KR101066658B1 - Apparatus for optical stabilizing and method thereof - Google Patents
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Abstract
솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광량을 실시간으로 측정하고, 이를 기반으로 램프를 제어하는 전력을 자동으로 가변하여 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광량이 항상 일정하게 유지되도록 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치 및 그 방법이 개시된다.
개시된 솔라 시뮬레이터의 광 안정화 장치는, 상기 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광을 실시간으로 전기적인 신호로 변환하는 광전 센서와; 상기 광전 센서에서 출력되는 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하여 계측하고, 상기 계측한 결과를 기반으로 솔라 시뮬레이터의 출력 광을 일정하게 유지하기 위한 제어신호를 생성하여 출력하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 제어신호에 따라 상기 솔라 시뮬레이터에 인가하는 전력을 가변하여 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 조절하는 전원 장치를 구비함으로써, 솔라 시뮬레이터의 출력 광을 항상 일정하게 유지시키게 된다.Disclosed are a light stabilizer and a method of a solar simulator for measuring a quantity of light output from a solar simulator in real time and automatically varying power for controlling a lamp based on the same so that the amount of light output from the solar simulator is always maintained. .
An optical stabilization device of the disclosed solar simulator includes: a photoelectric sensor for converting light output from the solar simulator into an electrical signal in real time; A controller for converting and measuring the electrical signal output from the photoelectric sensor into a digital signal, and generating and outputting a control signal for maintaining a constant output light of the solar simulator based on the measured result; According to the control signal output from the control unit by varying the power applied to the solar simulator by adjusting the output light amount of the solar simulator, the output light of the solar simulator is always kept constant.
Description
본 발명은 태양전지의 에너지 변환효율을 측정하기 위해 사용하는 솔라 시뮬레이터(solar simulator)의 광 안정화에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광량을 실시간으로 측정하고, 이를 기반으로 램프를 제어하는 전력을 자동으로 가변하여 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광량이 항상 일정하게 유지되도록 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the light stabilization of the solar simulator (solar simulator) used to measure the energy conversion efficiency of the solar cell, more specifically to measure the amount of light output from the solar simulator in real time, and control the lamp based on this The present invention relates to a light stabilizer and a method of a solar simulator for automatically varying the power to maintain a constant amount of light output from the solar simulator.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목받고 있다. 태양전지에는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양 빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양 광 전지가 있으며, 태양전지라고 하면 일반적으로 태양 광 전지(이하, "솔라셀"이라 한다)를 일컫는다.Recently, as the prediction of depletion of existing energy sources such as oil and coal is increasing, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are particularly attracting attention because they are rich in energy resources and have no problems with environmental pollution. Solar cells include solar cells that use steam to generate steam for rotating turbines, and solar cells that convert the photons into electrical energy using the properties of semiconductors. It refers to an optical cell (hereinafter referred to as "cell").
솔라셀의 기본적인 구조는, 다이오드와 같이 p형 반도체와 n형 반도체의 접합 구조를 가지며, 솔라셀에 빛이 입사되면 빛과 태양전지의 반도체를 구성하는 물질과의 상호작용으로 (-)전하를 띤 전자와 전자가 빠져나가 (+)전하를 띤 정공이 발생하여 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 된다. 이를 광기전력효과(光起電力效果, photovoltaic effect)라 하는데, 솔라셀을 구성하는 p형 및 n형 반도체 중 전자는 n형 반도체 쪽으로, 정공은p형 반도체 쪽으로 끌어 당겨져 각각 n형 반도체 및 p형 반도체와 접합된 전극으로 이동하게 되고, 이 전극들을 전선으로 연결하면 전기가 흐르므로 전력을 얻을 수 있다.The basic structure of a solar cell has a junction structure of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor like a diode, and when light is incident on the solar cell, a negative charge is generated by the interaction between the light and the material constituting the semiconductor of the solar cell. As the electrons and electrons escape, positively charged holes are generated, and as they move, current flows. This is called the photovoltaic effect. Among the p-type and n-type semiconductors constituting the solar cell, electrons are attracted to the n-type semiconductor and holes are drawn to the p-type semiconductor, respectively. The electrode is moved to the electrode bonded to the semiconductor, and when the electrodes are connected by wires, electricity flows to obtain power.
