V distribuovaných fotovoltaických systémoch je fotovoltaický mikroinvertorový obvod kľúčovým komponentom na dosiahnutie efektívnej premeny a stabilného výstupu solárnej energie. Je to ako „neurónová sieť“ mikro invertora, ktorá spája fotovoltaické moduly s elektrickou sieťou. Dokončuje nielen premenu foriem elektrickej energie, ale zabezpečuje aj spoľahlivú prevádzku celého systému v zložitých prostrediach. Jeho výkon priamo určuje efektivitu výroby energie a úroveň bezpečnosti fotovoltaického systému.
1, Hlavné komponenty: Multimodulové kolaboratívne „centrum premeny energie“
Zloženie dosky plošných spojov pre fotovoltaické mikro invertory sa točí okolo „efektívneho spracovania energie“, s jasnou deľbou práce a úzkou koordináciou medzi jednotlivými modulmi obvodu. Medzi nimi je jadrom oblasť obvodu konverzie energie, ktorá je zodpovedná za konverziu jednosmernej elektriny generovanej fotovoltaickými modulmi na striedavú elektrinu, ktorá spĺňa štandardy siete prostredníctvom špecifickej topológie obvodu. Tento proces vyžaduje presné usporiadanie obvodov, aby sa dosiahlo stabilné riadenie napätia a prúdu, čím sa zabezpečí, že kvalita napájania spĺňa normy.
Oblasť vzorkovacieho a detekčného obvodu je zodpovedná za funkciu „snímania“ s vyhradenými rozhraniami snímačov a podpornými obvodmi na zhromažďovanie výstupných parametrov fotovoltaického modulu v reálnom čase-, údajov o teplote dosky plošných spojov a stavu pripojenia k sieti, ktoré poskytujú základ signálu pre následnú prevádzku a nastavenie. Napríklad, keď výstupný výkon fotovoltaického modulu kolíše, táto oblasť dokáže zachytiť zmeny hneď po prvýkrát a prenášať presné signály nastavenia.
Oblasť riadiacich a riadiacich obvodov je „rozhodovacie{0}}centrum a vykonávacie centrum“, ktoré je vyhradené na inštaláciu mikrokontrolérov alebo digitálnych signálových procesorov a je vybavené periférnymi pomocnými obvodmi. Na základe údajov prenášaných vzorkovacím obvodom je možné generovať riadiace pokyny podľa prednastavených algoritmov na riadenie obvodu konverzie energie na úpravu pracovného stavu. Areál je zároveň vybavený obvodmi komunikačného rozhrania, ktoré umožňujú nahrávanie údajov a vzdialené monitorovanie, čo umožňuje personálu prevádzky a údržby v reálnom-čase pochopiť prevádzkový stav dosiek plošných spojov.
Okrem toho je oblasť ochranného obvodu „bezpečnostnou bariérou“ dosky plošných spojov, vrátane obvodov pre prepäťovú, nadprúdovú, prehrievaciu a ostrovnú ochranu. Ak dôjde k abnormalite v napájacej sieti (ako je náhly nárast alebo pokles napätia) alebo keď je teplota samotnej dosky plošných spojov príliš vysoká, ochranný obvod môže rýchlo spustiť ochranný mechanizmus, prerušiť nebezpečný obvod alebo upraviť prevádzkové parametre, aby sa predišlo poškodeniu dosky plošných spojov a bezpečnostným nehodám.
2, Prepojenie na spracovanie: "Jemný výrobný proces" na zabezpečenie výkonu
Spracovanie dosky plošných spojov s fotovoltaickým mikro invertorom vyžaduje extrémne vysokú presnosť a stabilitu procesu a riadenie každého spoja priamo ovplyvňuje konečný výkon. Je potrebné ho dokončiť prostredníctvom viacnásobnej jemnej koordinácie procesov so zameraním na výrobu a spracovanie samotnej dosky plošných spojov počas celého procesu.
