具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。

参照图1和图2所示，本发明提供了一种脉冲太阳光模拟器，包括电控模块、暗室20及脉冲光源10；暗室20为内部涂有吸光涂层的封闭腔体，用于提供光路通道并吸收有效辐照面之外的光线；脉冲光源10安装在暗室20的一端，用于作为模拟太阳光的光源，暗室20的另一端用于作为待测太阳能电池组件的测试面；脉冲光源10包括四个结构相同且对称分布的脉冲氙灯组件，每个脉冲氙灯组件均包括一个氙灯管2；暗室20内部还设置有若干个挡光光阑21；电控模块包括脉冲控制模块及测试控制模块，脉冲控制模块用于控制并监测脉冲光源10的工作，测试控制模块用于采集待测太阳能电池组件的相关数据，以完成测试。

进一步参照图3a和图3b所示，暗室20内部可设置两个挡光光阑21，用于拦截大角度的光线，以使得暗室20内的光路如图2所示，最终在测试面上形成2m*3m的光斑；暗室20内部的吸光涂层为黑色涂层，用于吸收300nm～1800nm光线，杜绝发散光线通过多路反射到辐照面，防止干扰。

进一步参照图4和图5所示，每个脉冲氙灯组件包括灯罩1、氙灯管2、反光体3、绝缘板4及两个灯座5；灯罩1为长方体结构，灯罩1的顶面开设有出光口，绝缘板4固定在灯罩1内部的底面上，两个灯座5分别固定在绝缘板4的上方两侧，氙灯管2的两端分别与两个灯座5电连接，且两个灯座5与脉冲控制模块电连接，反光体3固定在绝缘板4的上方中部，且反光体3的上方形成有凹槽，氙灯管2安装在反光体3的凹槽内；绝缘板4可采用高绝缘耐压耐热电木板材料制成，以确保安全运行。

氙灯管2可采用图示的长弧氙灯，在一个具体实施例中，氙灯管2的输出光脉冲正常为10ms，最大可以达到20ms；在10ms的脉冲时间内平均的输出光功率为150000W。该氙灯管2可以以15S的时间间隔进行发光，正常使用寿命大概可以达到60000次。此氙灯管2的瞬间注入电流达到：500-600A，电压：500V-800V。

优选地，每个脉冲氙灯组件还包括标片盒6，标片盒6固定安装在灯罩1内部的一个侧面上，标片盒6内安装有标准太阳能电池片16及温度传感器，标准太阳能电池片16及温度传感器均与外部的控制设备电连接；标片盒6的安装侧的表面上开设有多个散热孔，灯罩1的表面上开设有散热口，散热口的位置与标片盒6的散热孔的位置对应；标片盒6朝向灯罩1内部的一侧的表面上安装有弱光片7。

标片盒6中的标准太阳能电池片16，作为氙灯管2恒光的重要反馈传感器，其目的是为了减少不同的氙灯管2之间的干扰，保证氙灯管2辐照度稳定性。但是，由于标准太阳能电池片16靠近氙灯管2，其接受到的辐照度为数千瓦每平方米，如果直接暴露在外，标准太阳能电池片16的寿命会大大缩减；因此，本发明在标准太阳能电池片16前设置了弱光片7，以进行减光处理，弱光片7可选用采用金属蒸镀工艺的中性全波段衰减滤光片，且通过率控制在10％左右；标片盒6中还另外设置了温度传感器，以实现温度反馈，并通过散热孔进行散热。

优选地，每个脉冲氙灯组件还包括两个散热风扇8，两个散热风扇8分别安装在灯罩1内部的两个侧面上，且灯罩1用于安装散热风扇8的两个侧面上均开设有多个散热孔。通过设置两个散热风扇8以进行风冷散热，避免氙灯2过热。

优选地，每个脉冲氙灯组件还包括安装在灯罩1的出光口处的若干个滤光片9。滤光片9可为图示的三个，且三个滤光片9整体通过一个安装结构，安装在灯罩1的出光口处。且滤光片9可通过螺丝结构进行拆换。

进一步参照图6和图7所示，脉冲光源10还包括外壳11以及安装在外壳11上的底板12、透光玻璃13、光阑14，四个脉冲氙灯组件均安装在外壳11内部；四个脉冲氙灯组件的底面均安装在底板12上，且四个脉冲氙灯组件对称分布，每个脉冲氙灯组件的长度方向均与底板12的一个侧边平行；透光玻璃13及光阑14均安装在与底板12相对的一侧，且光阑14安装在透光玻璃13的外侧，光阑14用于提升出光的均匀性；透光玻璃13的数量可为图示的三个，并安装在外壳11端部的框架结构中。

本发明提供的太阳光模拟器，其脉冲光源10采用四氙灯设计，可将辐照面积提高到2*3米，能够满足航空航天级太阳电池组件的测试需求；辐照度为1367W/m2，电压最大到200V，电流最大到20A。每个脉冲氙灯组件均能够能单独控制及调节，且每个脉冲氙灯组件的控制回路是相同的，降低了设备的复杂度，保证设备工作的可靠性，不同的脉冲氙灯组件之间的工作协调由脉冲控制模块完成。

