برد مدار میکرو اینورتر فتوولتائیک

در سیستم های فتوولتائیک توزیع شده، برد مدار میکرو اینورتر فتوولتائیک جزء کلیدی برای دستیابی به تبدیل کارآمد و خروجی پایدار انرژی خورشیدی است. این مانند "شبکه عصبی" یک میکرو اینورتر است که ماژول های فتوولتائیک را به شبکه برق متصل می کند. این نه تنها تبدیل فرم های انرژی الکتریکی را تکمیل می کند، بلکه عملکرد قابل اعتماد کل سیستم را در محیط های پیچیده تضمین می کند. عملکرد آن به طور مستقیم بازده تولید برق و سطح ایمنی سیستم فتوولتائیک را تعیین می کند.

1، اجزای اصلی: چند ماژول مشترک "مرکز تبدیل انرژی"

ترکیب برد pcb برای میکرو اینورترهای فتوولتائیک حول "پردازش انرژی کارآمد" با تقسیم کار واضح و هماهنگی نزدیک بین هر ماژول مدار است. در میان آنها، ناحیه مدار تبدیل توان، هسته است که وظیفه تبدیل الکتریسیته DC تولید شده توسط ماژول های فتوولتائیک به برق AC را بر عهده دارد که استانداردهای شبکه را از طریق یک توپولوژی مدار خاص مطابقت دارد. این فرآیند برای دستیابی به کنترل پایدار ولتاژ و جریان نیاز به چیدمان دقیق مدار دارد و اطمینان حاصل می کند که کیفیت توان مطابق با استانداردها است.

ناحیه مدار نمونه برداری و تشخیص مسئول عملکرد "حسگر" است، با رابط های حسگر رزرو شده و مدارهای پشتیبانی برای{0}جمع آوری واقعی پارامترهای خروجی ماژول فتوولتائیک، داده های دمای برد PCB و وضعیت اتصال به شبکه، که مبنای سیگنال را برای عملیات و تنظیم بعدی فراهم می کند. به عنوان مثال، هنگامی که توان خروجی ماژول فتوولتائیک در نوسان است، این ناحیه می تواند تغییرات را در اولین بار ثبت کند و سیگنال های تنظیم دقیق را ارسال کند.

ناحیه مدار کنترل و درایو «مرکز تصمیم‌گیری-» است، که برای نصب میکروکنترلرها یا پردازنده‌های سیگنال دیجیتال اختصاص یافته و مجهز به مدارهای کمکی جانبی است. بر اساس داده‌های ارسال شده توسط مدار نمونه‌برداری، دستورالعمل‌های کنترلی را می‌توان طبق الگوریتم‌های از پیش تعیین‌شده تولید کرد تا مدار تبدیل توان را برای تنظیم حالت کار به حرکت درآورد. در عین حال، این منطقه همچنین به مدارهای رابط ارتباطی برای دستیابی به آپلود داده ها و نظارت از راه دور مجهز شده است، که به پرسنل عملیات و تعمیر و نگهداری اجازه می دهد تا{3}}وضعیت عملکرد بردهای PCB را در زمان واقعی درک کنند.

علاوه بر این، ناحیه مدار حفاظتی "سد ایمنی" برد PCB است، از جمله مدارهایی برای اضافه ولتاژ، جریان بیش از حد، گرمای بیش از حد و حفاظت جزیره ای. هنگامی که یک ناهنجاری در شبکه برق وجود دارد (مانند افزایش یا افت ناگهانی ولتاژ) یا زمانی که دمای خود برد PCB خیلی زیاد است، مدار حفاظتی می تواند به سرعت مکانیسم حفاظتی را فعال کند، مدار خطرناک را قطع کند یا پارامترهای عملیاتی را تنظیم کند تا از آسیب برد pcb و حوادث ایمنی جلوگیری شود.

2، پیوند پردازش: "فرایند تولید خوب" برای اطمینان از عملکرد

پردازش برد pcb میکرو اینورتر فوتوولتائیک به دقت و پایداری بسیار بالایی در فرآیند نیاز دارد و کنترل هر پیوند مستقیماً بر عملکرد نهایی تأثیر می گذارد. باید از طریق هماهنگی چندین فرآیند خوب، با تمرکز بر ساخت و پردازش خود برد PCB در طول فرآیند تکمیل شود.