이와 같은 솔라셀의 출력특성은 일반적으로 솔라 시뮬레이터를 이용하여 솔라셀의 출력전류전압곡선을 측정함으로써 평가되고, 이 곡선상에서 출력전류 Ip와 출력전압 Vp의 곱 Ip×Vp가 최대가 되는 점을 최대출력 Pm이라 부르고, 상기 Pm을 태양전지로 입사하는 총광에너지(S×I: S는 소자면적, I는 태양전지에 조사되는 광의 강도)로 나눈 값을 변환효율 η로 정의한다.Such output characteristics of the solar cell are generally evaluated by measuring the output current voltage curve of the solar cell using a solar simulator, and the maximum point that the product Ip × Vp of the output current Ip and the output voltage Vp becomes maximum on the curve. Called output Pm, the value obtained by dividing Pm by the total light energy incident on the solar cell (S × I: S is the device area and I is the intensity of light irradiated to the solar cell) is defined as the conversion efficiency η.
솔라셀의 효율 η은 단락전류 Jsc(전류전압곡선상에서 V=0일 때의 출력전류), 개방전압 Voc(전류전압곡선상에서 I=0일 때의 출력전압), 출력전류전압곡선의 각형에 가까운 정도를 나타내는 FF(fill factor)에 의해 결정된다. 여기서, FF는 그 값이 1(100%)에 가까울수록 출력전류전압곡선이 이상적인 각형에 근접하게 되고, 변환효율 η도 높아지게 된다.The efficiency η of the cell is close to the short-circuit current Jsc (output current when V = 0 on the current voltage curve), open voltage Voc (output voltage when I = 0 on the current voltage curve), and the square of the output current voltage curve. It is determined by the fill factor (FF) indicating the degree. Here, the closer the value of FF to 1 (100%), the closer the output current voltage curve is to the ideal square, and the higher the conversion efficiency η.
솔라셀의 출력특성을 평가하기 위한 종래의 솔라셀 시험 시스템이 도 1에 개시된다. 도 1에 개시된 바와 같이, 종래의 솔라셀 시험 시스템은, 시험용 광을 출력하는 솔라 시뮬레이터(10)와, 상기 솔라 시뮬레이터(10)에서 출력되는 광을 광전 변환하기 위한 시험 대상용 솔라셀(20)과, 상기 솔라셀(20)의 출력전류전압을 측정하기 위한 전류 전압 측정기(30)와, 사용자(시험자)의 조작에 따라 상기 솔라 시뮬레이터(10)의 램프 전력을 가변하는 전원장치(40)로 구성된다.A conventional cell test system for evaluating output characteristics of a cell is disclosed in FIG. 1. As illustrated in FIG. 1, a conventional solar cell test system includes a
이와 같이 구성된 종래의 솔라셀 시험장치는, 전원장치(40)에 의해 구동용 전력이 공급되면 솔라 시뮬레이터(10)의 내부에 구비된 크세논램프(xenon lamp)가 발광을 하여 솔라셀 시험용 광을 출력하게 되고, 검사 대상인 솔라셀(20)은 상기 출력 광을 광전 변환하게 되며, 전류 전압 측정기(30)에서 솔라셀의 전류 및 전압을 측정하게 된다. 그리고 측정된 결과치를 확인하여 시험 대상용 솔라셀의 양품 여부를 판단하게 된다.In the conventional solar cell testing device configured as described above, when driving power is supplied by the
이러한 과정을 통해 솔라셀을 시험하는 도중에 장시간 솔라셀을 검사하게 되면, 솔라 시뮬레이터의 크세논램프 광량이 저하하게 되며, 이 경우에는 솔라 시뮬레이터의 상태를 정밀하게 검사할 필요가 있다.If the solar cell is inspected for a long time while testing the solar cell through this process, the amount of xenon lamp light of the solar simulator is lowered. In this case, it is necessary to precisely inspect the state of the solar simulator.