可以理解的是，图1中示出了一个中控机和两个电容柜；脉冲控制模块及测试控制模块可公用一个主控平台，主控平台可由中控机和采集卡组成，是整机的核心控制部分，主要完成指令发送、数据处理、测试显示、数据记录、接口控制等任务，以实现整个设备的控制及数据处理和结果显示功能。脉冲控制模块的主要硬件部分可安装在一个电容柜中，具体用于完成电源升压变换、储能部件储能控制、氙灯高压触发、脉冲输出控制等功能。测试控制模块的主要硬件部分可安装在另一个电容柜中，具体用于完成光强辐照度、温度检测及待测太阳能电池组件的伏安特性测试。

进一步参照图8所示，脉冲控制模块包括主控模块100、氙灯驱动模块400、储能模块200及触发模块300。

具体地，对于脉冲控制模块，可通过485通信方式设置储能模块电压，氙灯驱动电流，准备和待机状态等；同时提供IO控制接口，可通过IO控制脉冲闪光时长及闪灯时序。

主控模块100分别与氙灯驱动模块400、储能模块200及触发模块300连接，主控模块100用于接收外部接口信号，并向其他各模块发送控制指令，以及采集其他各模块产生的各类信号。主控模块100即为图1中示出的主控平台，作为控制中心，由脉冲控制模块与测试控制模块公用；可设计7寸触摸屏，用于参数设置及状态监测，方便查看该脉冲太阳光模拟器实时运行状态及电流电压等参数。

氙灯驱动模块400包括四个氙灯驱动子模块401及对应的四个恒流控制电路402，每个恒流控制电路402用于根据标准太阳能电池片16反馈的光强信号以及主控模块100提供的基准信号，控制对应的氙灯驱动子模块401输出电流到对应的氙灯管2。不同的脉冲氙灯组件的恒定光强控制，是通过光负反馈控制来实现的，即通过采样氙灯管2输出的光强作为反馈信号，控制氙灯管2的工作电流，来实现氙灯管2输出光强的稳定性。通过取样氙灯管2输出的光强信号，通过负反馈方式直接反馈到源端的恒流控制电路402，屏蔽了整个控制回路中的干扰，从而精准地控制氙灯管2输出光强的稳定性。

储能模块200包括四组超级电容组201，触发模块300包括四个触发单元301，每个触发单元301从对应的超级电容组201取电，用于产生高压脉冲，以点亮对应的氙灯管2。

储能模块200具体还包括充电回路和放电回路，充电回路中可包括升压电路，考虑到氙灯2的工作和触发电压要求，升压倍率可设定为2.5倍，输出峰值电压为直流777V，以为超级电容组201充电。由于氙灯工作电压高且耗能较大，采用多个超级电容串并联以形成超级电容组201来实现储能，电容充电采用PWM脉宽调制方式来控制充电回路电流，同时在充电回路设置有电流互感器，实时监测充电电流大小，来保证电容充电和工作的可靠性。超级电容组401分为四组，分别为四个氙灯2供电，且能独立控制打开和关断，当单个氙灯故障时，不会影响其他氙灯。放电回路用于当设备关机停止运行时，需要将超级电容组的电释放，以保证安全，其放电的方式有3种：a、控制板控制IGBT放电；b、设备总电源断电后NC触点吸合，电容放电；c、电容正负极连接有100K/10W的固定负载，会使电容缓慢放电。通过三种放电方式的配合，就一定能保证设备静止状态时，超级电容组401为不带电状态。

触发模块300通过隔离线圈产生25KV左右的高压脉冲，用于为氙灯2气体激活产生电弧放电，从而点亮氙灯。触发模块300从超级电容组401进行取电，其电压在DC700V左右，通过高压触发器产生25KV左右的高压。因此触发线圈的升压倍数需控制在350倍左右即可，不需要其他特殊触发器。

另外，对于测试控制模块，可包括微控制器模块、电子负载模块和传感器模块，当接收到主控平台的测试命令后，由微控制器模块控制电子负载模块进行伏安特性曲线扫描，获取待测太阳能电池组件的伏安特性参数，并同步检测辐照度数据及温度数据，向主控平台发送测试结果。

综上，本发明提供的脉冲太阳光模拟器，采用四个氙灯管的结构，大大提高了辐照面积；且氙灯管的安装稳定、散热性能好；且对于每个脉冲氙灯组件均通过标准太阳能电池片，采用光反馈的方案，采集其光强信号并反馈到控制设备，相比于采用电流反馈的方案，能更好地获取氙灯的模拟太阳光输出情况；因此，本发明能够大大提升太阳光模拟器的辐照度的稳定性、辐照强度、辐照面积等性能，能够测试大幅面的太阳能组件电池。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。