專利名稱：基于線性比例控制的電池片焊接電路及加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于線性比例控制的電池片焊接電路及利用該裝置對(duì)電池片進(jìn)行加熱的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)清 潔能源需求的增加，光伏組件的需求也在快速的增長(zhǎng)，在整個(gè)工藝生產(chǎn)流程中，電池片與匯流條的焊接是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。目前在電磁片焊接過(guò)程中，普遍使用的是電烙鐵直接焊接以及紅外焊接技術(shù)。兩種焊接方式的加熱曲線，都為階躍性溫度變更，如圖I所示，可發(fā)現(xiàn)采用該方式的焊接時(shí)，都是驟然升溫的特性(階躍性)，容易引起電磁片的隱裂，焊接完成冷卻時(shí)，電烙鐵離開(kāi)電磁片表面或者關(guān)閉紅外燈管，也都是急速降溫的過(guò)程(階躍性)，這樣焊帶與電磁片之間容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致電磁片破損。匯流條與銀柵線之間，也容易出現(xiàn)過(guò)焊、虛焊、表面焊接不光滑等現(xiàn)象，由于虛焊、過(guò)焊，直接影像了電池片的發(fā)電效率。由于以上的問(wèn)題，導(dǎo)致最后組件焊接出來(lái)的電磁片也不穩(wěn)定，直接影響了組件的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出基于線性比例控制的電池片焊接電路及利用該裝置對(duì)電池片進(jìn)行加熱的方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下基于線性比例控制的電池片焊接電路，包括變壓器、模擬量輸出控制模塊、可控硅和紅外燈管，所述變壓器將連接所述模擬量輸出控制模塊和所述可控硅，所述模擬量輸出控制模塊連接所述可控硅，所述可控硅的輸出端連接所述紅外燈管的一端，所述紅外燈管的另一端連接市電；所述可控硅根據(jù)所述模擬量輸出控制模塊輸入的不同電流信號(hào)，對(duì)輸出到所述紅外燈管的電壓進(jìn)行控制。進(jìn)一步的，所述模擬量輸出控制模塊可輸出4 20mA的電流信號(hào)。進(jìn)一步的，所述可控硅將220V市電進(jìn)行(T220V電壓的轉(zhuǎn)換?；诰€性比例控制的電池片加熱方法，所述紅外燈管先對(duì)電池片進(jìn)行預(yù)熱，然后按線形進(jìn)行升溫直到達(dá)到預(yù)設(shè)的高溫度，進(jìn)而在此溫度下進(jìn)行焊接，焊接完后所述紅外燈管線形降溫直到達(dá)到預(yù)設(shè)的低溫度，最后對(duì)該電池片進(jìn)行冷卻。本發(fā)明的有益效果在于采用本發(fā)明的控制方式，可以實(shí)現(xiàn)溫度平滑的控制，有效的控制了由于焊接過(guò)程中，產(chǎn)生的電池片破碎、隱裂等現(xiàn)象，從數(shù)據(jù)上來(lái)說(shuō)，破片率從原有的8%的破片率一3%并且提聞了焊接的可罪性、穩(wěn)定性，一定程度上提聞了組件的品質(zhì)。


圖I為現(xiàn)有的加熱方式；圖2為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖3為模擬量輸出控制模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖4為使用三菱的GX_Works2軟件的設(shè)置圖；圖5為使用三菱的GX_Works2軟件的設(shè)置圖；圖6為使用三菱的GX_Works2軟件的設(shè)置圖；圖7為設(shè)置值與輸出電流之間的線性關(guān)系；圖8為在電壓的的半個(gè)周期內(nèi)，控制導(dǎo)通角a，來(lái)進(jìn)行電壓(Tl00%的調(diào)節(jié)；