기존 솔라 시뮬레이터의 상태를 검사하는 방법으로는, 스펙트럼 분석, 균일도(광 조사면적 검사) 검사, 안정도 검사 방법이 있는 데, 이러한 검사 방법은 검사 방법이 복잡할 뿐만 아니라 검사 시간이 많이 소요되어, 그 시간 동안 솔라셀의 검사를 중지해야하는 단점을 유발한다. 여기서 안정도 검사 방법은 표준전지를 이용하여 전압을 측정하는 수동적인 방법으로서, 표준전지의 출력 값을 보고 전원장치의 전력을 수동으로 가변하여 크세논램프의 전력을 가변하여 광량을 변경하는 방법으로서, 매우 불편하다.
There are methods for inspecting the state of existing solar simulators, such as spectral analysis, uniformity (light irradiation area) test, and stability test methods. These methods are not only complicated but also require a lot of inspection time. It causes the disadvantage of having to stop the inspection of the solar cell for a period of time. Here, the stability test method is a manual method of measuring a voltage using a standard battery, and a method of changing the amount of light by varying the power of a xenon lamp by manually changing the power of a power supply by looking at the output value of the standard battery. Uncomfortable.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 솔라 시뮬레이터의 광 안정화를 위해 수행하는 방법에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been proposed to solve various problems arising in the method for performing the light stabilization of the conventional solar simulator as described above,
본 발명이 해결하려는 과제는, 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광량을 실시간으로 측정하고, 이를 기반으로 램프를 제어하는 전력을 자동으로 가변하여 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광량이 항상 일정하게 유지되도록 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
The problem to be solved by the present invention is to measure the amount of light output from the solar simulator in real time, and based on this automatically variable power to control the lamp so that the amount of light output from the solar simulator is always kept constant It is to provide a stabilizer and a method thereof.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 "솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치"는,The "light stabilization device of the solar simulator" according to the present invention for solving the above problems,
솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광을 실시간으로 전기적인 신호로 변환하는 광전 센서와;A photoelectric sensor for converting light output from the solar simulator into an electrical signal in real time;
상기 광전 센서에서 출력되는 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하여 계측하고, 상기 계측한 결과를 기반으로 솔라 시뮬레이터의 출력 광을 일정하게 유지하기 위한 제어신호를 생성하여 출력하는 제어부와;A controller for converting and measuring the electrical signal output from the photoelectric sensor into a digital signal, and generating and outputting a control signal for maintaining a constant output light of the solar simulator based on the measured result;
상기 제어부에서 출력되는 제어신호에 따라 상기 솔라 시뮬레이터에 인가하는 전력을 가변하여 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 조절하는 전원 장치를 포함한다.It includes a power supply device for adjusting the output light amount of the solar simulator by varying the power applied to the solar simulator according to the control signal output from the controller.
상기 솔라 시뮬레이터는 상기 제어부의 제어에 따라 발생한 광의 출력을 단속하기 위한 셔터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The solar simulator may include a shutter for controlling an output of light generated under the control of the controller.
또한, 상기 광전 센서는, 상기 솔라 시뮬레이터에서 출력된 광을 검사 광량으로 감쇄하기 위한 광 감쇄 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The photoelectric sensor may include a light attenuation filter for attenuating the light output from the solar simulator to the amount of inspection light.
또한, 상기 제어부는, In addition, the control unit,
상기 광전 센서에서 출력되는 아날로그 전기신호를 그에 상응하는 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기와;An analog / digital converter for converting an analog electric signal output from the photoelectric sensor into a digital signal corresponding thereto;
상기 아날로그/디지털 변환기에서 변환된 디지털 전류 값을 전압 값으로 환산하고, 상기 환산한 전압 값과 기준 값과의 편차 및 PID 제어 변수를 적용하여 조작 값을 산출하고, 상기 산출한 조작 값을 솔라 시뮬레이터의 광량을 조절하기 위한 제어신호로 변환하여 전원장치에 제공하는 계측 및 구동부를 포함한다.Convert the digital current value converted by the analog / digital converter into a voltage value, calculate an operation value by applying a deviation between the converted voltage value and a reference value and a PID control variable, and use the calculated operation value in a solar simulator. It includes a measurement and driving unit for converting into a control signal for adjusting the amount of light to provide to the power supply.
