路；

充电变压电路包括：电阻RB1，电阻RB2，电阻RB3，电阻RB4，电阻RB5，电阻RB6，电容CB1，电容CB2，电容CB3，电容CB4，电感LB1，电感LB2，电感LB3，电感LB4，充电变压芯片U14，二极管DB1，二极管DB2，二极管DB3，充电接入端一J1，充电接入端二J2；

充电接入端一J1二号脚接地，一号脚与电感LB1第一端连接，电感LB1第二端，电阻RB2第二端，电容CB1第一端，电感LB2第一端，充电变压芯片U14五号脚同时连接，电阻RB2第一端通过电阻RB1接地，电阻RB1两端设有AD采集模块连接端；电感LB2第二端接地，充电变压芯片U14四号脚接二极管DB3阳极，二极管DB3阴极，电容CB3第一端，电容CB4第一端，电阻RB6第二端，二极管DB1阳极同时连接，电容CB3第二端和电容CB4第二端分别接地，充电变压芯片U14三号脚接地，充电变压芯片U14一号脚通过电阻RB3和电容CB2接地，充电变压芯片U14二号脚分别与电阻RB4第二端，电阻RB5第一端连接，电阻RB4第一端连接，电阻RB5第二端与电阻RB6第一端连接，二极管DB1阴极与电感LB3第一端连接，电感LB3第二端通过电感LB4接二极管DB2阳极，二极管DB2阴极接充电接入端二J2二脚，充电接入端二J2一脚接地。

优选地，充电模块还包括：充电保护电路；

充电保护电路包括：连接端子U21，稳压芯片U22，稳压芯片U23，充放电保护芯片U24，充电保护电阻R1，充电保护电阻R2，充电保护电阻R3，充电保护电阻R4，充电保护电阻R5，充电保护电阻R6，充电保护电阻R7，充电保护电阻R8，充电保护电阻R9，充电保护电阻R10，充电保护电阻R11，充电保护电容C1，充电保护电容C3，充电保护电容C4，充电保护电容C5，充电保护电容C6；

连接端子U21的一脚分别连接充电保护电路输入电源，稳压芯片U23一、二、三脚，充电保护电阻R5第一端，充电保护电阻R6第一端；连接端子U21的二脚，四脚，充电保护电阻R9第一端，充电保护电阻R10第一端分别接地；连接端子U21的三脚，稳压芯片U22一、二、三脚，充电保护电容C6第一端同时连接，连接端子U21的五脚与充电保护电阻R2第一端连接；连接端子U21的六脚分别与充电保护电容C3第一端，充电保护电阻R3第一端连接；稳压芯片U22四脚与充电保护电阻R7第一端连接，稳压芯片U23四脚分别与充电保护电阻R5第二端和充放电保护芯片U24一脚连接，充电保护电阻R6第二端与充放电保护芯片U24二脚连接，充放电保护芯片U24三脚与充电保护电阻R7第二端连接，充放电保护芯片U24四脚与充电保护电阻R9第二端连接，充放电保护芯片U24五脚与充电保护电容C4第二端连接，电容C4第一端，充电保护电阻R10第二端，电容C5第一端，充电保护电阻R11第二端，充电保护电阻R4第二端，充放电保护芯片U24十二脚同时连接，充放电保护芯片U24六脚与充电保护电容C5第二端连接，充放电保护芯片U24七脚与充电保护电容C6第二端连接，充放电保护芯片U24十脚与充电保护电阻R11第一端连接，充放电保护芯片U24十一脚与充电保护电阻R4第一端连接，充放电保护芯片U24十三脚与充电保护电阻R3第二端连接，充电保护电阻R3第二端，充放电保护芯片U24十四脚与充电保护电阻R2第二端连接，充放电保护芯片U24十五脚分别与充电保护电阻R1第一端，充电保护电容C1第一端连接，U24十六脚分别与充电保护电阻R1第二端，充电保护电容C1第二端，充电保护电容C3第二端连接。

优选地，主机还包括：主机六轴陀螺仪，太阳角度计算模块；

太阳角度计算模块用于进入太阳运行轨迹跟踪程序后，通过太阳位置算法算出此时太阳高度角与方位角的值，根据此时太阳高度角与方位角的值，算出主机六轴陀螺仪需要调节的角度；