(1) Výber a predúprava substrátu
Prvým krokom pri spracovaní je výber substrátu, ktorý by sa mal skombinovať s vonkajšími prevádzkovými charakteristikami fotovoltaického systému, aby sa vybrali substráty PCB s vysokou a nízkou teplotnou odolnosťou, odolnosťou proti korózii, silnou izoláciou a vynikajúcim výkonom pri odvádzaní tepla. Bežné podkladové materiály by mali uprednostňovať zachovanie štrukturálnej stability v dlhodobom -vysokom{2}}teplotnom prostredí a zároveň mať dobrú mechanickú pevnosť, aby sa zabránilo deformácii podkladu alebo zníženiu výkonu spôsobenému zmenami vonkajšieho prostredia. Po výbere substrátu je potrebná predbežná{4}}úprava: najprv odstráňte olej a nečistoty na povrchu substrátu chemickým čistiacim procesom a potom použite mechanické leštenie na zlepšenie drsnosti povrchu, zlepšenie priľnavosti medzi nasledujúcim obvodom a substrátom a položenie dobrého základu pre výrobu obvodu.
(2) Linková výroba a grafický transfer
Výroba obvodov je základným procesom spracovania dosiek plošných spojov, ktoré si vyžaduje presný prenos dokončených vzorov obvodov na povrch substrátu pomocou technológie fotolitografie. Najprv rovnomerne natrite povrch substrátu fotorezistom a použite profesionálne zariadenie na kontrolu hrúbky a rovnomernosti náteru, aby ste zabezpečili efekt fotolitografie; Následne sa vzor obvodu presne premietne na fotorezist pomocou expozičného stroja a čas a intenzita expozície sú prísne kontrolované, aby sa zabezpečila jasnosť vzoru; Ďalej sa vykoná proces vyvolávania na odstránenie neexponovaného fotorezistu, čo vedie k jasnému obrysu vzoru obvodu na povrchu substrátu; Nakoniec sa technológia galvanického pokovovania používa na nanesenie kovovej vrstvy (zvyčajne medi) na grafickú plochu, aby sa vytvorili vodivé čiary. Počas procesu je potrebná presná kontrola prúdu a času galvanického pokovovania, aby sa zabezpečila rovnomerná hrúbka a stabilná vodivosť vedení a aby sa predišlo poruchám prenosu signálu medzi modulmi v dôsledku odchýlok vedenia.
(3) Vŕtanie a pokovovanie otvorov
Na dosiahnutie prepojenia obvodov medzi rôznymi vrstvami dosky plošných spojov je potrebné vŕtanie a pokovovanie otvorov. Po prvé, v súlade s požiadavkami použite vysokopresnú CNC vŕtačku na vyvŕtanie otvorov na určenom mieste na substráte, prísne kontrolujte veľkosť otvoru a presnosť polohy otvoru a zabezpečte, aby poloha otvoru zodpovedala požiadavkám na následnú inštaláciu komponentov a spojenie medzi vrstvami; Po dokončení vŕtania sa na stenu otvoru nanesie tenká vrstva medi pomocou procesu chemického nanášania medi a potom sa zahustí galvanickým pokovovaním, aby bol otvor vodivý a dosiahlo sa elektrické spojenie medzi rôznymi vrstvami obvodu. Počas procesu je potrebné kontrolovať hrúbku a rovnomernosť nanášania medi, aby sa predišlo problémom, ako je absencia medi na stene otvoru alebo oddelenie medenej vrstvy, čím sa zabezpečí stabilný prenos signálu medzi vrstvami.
(4) Proces povrchovej úpravy
Na zlepšenie odolnosti dosiek plošných spojov proti korózii, opotrebeniu a spoľahlivosti zvárania je potrebná povrchová úprava. Bežné procesy zahŕňajú nanášanie zlata, pokovovanie cínom, striekanie cínu atď.: Proces nanášania zlata môže na povrchu dosky plošných spojov vytvoriť jednotnú vrstvu zlata s vynikajúcou vodivosťou a odolnosťou voči oxidácii, ktorá je vhodná pre oblasti obvodov s vysokou -presnosťou; Proces pocínovania vytvára na povrchu vrstvu cínu, čo je nákladovo-efektívne a môže účinne zabrániť oxidácii medenej vrstvy; Proces striekania cínu využíva vyrovnávanie horúcim vzduchom na vytvorenie hladkej vrstvy zliatiny cínu a olova na povrchu, čím sa zvyšuje odolnosť proti opotrebovaniu. Počas spracovania je potrebné kontrolovať hrúbku a rovnomernosť náteru, aby sa zabezpečilo, že výkon povrchu spĺňa požiadavky na dlhodobé-použitie v exteriéri.