또한, 상기 제어부는,In addition, the control unit,
솔라 시뮬레이터가 안정화된 후 광량을 출력하도록 셔터 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
After the solar simulator is stabilized, the shutter control signal is generated to output a light amount.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 "솔라 시뮬레이터의 광 안정화방법"은,The "light stabilization method of the solar simulator" according to the present invention for solving the above problems,
솔라 시뮬레이터를 초기에 안정화시키는 제1단계와;Initially stabilizing the solar simulator;
상기 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 실시간으로 측정하는 제2단계와;A second step of measuring the output light quantity of the solar simulator in real time;
상기 측정한 출력 광량을 제어 값으로 환산하는 제3단계와;A third step of converting the measured output light quantity into a control value;
상기 환산한 제어 값을 전원장치에 제공하여, 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 일정하게 유지시키는 제4단계를 포함한다.And providing a converted control value to the power supply device, thereby maintaining a constant output light amount of the solar simulator.
상기 제1단계는,The first step,
솔라셀의 검사가 시작되었는지를 확인하는 단계와;Confirming whether the examination of the solar cell has started;
상기 확인 결과 솔라셀의 검사가 시작된 경우에는 초기 안정화시간 동안 광 출력을 제한하는 단계와;Limiting the light output during the initial stabilization time when the inspection of the solar cell starts;
상기 초기 안정화시간 이후 셔터를 개방하여 검사용 광을 출력시키는 단계를 포함한다.And outputting the inspection light by opening the shutter after the initial stabilization time.
상기 제2단계는, 상기 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 아날로그 전류 값으로 측정하는 것을 특징으로 한다.In the second step, the output light amount of the solar simulator is measured by an analog current value.
상기 제3단계는,The third step,
측정한 아날로그 전류 값을 디지털 전류 값으로 변환하고, 변환한 전류 값을 전압 값으로 환산하는 단계와;Converting the measured analog current value into a digital current value and converting the converted current value into a voltage value;
상기 환산한 전압 값을 기준 값과 비교하여 편차를 산출하고, PID 제어 변수를 적용하여 조작 값을 산출하는 단계와;Calculating the deviation by comparing the converted voltage value with a reference value, and applying an PID control variable to calculate an operation value;
상기 산출한 조작 값을 솔라 시뮬레이터의 광량을 조절하기 위한 제어신호(램프제어 출력전력 값)로 환산하는 단계를 포함한다.And converting the calculated operation value into a control signal (lamp control output power value) for adjusting the amount of light of the solar simulator.
상기 제4단계는, 상기 제어신호에 대응하여 램프 구동용 전력 값을 가변하여 램프 광량을 자동으로 조절하는 것을 특징으로 한다.
In the fourth step, the lamp light amount is automatically adjusted by varying a lamp driving power value in response to the control signal.
본 발명에 따르면, 실시간으로 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 측정할 수 있으며, 이를 기반으로 자동으로 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 일정하게 유지하도록 제어할 수 있으므로, 장시간 검사에 따른 솔라 시뮬레이터의 광량 변화에도 실시간으로 대처할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, the output light amount of the solar simulator can be measured in real time, and based on this, the output light quantity of the solar simulator can be automatically controlled to be kept constant. The advantage is that you can cope.
또한, 자동으로 광량 변화를 보상하기 때문에 종래와 같은 솔라 시뮬레이터의 정밀 검사에 따른 솔라셀 검사 중단으로 인해 발생하는 제반 문제점도 해결할 수 있는 효과가 있다.
In addition, since it automatically compensates for the change in the amount of light, there is an effect that can solve all the problems caused by the interruption of the inspection of the solar cell according to the conventional inspection of the conventional solar simulator.