主机六轴陀螺仪用于调节主机获取太阳光的角度；

从机包括：从机六轴陀螺仪；

从机六轴陀螺仪用于对调节从机获取太阳光的角度，并将从机获取太阳光的角度发送至主机，对主机获取太阳光角度进行修正。

优选地，主机还包括：红外温度传感器，USB充电接口，USB供电接口，数据储存模块；

红外温度传感器与单片机连接，红外温度传感器用于传感光照强度，将传感的光照强度传输给单片机；

USB充电接口通过充电模块与供电电池连接，USB充电接口用于通过与外电源连接给供电电池充电；

USB供电接口通过供电模块与供电电池连接，USB供电接口用于使供电电池给其他装置供电；

数据储存模块用于储存AD采集模块采集的数据信息以及单片机对采集的光伏组件数据进行分析、统计的数据信息。

一种光伏组件测试系统，包括：光伏组件V-I测试仪以及多个与光伏组件V-I测试仪通信连接的移动终端；

光伏组件V-I测试仪包括：数据共享平台；

移动终端包括：客户端；

数据共享平台用于将光伏组件V-I测试仪储存的数据信息进行发布，供移动终端的客户端连接，使移动终端获取数据共享平台储存的数据信息，并提供检测人员知识交流，通过储存的各种检测过程日志，检测过程案例实现知识经验共享和管理。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

便携式光伏组件V-I测试仪对大功率光伏组件输入电压进行分压计算，测量范围大，既能在安全测量范围内使用，又能提高测量精度；电路原理设计精炼，元器件布局合理，整机体积大大减小，携带方便。显示模块采用3.5英寸液晶屏与薄膜按键面板，使用方便，读数清晰；主机附带红外测温仪，可辅助主机进行温度修正，提高测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为便携式光伏组件V-I测试仪的整体示意图；

图2为V-I曲线图；

图3为测试电路电路图；

图4为第一继电器控制电路电路图；

图5为第二继电器控制电路电路图；

图6为第三继电器控制电路电路图；

图7为升压电路电路图；

图8为降压电路电路图；

图9为稳压电路电路图；

图10为变压电路电路图；

图11为充电变压电路电路图；

图12为充电保护电路电路图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种便携式光伏组件V-I测试仪，如图1所示，包括：主机；主机包括：电源单元和控制单元；控制单元包括：单片机3、AD采集模块2、显示模块4；电源单元包括：供电模块、充电模块以及用于给测试仪内部元件供电的供电电池；

供电模块、充电模块分别与供电电池电连接，供电模块与供电电池的供电端连接，供电模块用于对供电电池的供电电压进行变压稳压；充电模块与供电电池的充电端连接，充电模块用于对供电电池的充电电压进行变压稳压；

显示模块4和AD采集模块2分别与单片机3连接，AD采集模块2用于测量光伏组件的电压和电流，并将测量电压和电流值传输至单片机3；单片机3用于接收AD采集模块2采集的数据信息，将接收的数据信息进行筛查，处理，对采集的光伏组件1数据进行分析、统计及存储，并将采集的光伏组件1数据与对应的阈值对比分析后，输出至显示模块4进行显示。

本实施例中，便携式光伏组件V-I测试仪还包括：从机11；

主机还包括：主机数据通信模块；从机11包括：从机数据通信模块8，从机处理器9，从机储存模块10；

从机数据通信模块8与主机数据通信模块7通信连接，用于使主机与从机11进行数据交互；从机储存模块10用于储存光伏组件1的各项标准参数，标准参数包括：光照强度，温度数据，电流数据，电压数据；

从机处理器9用于通过从机数据通信模块8与主机数据通信模块7通信连接，向主机发送光伏组件1的各项标准参数，供主机对采集的光伏组件数据进行分析、统计。优选地，主机和从机之间通过蓝牙或者WIFi进行通讯，互传数据。

便携式光伏组件V-I测试仪对采集的光伏组件1数据进行分析、统计及存储的参数包括最大功率Pm：单位W(瓦特)，P＝UI，也就是功率等于电压乘以电流，通过测量出实时(AD快速采集)的V-I曲线，如图2所示，也就是电压、电流关系曲线图，就可以计算出最大功率。最大功率不一定是最大电压乘以最大电流。最大工作电压Vm：最大功率时的电压，单位V(伏特)，精度：000.000V；最大工作电流Im：最大功率时的电流，单位A(安培)精度000.000A；开路电压Voc：V-I曲线结束时最大电压，精度：000.000V；短路电流Isc：V-I曲线开始时最大电流，精度000.000A；填充因子:填充因子＝Pm/Voc*Isc，单位％，精度00.0％组件效率:效率＝Pm/面积*P入射光单位％精度00.0％，V—I曲线。

本实施例中，控制单元还包括：测试电路；如图3所示，测试电路包括：电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，开关端一OUT1，开关端二OUT2，开关端三OUT3，开关端四OUT4，开关端五OUT5，接入端一AD1，接入端二AD2，接入端三AD3，接入端四AD4，电流互感器U31，电容C11，常开继电器K1，常开继电器K2，常开继电器K3，输出端一OUT+，输出端二OUT-；