(5) Tvarovanie a úprava hrán
Po dokončení obvodu a povrchovej úpravy je potrebné vytvoriť a spracovať dosku plošných spojov. Podľa veľkosti použite CNC dierovacie stroje alebo laserové rezacie zariadenie na rezanie substrátu do požadovaného tvaru, prísne kontrolujte presnosť tvarovania a zabezpečte, aby bola chyba veľkosti v povolenom rozsahu; Po vytvarovaní sa vykoná úprava hrán, aby sa odstránili otrepy a ostré rohy na hranách dosky. Hrany sú vyhladené procesmi brúsenia alebo skosenia, aby sa predišlo poškodeniu iných komponentov v dôsledku ostrých hrán počas následnej inštalácie a zároveň sa zlepšila celková mechanická stabilita dosky plošných spojov.
(6) Testovanie a kontrola kvality
Celý proces spracovania vyžaduje niekoľko kôl kontroly, aby sa zabezpečila kvalita dosky plošných spojov. Po prvé, po dokončení každého procesu sa vykonávajú špeciálne kontroly: po výrobe obvodu sa používa optické kontrolné zariadenie na kontrolu, či v obvode nie sú skraty, otvorené obvody, odchýlky šírky čiary a iné problémy; Po vŕtaní skontrolujte presnosť otvoru a polohy otvoru; Po povrchovej úprave zmerajte hrúbku a priľnavosť náteru. Konečný produkt musí prejsť testovaním elektrického výkonu vrátane testovania izolačného odporu, testovania vodivosti atď., aby sa overilo, či je funkcia obvodu normálna; Súčasné predbežné testovanie prispôsobivosti prostredia, simulácia vonkajšieho prostredia, ako je vysoká teplota, nízka teplota a vlhké teplo, na kontrolu stability výkonu dosiek plošných spojov v extrémnych podmienkach, pričom sa zabezpečí, že každá doska plošných spojov spĺňa prevádzkové požiadavky fotovoltaického systému.
3, Aplikačná hodnota: Podpora „účinnosti a bezpečnosti“ fotovoltaických systémov
V distribuovaných fotovoltaických systémoch sa aplikačná hodnota dosiek plošných spojov s mikro invertorom odráža hlavne v dvoch aspektoch: po prvé, zlepšenie účinnosti výroby energie systému a po druhé, zabezpečenie bezpečnosti prevádzky systému.
Z hľadiska efektívnosti výroby energie musia tradičné centralizované invertory agregovať a konvertovať výstupy viacerých fotovoltaických modulov. Ak je jeden z modulov upchatý alebo nefunkčný, ovplyvní to výstupný výkon celého reťazca; Mikro invertor zodpovedá jedinému fotovoltaickému modulu a každá doska plošných spojov nezávisle poskytuje podporu pre premenu energie modulu. Pri precíznom usporiadaní obvodov každý modul pracuje na svojom maximálnom výkonovom bode, čím sa vyhýba stratám účinnosti spôsobeným "sudovým efektom".
Z hľadiska prevádzkovej bezpečnosti je rozhodujúci ochranný obvod dosky plošných spojov. Napríklad, keď je elektrická sieť prerušená, ochranný obvod s ostrovným efektom môže rýchlo zistiť stav straty energie v elektrickej sieti, prerušiť nebezpečný okruh, zabrániť prenosu elektrickej energie do elektrickej siete a zaistiť bezpečnosť personálu údržby; Ochranný obvod proti prehriatiu môže upraviť stav činnosti obvodu, keď je teplota dosky plošných spojov príliš vysoká, čím sa zabráni poškodeniu dosky plošných spojov v dôsledku prehriatia. Okrem toho môže komunikačný obvod na doske plošných spojov nahrávať prevádzkové údaje-v reálnom čase, čo umožňuje personálu prevádzky a údržby rýchlo odhaliť potenciálne chyby (ako je starnutie linky a znížený izolačný výkon), vykonať údržbu vopred a znížiť prestoje systému.