圖9為根據(jù)輸入模擬量電流，實(shí)際輸出電壓與線電壓百分比；圖10為本發(fā)明的加熱方法。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例針對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。利用以下兩個(gè)廠家的電氣產(chǎn)品，構(gòu)造電氣回路，具體硬件配線圖如圖2所示，圖中的元器件為以下2個(gè)廠家的產(chǎn)品。廠家三菱型號(hào)Q68DAIN 名稱模擬量輸出模塊廠家施耐德型號(hào)MCPC242 名稱可控娃其中圖中的PS為直流電源將輸入的220V電壓轉(zhuǎn)化為24V電壓。模擬量輸出控制模塊Q68DAIN :通過(guò)程序控制輸出r20mA的電流信號(hào) MCPC可控娃為根據(jù)輸入的模擬電流信號(hào)，對(duì)輸出電壓進(jìn)行控制。紅外燈管根據(jù)施加到兩端的電壓的變化，輸出功率也相應(yīng)的發(fā)生變化，相當(dāng)于直接改變了焊接溫度。三菱的D/A模擬量輸出模塊，是一個(gè)進(jìn)行模擬量輸出的設(shè)備，本次選用的是模擬電流量輸出的模塊，內(nèi)部電路圖詳見(jiàn)如圖3所示，在圖3中，其中*1為電源線采用兩芯雙絞屏蔽線；*2如果在外部接線中有噪聲或紋波，則在V+/I+端子和COM之間連接0. ro. 47mF25V的電容器。通過(guò)設(shè)置數(shù)字量，可進(jìn)行r20mA的模擬電流輸出控制，具體設(shè)置時(shí)，需使用三菱的GX-Works2軟件，詳見(jiàn)軟件的設(shè)置如圖4、圖5、圖6所示。在圖4、5中，選擇新建模塊添加，添加Q68DAIN模塊，并在圖中畫(huà)圈的部分設(shè)置好安裝槽號(hào)，起始地址等。在圖6中設(shè)置自動(dòng)刷新，為對(duì)應(yīng)的通道設(shè)置好自動(dòng)刷新的寄存器地址。例如，在圖6中設(shè)置的自動(dòng)刷新是D3000，那么在程序中用MOV語(yǔ)句給D3000中寫(xiě)入某個(gè)數(shù)值后，DA模塊將輸出相對(duì)應(yīng)的模擬電流，DA模塊內(nèi)部由電阻陣列和n個(gè)電流開(kāi)關(guān)(或電壓開(kāi)關(guān))構(gòu)成，按數(shù)字輸入值切換開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生比例于輸入的電流(或電壓)，其中設(shè)置值與輸出電流之間的線性關(guān)系，參見(jiàn)下圖7。利用可控硅的相角控制原理(在電壓的的半個(gè)周期內(nèi)，控制導(dǎo)通角a，來(lái)進(jìn)行電壓(Tl00%的調(diào)節(jié)，參見(jiàn)下圖8，)根據(jù)輸入模擬量電流，實(shí)際輸出電壓與線電壓百分比參見(jiàn)圖9。根據(jù)圖9的百分比圖，可知將一定的DA模塊的模擬電流輸入到可控硅的控制端，即可進(jìn)行電壓的調(diào)節(jié)，具體接線方式詳見(jiàn)圖2，可控硅的控制端為圖2中P3、P4接線端子，將模擬電流輸出的I+、COM端子與其相連接。按照本發(fā)明的線性比例方法，在電磁片焊接過(guò)程中，采用線性比例算法，控制可控硅的控制端的電流，來(lái)控制可控硅的輸出電壓，以來(lái)達(dá)到控制紅外燈管兩端的電壓，以達(dá)到控制燈管的焊接功率，最終影響到焊接溫度，溫度控制中，按照?qǐng)D10的升溫斜率去進(jìn)行升溫以及冷卻，并根據(jù)電磁片的特性，通過(guò)調(diào)整升溫時(shí)間，升溫的斜率也可進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，相應(yīng)的通過(guò)調(diào)整降溫T3的時(shí)間，降溫的斜率也相應(yīng)的進(jìn)行了調(diào)整。實(shí)施例一I.硬件配置控制端三菱 Q04UDHCPU+Q608DAIN操作界面威綸通MT8150X輸出端施耐德MCPC242 焊接燈管ATNLB-BS360N-22 軟件環(huán)境1. GX-Works22. EasyBuilder80003.硬件配線圖詳見(jiàn)圖2在GX_Works2環(huán)境中，首先Ims加熱冷卻值的設(shè)定將升溫時(shí)間與冷卻降溫時(shí)間的解析度定位lmS，那么ImS的升溫值=(加熱設(shè)定值-預(yù)熱冷卻設(shè)定值)/升溫時(shí)間。