常开继电器K1的两端分别与开关端一OUT1和开关端二OUT2连接，开关端三OUT3和开关端五OUT5分别与常开继电器K2的两端连接，开关端四OUT4和开关端五OUT5分别与常开继电器K3的两端连接；

接入端一AD1，输出端一OUT+，开关端一OUT1，电阻R20第一端同时连接，电阻R20第二端，接入端二AD2，电阻R21第一端同时连接，电阻R21第二端，输出端二，电流互感器一号脚同时连接，开关端二，电容C11第一端，电阻R22第一端，电阻R23第一端同时连接，电容C11第二端，电阻R24第二端，接入端四，电流互感器二号脚同时连接，电阻R22第二端与接入端三连接，电阻R23第二端与开关端四连接，开关端五，接入端三，电阻R24第一端同时连接；电流互感器三号脚接电源，四号脚接AD采集模块，五号脚接地。

测量时，把太阳能电池板的正负极，分别接入OUT+和OUT-。在测量前并不知道测量的这块电池板的电压大小和电池板的正负极，很有可能正负极反接；这样首先接进来的电压，用两个串联的分压电阻R20和R21进行分压，AD的两个采集口分别加在R20的两端，采集到R20的电压为1V，就可以得出OUT+和OUT-两端的电压为50V；然后单片机控制OUT1和OUT2之间的继电器开关打开，这时已经测得了电压的大致范围，就可以选择打开对应开关，比如开关端三OUT3和开关端五OUT5或者开关端四OUT4和开关端五OUT5。

本实施例中，控制单元还包括：继电器控制单元；继电器控制单元与单片机连接，继电器控制单元包括：第一继电器控制电路，第二继电器控制电路，第三继电器控制电路；如图4至6所示。

第一继电器控制电路包括：电阻R1，电阻R2，二极管D1，三极管Q1，继电器K1控制线圈101，常开继电器K1；第一继电器控制电路的输入端与单片机连接用于接收单片机的输入控制信号，电阻R1的第一端与第一继电器控制电路的输入端连接，电阻R1的第二端分别与电阻R2第一端和三极管Q1的基极连接，电阻R2第二端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别与二极管D1阳极和继电器K1控制线圈第一端连接，二极管D1阴极和继电器K1控制线圈第二端分别连接电源，常开继电器K1的两端分别连接接入端一，接入端二；

第二继电器控制电路包括：电阻R3，电阻R4，二极管D2，三极管Q2，继电器K2控制线圈102，常开继电器K2；第二继电器控制电路的输入端与单片机连接用于接收单片机的输入控制信号，电阻R3的第一端与第一继电器控制电路的输入端连接，电阻R3的第二端分别与电阻R4第一端和三极管Q2的基极连接，电阻R4第二端和三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极分别与二极管D2阳极和继电器K2控制线圈第一端连接，二极管D2阴极和继电器K2控制线圈第二端分别连接电源，常开继电器K2的两端分别连接接入端三，接入端五；

第三继电器控制电路包括：电阻R5，电阻R6，二极管D3，三极管Q3，继电器K3控制线圈103，常开继电器K3；第三继电器控制电路的输入端与单片机连接用于接收单片机的输入控制信号，电阻R5的第一端与第一继电器控制电路的输入端连接，电阻R5的第二端分别与电阻R6第一端和三极管Q3的基极连接，电阻R5第二端和三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极分别与二极管D3阳极和继电器K3控制线圈第一端连接，二极管D3阴极和继电器K3控制线圈第二端分别连接电源，常开继电器K3的两端分别连接接入端四，接入端五。

本实施例中，供电模块包括：升压电路，降压电路；如图7、图8所示，升压电路包括：升压芯片U11，电阻RP1，电阻RP2，电阻RP3，电阻RP4，电容CP1，电容CP2，电容CP3，电容CP4，电容CP5，二极管DP1，二极管DP2，电感LP1，电感LP2；

升压电路输入端接入供电电池，电容CP1第一端，电感LP1第一端，升压芯片U11五号脚，升压电路输入端同时连接，电容CP1第二端接地，电容CP5第一端接电容CP1第二端，电容CP5第二端接地，电感LP1第二端，升压芯片U11四号脚，二极管DP1阳极同时连接，二极管DP1阴极，电容CP2第一端，电容CP3第一端，电阻RP4第二端，二极管DP2阳极同时连接，电容CP2第二端接地，电容CP3第二端接地，二极管DP2阴极通过电感LP2接升压电路输出端；升压芯片U11一号脚通过电阻RP1和电容CP4接地，升压芯片U11三号脚接地，升压芯片U11二号脚，电阻RP2第二端，电阻RP3第一端同时连接，电阻RP2第一端接地，电阻RP3第二端接电阻RP4第一端；