(1) انتخاب بستر و پیش تصفیه

اولین مرحله در پردازش، انتخاب بستر است، که باید با ویژگی‌های عملکرد بیرونی سیستم فتوولتائیک ترکیب شود تا بسترهای PCB با مقاومت در برابر دمای بالا و پایین، مقاومت در برابر خوردگی، عایق قوی و عملکرد عالی در اتلاف حرارت انتخاب شود. مصالح زیرلایه معمولی باید حفظ پایداری ساختاری در محیط‌های-درازمدت با دمای بالا-در حالی که دارای استحکام مکانیکی مناسبی هستند را در اولویت قرار دهند تا از تغییر شکل بستر یا تخریب عملکرد ناشی از تغییرات محیطی در فضای باز جلوگیری شود. پس از انتخاب زیرلایه، قبل{4}}تصفیه مورد نیاز است: ابتدا روغن و ناخالصی های سطح زیرلایه را از طریق فرآیند تمیز کردن شیمیایی پاک کنید و سپس از پولیش مکانیکی برای بهبود زبری سطح، افزایش چسبندگی بین مدار بعدی و زیرلایه استفاده کنید و پایه مناسبی برای ساخت مدار ایجاد کنید.

(2) تولید خط و انتقال گرافیک

ساخت مدار فرآیند اصلی پردازش برد PCB است که نیاز به انتقال دقیق الگوهای مدار تکمیل شده به سطح زیرلایه از طریق فناوری فوتولیتوگرافی دارد. در مرحله اول، سطح زیرلایه را به طور یکنواخت با فوتوریست بپوشانید و از تجهیزات حرفه ای برای کنترل ضخامت و یکنواختی پوشش برای اطمینان از اثر فوتولیتوگرافی استفاده کنید. متعاقباً، الگوی مدار به طور دقیق از طریق یک دستگاه نوردهی بر روی مقاومت نوری نمایش داده می شود و زمان و شدت نوردهی به شدت کنترل می شود تا از وضوح الگو اطمینان حاصل شود. در مرحله بعد، فرآیند توسعه برای حذف نور مقاوم در معرض نور انجام می شود، که منجر به یک طرح کلی الگوی مدار واضح بر روی سطح بستر می شود. در نهایت، از فناوری آبکاری برای رسوب یک لایه فلزی (معمولا مس) در ناحیه گرافیکی برای تشکیل خطوط رسانا استفاده می شود. در طول فرآیند، کنترل دقیق جریان و زمان آبکاری برای اطمینان از ضخامت یکنواخت و رسانایی پایدار خطوط، و جلوگیری از خرابی‌های انتقال سیگنال بین ماژول‌ها به دلیل انحراف خط، مورد نیاز است.

(3) حفاری و متالیزاسیون سوراخ

برای دستیابی به اتصالات مداری بین لایه های مختلف برد PCB، مته کاری و عملیات متالیزاسیون سوراخ مورد نیاز است. در مرحله اول، با توجه به الزامات، از یک دستگاه حفاری CNC با دقت بالا برای سوراخ کردن در موقعیت تعیین شده روی بستر استفاده کنید، اندازه سوراخ و دقت موقعیت سوراخ را به شدت کنترل کنید و اطمینان حاصل کنید که موقعیت سوراخ با الزامات نصب اجزای بعدی و اتصال بین لایه مطابقت دارد. پس از اتمام حفاری، یک لایه نازک از مس از طریق فرآیند رسوب شیمیایی مس روی دیواره سوراخ رسوب می‌کند و سپس با آبکاری الکتریکی ضخیم می‌شود تا سوراخ رسانا شود و اتصال الکتریکی بین لایه‌های مدار مختلف حاصل شود. در طول فرآیند، ضخامت و یکنواختی رسوب مس باید کنترل شود تا از مشکلاتی مانند عدم وجود مس روی دیوار سوراخ یا جدا شدن لایه مسی جلوگیری شود و از انتقال سیگنال پایدار بین لایه ها اطمینان حاصل شود.

(4) فرآیند تصفیه سطح

برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش و قابلیت اطمینان جوش تخته‌های PCB، عملیات سطح مورد نیاز است. فرآیندهای متداول عبارتند از رسوب طلا، آبکاری قلع، پاشش قلع و غیره: فرآیند رسوب طلا می‌تواند یک لایه طلای یکنواخت را بر روی سطح برد PCB، با رسانایی عالی و مقاومت در برابر اکسیداسیون، مناسب برای مناطق مدار-با دقت بالا تشکیل دهد. فرآیند آبکاری قلع یک لایه قلع بر روی سطح تشکیل می دهد که مقرون به صرفه است و می تواند به طور موثر از اکسید شدن لایه مس جلوگیری کند. فرآیند پاشش قلع از تراز کردن هوای گرم برای تشکیل یک لایه صاف از آلیاژ سرب قلع بر روی سطح استفاده می کند و مقاومت به سایش را افزایش می دهد. در طول پردازش، لازم است ضخامت و یکنواختی پوشش کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که عملکرد سطح با الزامات برای استفاده طولانی مدت در فضای باز مطابقت دارد.