ImS的冷卻值=(加熱設(shè)定值-預(yù)熱冷卻設(shè)定值)/冷卻時(shí)間。數(shù)值設(shè)定轉(zhuǎn)換為功率的設(shè)定假設(shè)數(shù)值為X，根據(jù)圖7中的線性關(guān)系，可得出輸出的電流值I=X*16/12000+4(mA)，在有圖9中可控硅的電流電壓比，可知輸出電壓U= (1-4)/16*220，那么功率值 P=U*U/220/220*100%=X*X/144000000功率設(shè)定轉(zhuǎn)化為數(shù)值設(shè)定假設(shè)功率設(shè)置為P，由歐姆定律可知，電壓U2=P*220*220根據(jù)圖9中的控制電流與輸出電壓直接的關(guān)系，可得I=U/220*16+4，由圖7中的電流與設(shè)置數(shù)值之間的關(guān)系，可得設(shè)置值X=SQRT (P/100) *12000加熱中的循環(huán)控制加熱中的循環(huán)控制為利用數(shù)據(jù)寄存器D3020，進(jìn)行反復(fù)輸入值，然后對(duì)D3020的值進(jìn)行判斷，來(lái)決定是否允許之后的程序，在加熱運(yùn)行中，以ImS為單位，反復(fù)對(duì)加熱設(shè)定值進(jìn)行遞增，當(dāng)升溫加熱時(shí)間到達(dá)時(shí)，直接將加熱設(shè)定值賦值給加熱值。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基于線性比例控制的電池片焊接電路，其特征在于，包括變壓器、模擬量輸出控制模塊、可控硅和紅外燈管，所述變壓器將連接所述模擬量輸出控制模塊和所述可控硅，所述模擬量輸出控制模塊連接所述可控硅，所述可控硅的輸出端連接所述紅外燈管的一端，所述紅外燈管的另一端連接市電；所述可控硅根據(jù)所述模擬量輸出控制模塊輸入的不同電流信號(hào)，對(duì)輸出到所述紅外燈管的電壓進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于線性比例控制的電池片焊接電路，其特征在于，所述模擬量輸出控制模塊可輸出r20mA的電流信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于線性比例控制的電池片焊接電路，其特征在于，所述可控硅將220V市電進(jìn)行(T220V電壓的轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于線性比例控制的電池片加熱方法，其特征在于，所述紅外燈管先對(duì)電池片進(jìn)行預(yù)熱，然后按線形進(jìn)行升溫直到達(dá)到預(yù)設(shè)的高溫度，進(jìn)而在此溫度下進(jìn)行焊接，焊接完后所述紅外燈管線形降溫直到達(dá)到預(yù)設(shè)的低溫度，最后對(duì)該電池片進(jìn)行冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了基于線性比例控制的電池片焊接電路，包括變壓器、模擬量輸出控制模塊、可控硅和紅外燈管，所述變壓器將連接所述模擬量輸出控制模塊和所述可控硅，所述模擬量輸出控制模塊連接所述可控硅，所述可控硅的輸出端連接所述紅外燈管的一端，所述紅外燈管的另一端連接市電；所述可控硅根據(jù)所述模擬量輸出控制模塊輸入的不同電流信號(hào)，對(duì)輸出到所述紅外燈管的電壓進(jìn)行控制，采用本發(fā)明的控制方式，可以實(shí)現(xiàn)溫度平滑的控制，有效的控制了由于焊接過(guò)程中，產(chǎn)生的電池片破碎、隱裂等現(xiàn)象，從數(shù)據(jù)上來(lái)說(shuō)，破片率從原有的8%的破片率→3%并且提高了焊接的可靠性、穩(wěn)定性，一定程度上提高了組件的品質(zhì)。
文檔編號(hào)B23K3/04GK102699471SQ20121019029
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者張承業(yè) 申請(qǐng)人:康奮威科技(杭州)有限公司