降压电路包括：降压芯片U12，电容CJ1，电容CJ2，电容CJ3，二极管DJ1，二极管DJ2，电感LJ1，电阻RJ1，电阻RJ2；

降压电路输入端接供电电池，降压芯片U12一号脚，电容CJ1第一端接降压电路输入端，电容CJ1第二端，降压芯片U12五号脚，三号脚，六号脚，二极管DJ1阳极，电容CJ2第二端，电阻RJ2第二端，电容CJ3第二端同时接地，降压芯片U12二号脚分别与二极管DJ1阴极和电感LJ1第一端连接，降压芯片U12四号脚分别与电阻RJ1第二端和电阻RJ2第一端连接，电感LJ1第二端，电容CJ2第一端，电阻RJ1第一端，电容CJ3第一端，二极管DJ2阳极同时连接，二极管DJ2阴极接降压电路输出端。

本实施例中，供电模块还包括：稳压电路和变压电路；如图9和图10所示，稳压电路包括：电阻RU1，电阻RU2，电阻RU3，电阻RU4，电阻RU5，电容CU1，二极管DU1，二极管DU2，二极管DU3，二极管DU4，光电芯片U13，场效应管QU；二极管DU1阳极接5v电源，二极管DU2接电源，二极管DU1阴极和二极管DU2阴极分别与电阻RU5第一端连接，电阻RU5第二端分别与电容CU1第一端和光电芯片U13一号脚连接，电容CU1第二端和光电芯片U13二号脚接地，光电芯片U13四号脚接12v电源，光电芯片U13三号脚接电阻RU1第一端，电阻RU1第二端分别与电阻RU2第一端和场效应管QU第一端连接，电阻RU2第二端接地，场效应管QU第二端分别与12v电源和电阻RU3第一端连接，场效应管QU第三端接二极管DU3阳极，二极管DU3阴极和二极管DU4阴极分别接稳压电路输出端，二极管DU4阳极接5v电源，电阻RU3第二端通过电阻RU4接地，电阻RU4的两端设有AD采集模块连接端；

变压电路包括：变压芯片U15，电容CW1，电容CW2，电容CW3，电容CW4，电感LW；变压芯片U15三号脚，电容CW1第一端，电容CW2第一端分别接变压电路输入端，变压芯片U15四号脚接3.3v电源，变压芯片U15二号脚分别与电容CW3第一端，电容CW4第一端，电感LW第一端连接，电容CW1第二端，电容CW2第二端，变压芯片U15一号脚，电容CW3第二端，电容CW4第二端接地，电感LW第二端接变压电路输出端。

本实施例中，充电模块包括：充电变压电路；图11所示，

充电变压电路包括：电阻RB1，电阻RB2，电阻RB3，电阻RB4，电阻RB5，电阻RB6，电容CB1，电容CB2，电容CB3，电容CB4，电感LB1，电感LB2，电感LB3，电感LB4，充电变压芯片U14，二极管DB1，二极管DB2，二极管DB3，充电接入端一J1，充电接入端二J2；充电接入端一J1二号脚接地，一号脚与电感LB1第一端连接，电感LB1第二端，电阻RB2第二端，电容CB1第一端，电感LB2第一端，充电变压芯片U14五号脚同时连接，电阻RB2第一端通过电阻RB1接地，电阻RB1两端设有AD采集模块连接端；电感LB2第二端接地，充电变压芯片U14四号脚接二极管DB3阳极，二极管DB3阴极，电容CB3第一端，电容CB4第一端，电阻RB6第二端，二极管DB1阳极同时连接，电容CB3第二端和电容CB4第二端分别接地，充电变压芯片U14三号脚接地，充电变压芯片U14一号脚通过电阻RB3和电容CB2接地，充电变压芯片U14二号脚分别与电阻RB4第二端，电阻RB5第一端连接，电阻RB4第一端连接，电阻RB5第二端与电阻RB6第一端连接，二极管DB1阴极与电感LB3第一端连接，电感LB3第二端通过电感LB4接二极管DB2阳极，二极管DB2阴极接充电接入端二J2二脚，充电接入端二J2一脚接地。

本实施例中，充电模块还包括：充电保护电路；如图12所示；充电保护电路包括：连接端子U21，稳压芯片U22，稳压芯片U23，充放电保护芯片U24，充电保护电阻R1，充电保护电阻R2，充电保护电阻R3，充电保护电阻R4，充电保护电阻R5，充电保护电阻R6，充电保护电阻R7，充电保护电阻R8，充电保护电阻R9，充电保护电阻R10，充电保护电阻R11，充电保护电容C1，充电保护电容C3，充电保护电容C4，充电保护电容C5，充电保护电容C6。