(5) شکل دهی و درمان لبه

پس از تکمیل مدار و عملیات سطح، برد PCB باید تشکیل و پردازش شود. با توجه به اندازه، از دستگاه های پانچ CNC یا تجهیزات برش لیزری برای برش بستر به شکل دلخواه استفاده کنید، دقت شکل گیری را به شدت کنترل کنید و اطمینان حاصل کنید که خطای اندازه در محدوده مجاز است. پس از شکل‌گیری، لبه‌کاری برای از بین بردن سوراخ‌ها و گوشه‌های تیز روی لبه‌های تخته انجام می‌شود. لبه ها از طریق فرآیندهای سنگ زنی یا پخ زدن صاف می شوند تا از آسیب دیدن سایر اجزا به دلیل لبه های تیز در حین نصب بعدی جلوگیری شود و در عین حال ثبات مکانیکی کلی برد PCB بهبود یابد.

(6) تست و کنترل کیفیت

کل فرآیند پردازش نیاز به چندین دور بازرسی برای اطمینان از کیفیت برد PCB دارد. در مرحله اول، بازرسی های ویژه پس از تکمیل هر فرآیند انجام می شود: پس از تولید مدار، از تجهیزات بازرسی نوری برای بررسی اینکه آیا مدارهای کوتاه، مدارهای باز، انحرافات عرض خط و سایر مسائل در مدار وجود دارد یا خیر استفاده می شود. دقت دیافراگم و موقعیت سوراخ را پس از حفاری بررسی کنید. ضخامت و چسبندگی پوشش را پس از عملیات سطحی اندازه گیری کنید. محصول نهایی باید تحت آزمایش عملکرد الکتریکی، از جمله تست مقاومت عایق، تست هدایت و غیره قرار گیرد تا بررسی شود که آیا عملکرد مدار طبیعی است یا خیر. انجام همزمان پیش آزمایش سازگاری محیطی، شبیه‌سازی محیط‌های بیرونی مانند دمای بالا، دمای پایین و گرمای مرطوب، برای بررسی پایداری عملکرد بردهای PCB در شرایط شدید، اطمینان از اینکه هر برد PCB الزامات عملیاتی سیستم فتوولتائیک را برآورده می‌کند.

3، ارزش کاربردی: ارتقای "کارایی و ایمنی" سیستم های فتوولتائیک

در سیستم‌های فتوولتائیک توزیع‌شده، ارزش کاربرد بردهای pcb میکرو اینورتر فتوولتائیک عمدتاً در دو جنبه منعکس می‌شود: اول، بهبود راندمان تولید برق سیستم، و دوم، اطمینان از ایمنی عملکرد سیستم.

از منظر بهره وری تولید برق، اینورترهای متمرکز سنتی نیاز به تجمیع و تبدیل خروجی های چندین ماژول فتوولتائیک دارند. اگر یکی از ماژول ها مسدود شود یا عملکرد نادرست داشته باشد، بر توان خروجی کل رشته تأثیر می گذارد. میکرو اینورتر مربوط به یک ماژول فتوولتائیک منفرد است و هر برد PCB به طور مستقل از تبدیل انرژی ماژول پشتیبانی می کند. با چیدمان مدار دقیق، هر ماژول در نقطه حداکثر توان خود عمل می کند و از تلفات بازده ناشی از "اثر بشکه" جلوگیری می کند.

از منظر ایمنی عملیاتی، مدار حفاظتی برد PCB بسیار مهم است. به عنوان مثال، هنگامی که شبکه برق قطع می شود، مدار حفاظتی اثر جزیره ای می تواند به سرعت وضعیت تلفات برق شبکه برق را تشخیص دهد، مدار خطرناک را قطع کند، از انتقال انرژی الکتریکی به شبکه برق جلوگیری کند و از ایمنی پرسنل تعمیر و نگهداری اطمینان حاصل کند. مدار حفاظت از دمای بیش از حد می تواند وضعیت عملکرد مدار را در زمانی که دمای برد pcb خیلی زیاد است تنظیم کند و از آسیب دیدن برد PCB به دلیل گرم شدن بیش از حد جلوگیری کند. علاوه بر این، مدار ارتباطی روی برد PCB می‌تواند داده‌های عملیاتی{2}در زمان واقعی را آپلود کند، و به پرسنل عملیات و تعمیر و نگهداری اجازه می‌دهد تا فوراً خطاهای احتمالی (مانند قدیمی شدن خط و کاهش عملکرد عایق) را شناسایی کنند، از قبل تعمیرات را انجام دهند و زمان خرابی سیستم را کاهش دهند.