连接端子U21的一脚分别连接充电保护电路输入电源，稳压芯片U23一、二、三脚，充电保护电阻R5第一端，充电保护电阻R6第一端；连接端子U21的二脚，四脚，充电保护电阻R9第一端，充电保护电阻R10第一端分别接地；连接端子U21的三脚，稳压芯片U22一、二、三脚，充电保护电容C6第一端同时连接，连接端子U21的五脚与充电保护电阻R2第一端连接；连接端子U21的六脚分别与充电保护电容C3第一端，充电保护电阻R3第一端连接；稳压芯片U22四脚与充电保护电阻R7第一端连接，稳压芯片U23四脚分别与充电保护电阻R5第二端和充放电保护芯片U24一脚连接，充电保护电阻R6第二端与充放电保护芯片U24二脚连接，充放电保护芯片U24三脚与充电保护电阻R7第二端连接，充放电保护芯片U24四脚与充电保护电阻R9第二端连接，充放电保护芯片U24五脚与充电保护电容C4第二端连接，电容C4第一端，充电保护电阻R10第二端，电容C5第一端，充电保护电阻R11第二端，充电保护电阻R4第二端，充放电保护芯片U24十二脚同时连接，充放电保护芯片U24六脚与充电保护电容C5第二端连接，充放电保护芯片U24七脚与充电保护电容C6第二端连接，充放电保护芯片U24十脚与充电保护电阻R11第一端连接，充放电保护芯片U24十一脚与充电保护电阻R4第一端连接，充放电保护芯片U24十三脚与充电保护电阻R3第二端连接，充电保护电阻R3第二端，充放电保护芯片U24十四脚与充电保护电阻R2第二端连接，充放电保护芯片U24十五脚分别与充电保护电阻R1第一端，充电保护电容C1第一端连接，U24十六脚分别与充电保护电阻R1第二端，充电保护电容C1第二端，充电保护电容C3第二端连接。

本实施例中，主机还包括：主机六轴陀螺仪，太阳角度计算模块；

太阳角度计算模块用于进入太阳运行轨迹跟踪程序后，通过太阳位置算法算出此时太阳高度角与方位角的值，根据此时太阳高度角与方位角的值，算出主机六轴陀螺仪需要调节的角度；

主机六轴陀螺仪用于调节主机获取太阳光的角度；

从机包括：从机六轴陀螺仪；

从机六轴陀螺仪用于对调节从机获取太阳光的角度，并将从机获取太阳光的角度发送至主机，对主机获取太阳光角度进行修正。修正方式可以采用主机获取太阳光角度与从机获取太阳光角度求取平均值，主机以该平均值为获取太阳光的角度。

主机六轴陀螺仪，从机六轴陀螺仪分别采用MPU6050六轴陀螺仪。

本实施例中，主机还包括：红外温度传感器6，USB充电接口，USB供电接口，数据储存模块5；

红外温度传感器6与单片机3连接，红外温度传感器6用于传感光照强度，将传感的光照强度传输给单片机3；

USB充电接口通过充电模块与供电电池连接，USB充电接口用于通过与外电源连接给供电电池充电；USB供电接口通过供电模块与供电电池连接，USB供电接口用于使供电电池给其他装置供电；数据储存模块5用于储存AD采集模块2采集的数据信息以及单片机3对采集的光伏组件数据进行分析、统计的数据信息。

本发明还提供一种光伏组件测试系统，包括：光伏组件V-I测试仪以及多个与光伏组件V-I测试仪通信连接的移动终端；光伏组件V-I测试仪包括：数据共享平台；移动终端包括：客户端；数据共享平台用于将光伏组件V-I测试仪储存的数据信息进行发布，供移动终端的客户端连接，使移动终端获取数据共享平台储存的数据信息，并提供检测人员知识交流，通过储存的各种检测过程日志，检测过程案例实现知识经验共享和管理。

单片机的型号为STM32F103ZET6；AD采集模块采用AD7606；电流互感器采用GY－712霍尔传感器；显示模块采用TFT_LCD；光电芯片U13采用TLP521；变压芯片U15采用LM2596S；稳压芯片U22，稳压芯片U23分别采用4407A；连接端子U21采用Header 6；充放电保护芯片U24采用8254AA。

便携式光伏组件V-I测试仪采用供电和充电分开方式来驱动主机；采用两套USB插口，避免若用一个USB插孔既为电池充电又为主机工作供电，会导致电流过大，减少元器件寿命。两个USB插孔，一个来为V-I测试仪直接供，驱动主机正常工作，另一个来为电池充电使用，供电电池优选采用锂电池。

便携式光伏组件V-I测试仪对大功率光伏组件输入电压进行分压计算，自动选择档位(0-50V，0-100V)，测量范围大，既能在安全测量范围内使用，又能提高测量精度；电路原理设计精炼，元器件布局合理，整机体积大大减小，携带方便。显示模块采用3.5英寸液晶屏与薄膜按键面板，使用方便，读数清晰；主机附带红外测温仪，可辅助主机进行温度修正，提高测量精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种便携式光伏组件V-I测试仪，其特征在于，包括：主机；主机包括：电源单元和控制单元；控制单元包括：单片机、AD采集模块、显示模块；电源单元包括：供电模块、充电模块、测试电路以及用于给测试仪内部元件供电的供电电池；

供电模块、充电模块分别与供电电池电连接，供电模块与供电电池的供电端连接，供电模块用于对供电电池的供电电压进行变压稳压；充电模块与供电电池的充电端连接，充电模块用于对供电电池的充电电压进行稳压；

显示模块和AD采集模块分别与单片机连接，AD采集模块用于测量光伏组件的电压和电流，并将测量电压和电流值传输至单片机；

单片机用于接收AD采集模块采集的数据信息，将接收的数据信息进行筛查，处理，对采集的光伏组件数据进行分析、统计及存储，并将采集的光伏组件数据与对应的阈值对比分析后，输出至显示模块进行显示；

主机还包括：主机六轴陀螺仪，太阳角度计算模块；

太阳角度计算模块用于进入太阳运行轨迹跟踪程序后，通过太阳位置算法算出此时太阳高度角与方位角的值，根据此时太阳高度角与方位角的值，算出主机六轴陀螺仪需要调节的角度；

主机六轴陀螺仪用于调节主机获取太阳光的角度；

从机包括：从机六轴陀螺仪；

从机六轴陀螺仪用于对调节从机获取太阳光的角度，并将从机获取太阳光的角度发送至主机，对主机获取太阳光角度进行修正；

测试电路包括：电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，开关端一，开关端二，开关端三，开关端四，开关端五，接入端一，接入端二，接入端三，接入端四，电流互感器，电容C11，常开继电器K1，常开继电器K2，常开继电器K3，输出端一，输出端二；

常开继电器K1的两端分别与开关端一和开关端二连接，开关端三和开关端五分别与常开继电器K2的两端连接，开关端四和开关端五分别与常开继电器K3的两端连接；

接入端一，输出端一，开关端一，电阻R20第一端同时连接，电阻R20第二端，接入端二，电阻R21第一端同时连接，电阻R21第二端，输出端二，电流互感器一号脚同时连接，开关端二，电容C11第一端，电阻R22第一端，电阻R23第一端同时连接，电容C11第二端，电阻R24第二端，接入端四，电流互感器二号脚同时连接，电阻R22第二端与接入端三连接，电阻R23第二端与开关端四连接，开关端五，接入端三，电阻R24第一端同时连接；电流互感器三号脚接电源，四号脚接AD采集模块，五号脚接地；

还包括：从机；

主机还包括：主机数据通信模块；

从机包括：从机数据通信模块，从机处理器，从机储存模块；

从机数据通信模块与主机数据通信模块通信连接，用于使主机与从机进行数据交互；

从机储存模块用于储存太阳能光伏组件的各项标准参数，标准参数包括：光照强度，温度数据，电流数据，电压数据；

从机处理器用于通过从机数据通信模块与主机数据通信模块通信连接，向主机发送太阳能光伏组件的各项标准参数，供主机对采集的光伏组件数据进行分析、统计；

控制单元还包括：继电器控制单元；

继电器控制单元与单片机连接，继电器控制单元包括：第一继电器控制电路，第二继电器控制电路，第三继电器控制电路；

第一继电器控制电路包括：电阻R1，电阻R2，二极管D1，三极管Q1，继电器K1控制线圈，常开继电器K1；

第一继电器控制电路的输入端与单片机连接用于接收单片机的输入控制信号，电阻R1的第一端与第一继电器控制电路的输入端连接，电阻R1的第二端分别与电阻R2第一端和三极管Q1的基极连接，电阻R2第二端和三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别与二极管D1阳极和继电器K1控制线圈第一端连接，二极管D1阴极和继电器K1控制线圈第二端分别连接电源，常开继电器K1的两端分别连接接入端一，接入端二；

第二继电器控制电路包括：电阻R3，电阻R4，二极管D2，三极管Q2，继电器K2控制线圈，常开继电器K2；

第二继电器控制电路的输入端与单片机连接用于接收单片机的输入控制信号，电阻R3的第一端与第一继电器控制电路的输入端连接，电阻R3的第二端分别与电阻R4第一端和三极管Q2的基极连接，电阻R4第二端和三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极分别与二极管D2阳极和继电器K2控制线圈第一端连接，二极管D2阴极和继电器K2控制线圈第二端分别连接电源，常开继电器K2的两端分别连接接入端三，接入端五；

第三继电器控制电路包括：电阻R5，电阻R6，二极管D3，三极管Q3，继电器K3控制线圈，常开继电器K3；

第三继电器控制电路的输入端与单片机连接用于接收单片机的输入控制信号，电阻R5的第一端与第一继电器控制电路的输入端连接，电阻R5的第二端分别与电阻R6第一端和三极管Q3的基极连接，电阻R5第二端和三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极分别与二极管D3阳极和继电器K3控制线圈第一端连接，二极管D3阴极和继电器K3控制线圈第二端分别连接电源，常开继电器K3的两端分别连接接入端四，接入端五；

供电模块包括：升压电路，降压电路；

升压电路包括：升压芯片U11，电阻RP1，电阻RP2，电阻RP3，电阻RP4，电容CP1，电容CP2，电容CP3，电容CP4，电容CP5，二极管DP1，二极管DP2，电感LP1，电感LP2；

升压电路输入端接入供电电池，电容CP1第一端，电感LP1第一端，升压芯片U11五号脚，升压电路输入端同时连接，电容CP1第二端接地，电容CP5第一端接电容CP1第二端，电容CP5第二端接地，电感LP1第二端，升压芯片U11四号脚，二极管DP1阳极同时连接，二极管DP1阴极，电容CP2第一端，电容CP3第一端，电阻RP4第二端，二极管DP2阳极同时连接，电容CP2第二端接地，电容CP3第二端接地，二极管DP2阴极通过电感LP2接升压电路输出端；升压芯片U11一号脚通过电阻RP1和电容CP4接地，升压芯片U11三号脚接地，升压芯片U11二号脚，电阻RP2第二端，电阻RP3第一端同时连接，电阻RP2第一端接地，电阻RP3第二端接电阻RP4第一端；

降压电路包括：降压芯片U12，电容CJ1，电容CJ2，电容CJ3，二极管DJ1，二极管DJ2，电感LJ1，电阻RJ1，电阻RJ2；

降压电路输入端接供电电池，降压芯片U12一号脚，电容CJ1第一端接降压电路输入端，电容CJ1第二端，降压芯片U12五号脚，三号脚，六号脚，二极管DJ1阳极，电容CJ2第二端，电阻RJ2第二端，电容CJ3第二端同时接地，降压芯片U12二号脚分别与二极管DJ1阴极和电感LJ1第一端连接，降压芯片U12四号脚分别与电阻RJ1第二端和电阻RJ2第一端连接，电感LJ1第二端，电容CJ2第一端，电阻RJ1第一端，电容CJ3第一端，二极管DJ2阳极同时连接，二极管DJ2阴极接降压电路输出端；

供电模块还包括：稳压电路和变压电路；

稳压电路包括：电阻RU1，电阻RU2，电阻RU3，电阻RU4，电阻RU5，电容CU1，二极管DU1，二极管DU2，二极管DU3，二极管DU4，光电芯片U13，场效应管QU；

二极管DU1阳极接5v电源，二极管DU2接电源，二极管DU1阴极和二极管DU2阴极分别与电阻RU5第一端连接，电阻RU5第二端分别与电容CU1第一端和光电芯片U13一号脚连接，电容CU1第二端和光电芯片U13二号脚接地，光电芯片U13四号脚接12v电源，光电芯片U13三号脚接电阻RU1第一端，电阻RU1第二端分别与电阻RU2第一端和场效应管QU第一端连接，电阻RU2第二端接地，场效应管QU第二端分别与12v电源和电阻RU3第一端连接，场效应管QU第三端接二极管DU3阳极，二极管DU3阴极和二极管DU4阴极分别接稳压电路输出端，二极管DU4阳极接5v电源，电阻RU3第二端通过电阻RU4接地，电阻RU4的两端设有AD采集模块连接端；

变压电路包括：变压芯片U15，电容CW1，电容CW2，电容CW3，电容CW4，电感LW；

变压芯片U15三号脚，电容CW1第一端，电容CW2第一端分别接变压电路输入端，变压芯片U15四号脚接3.3v电源，变压芯片U15二号脚分别与电容CW3第一端，电容CW4第一端，电感LW第一端连接，电容CW1第二端，电容CW2第二端，变压芯片U15一号脚，电容CW3第二端，电容CW4第二端接地，电感LW第二端接变压电路输出端；

充电模块包括：充电变压电路，充电保护电路；

充电变压电路包括：电阻RB1，电阻RB2，电阻RB3，电阻RB4，电阻RB5，电阻RB6，电容CB1，电容CB2，电容CB3，电容CB4，电感LB1，电感LB2，电感LB3，电感LB4，充电变压芯片U14，二极管DB1，二极管DB2，二极管DB3，充电接入端一J1，充电接入端二J2；

充电接入端一J1二号脚接地，一号脚与电感LB1第一端连接，电感LB1第二端，电阻RB2第二端，电容CB1第一端，电感LB2第一端，充电变压芯片U14五号脚同时连接，电阻RB2第一端通过电阻RB1接地，电阻RB1两端设有AD采集模块连接端；电感LB2第二端接地，充电变压芯片U14四号脚接二极管DB3阳极，二极管DB3阴极，电容CB3第一端，电容CB4第一端，电阻RB6第二端，二极管DB1阳极同时连接，电容CB3第二端和电容CB4第二端分别接地，充电变压芯片U14三号脚接地，充电变压芯片U14一号脚通过电阻RB3和电容CB2接地，充电变压芯片U14二号脚分别与电阻RB4第二端，电阻RB5第一端连接，电阻RB4第一端连接，电阻RB5第二端与电阻RB6第一端连接，二极管DB1阴极与电感LB3第一端连接，电感LB3第二端通过电感LB4接二极管DB2阳极，二极管DB2阴极接充电接入端二J2二脚，充电接入端二J2一脚接地；

充电保护电路包括：连接端子U21，稳压芯片U22，稳压芯片U23，充放电保护芯片U24，充电保护电阻R1，充电保护电阻R2，充电保护电阻R3，充电保护电阻R4，充电保护电阻R5，充电保护电阻R6，充电保护电阻R7，充电保护电阻R8，充电保护电阻R9，充电保护电阻R10，充电保护电阻R11，充电保护电容C1，充电保护电容C3，充电保护电容C4，充电保护电容C5，充电保护电容C6；

连接端子U21的一脚分别连接充电保护电路输入电源，稳压芯片U23一、二、三脚，充电保护电阻R5第一端，充电保护电阻R6第一端；连接端子U21的二脚，四脚，充电保护电阻R9第一端，充电保护电阻R10第一端分别接地；连接端子U21的三脚，稳压芯片U22一、二、三脚，充电保护电容C6第一端同时连接，连接端子U21的五脚与充电保护电阻R2第一端连接；连接端子U21的六脚分别与充电保护电容C3第一端，充电保护电阻R3第一端连接；稳压芯片U22四脚与充电保护电阻R7第一端连接，稳压芯片U23四脚分别与充电保护电阻R5第二端和充放电保护芯片U24一脚连接，充电保护电阻R6第二端与充放电保护芯片U24二脚连接，充放电保护芯片U24三脚与充电保护电阻R7第二端连接，充放电保护芯片U24四脚与充电保护电阻R9第二端连接，充放电保护芯片U24五脚与充电保护电容C4第二端连接，电容C4第一端，充电保护电阻R10第二端，电容C5第一端，充电保护电阻R11第二端，充电保护电阻R4第二端，充放电保护芯片U24十二脚同时连接，充放电保护芯片U24六脚与充电保护电容C5第二端连接，充放电保护芯片U24七脚与充电保护电容C6第二端连接，充放电保护芯片U24十脚与充电保护电阻R11第一端连接，充放电保护芯片U24十一脚与充电保护电阻R4第一端连接，充放电保护芯片U24十三脚与充电保护电阻R3第二端连接，充电保护电阻R3第二端，充放电保护芯片U24十四脚与充电保护电阻R2第二端连接，充放电保护芯片U24十五脚分别与充电保护电阻R1第一端，充电保护电容C1第一端连接，U24十六脚分别与充电保护电阻R1第二端，充电保护电容C1第二端，充电保护电容C3第二端连接；

主机还包括：红外温度传感器，USB充电接口，USB供电接口，数据储存模块；

红外温度传感器与单片机连接，红外温度传感器用于传感光照强度，将传感的光照强度传输给单片机；

USB充电接口通过充电模块与供电电池连接，USB充电接口用于通过与外电源连接给供电电池充电；

USB供电接口通过供电模块与供电电池连接，USB供电接口用于使供电电池给其他装置供电；

数据储存模块用于储存AD采集模块采集的数据信息以及单片机对采集的光伏组件数据进行分析、统计的数据信息。