도 1은 종래 솔라셀 시험 시스템의 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치의 개략 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터의 광 안정화방법을 보인 흐름도.1 is a schematic configuration diagram of a conventional solar cell test system.
2 is a schematic configuration diagram of an optical stabilization device of a solar simulator according to the present invention;
3 is a flow chart showing a light stabilization method of the solar simulator according to the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 2는 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치의 구성도로서, 솔라 시뮬레이터(110), 광전 센서(150), 솔라셀(120), 전류 전압 측정기(130), 제어부(160), 전원장치(170)로 구성된다.2 is a configuration diagram of a light stabilization device of a solar simulator according to the present invention, a
솔라 시뮬레이터(110)는 크세논램프를 구비하고, 솔라셀을 시험하기 위한 광을 출력하는 역할을 하는 것으로서, 상기 제어부(160)의 제어에 따라 발생한 광의 출력을 단속하기 위한 셔터(111)가 내장되어 있다.The
광전 센서(150)는 상기 솔라 시뮬레이터(110)에서 출력되는 광을 실시간으로 전기적인 신호로 변환하는 역할을 하는 것으로서, 상기 솔라 시뮬레이터(110)에서 출력된 광을 검사 광량으로 감쇄하기 위한 광 감쇄 필터(151)를 구비한다.The
제어부(160)는 상기 광전 센서(150)에서 출력되는 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하여 계측하고, 상기 계측한 결과를 기반으로 솔라 시뮬레이터의 출력 광을 일정하게 유지하기 위한 제어신호를 생성하여 출력하는 기능을 수행한다. 이러한 제어부(160)는 마이크로프로세서, 마이컴, 중앙처리장치, 컨트롤러와 같은 제어 장치로 구현하는 것이 바람직하다.The
상기 제어부(160)는 도면에는 도시하지 않았지만 내부에, 상기 광전 센서에서 출력되는 아날로그 전기신호를 그에 상응하는 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기와; 상기 아날로그/디지털 변환기에서 변환된 디지털 전류 값을 전압 값으로 환산하고, 상기 환산한 전압 값과 기준 값과의 편차 및 PID 제어 변수를 적용하여 조작 값을 산출하고, 상기 산출한 조작 값을 솔라 시뮬레이터의 광량을 조절하기 위한 제어신호로 변환하여 전원장치에 제공하는 계측 및 구동부를 포함한다.Although not shown in the figure, the
전원 장치(170)는 상기 제어부(160)에서 출력되는 제어신호에 따라 상기 솔라 시뮬레이터(110)에 인가하는 전력을 가변하여 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 조절하는 역할을 수행한다.The
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치의 구체적인 설명은 다음과 같다.The detailed description of the light stabilization device of the solar simulator according to the present invention configured as described above is as follows.
여기서, 솔라셀(120)을 시험하는 방법은 기존과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.Here, since the method of testing the
솔라셀의 검사가 시작되면, 제어부(160)는 일정 시간 대기를 하여, 솔라 시뮬레이터(110)가 안정화되도록 한다. 즉, 램프의 특성상 아주 짧지만 일정 시간이 지난후에 그 발광량이 최대가 되므로 이러한 일정 시간을 기다리게 되는 데, 이를 위해서 제어부(160)는 솔라 시뮬레이터(110)에 내장된 셔터(111)를 닫아 광 출력을 억제하게 되며, 상기 일정 시간이 지나면 셔터(111)를 개방하여 검사용 광이 출력되도록 한다. 여기서 셔터(111)는 일반적인 카메라에 장착된 셔터와 같은 개념으로서, 카메라에 구현된 구성을 그대로 채택하여 사용할 수 있다.When the inspection of the solar cell is started, the
솔라 시뮬레이터(110)로부터 시험용 광이 출력되면 광전 센서(150)에서 이를 전기적인 신호로 변환하여 아날로그 전류 값으로 제어부(160)에 검출 값을 전달하게 되는 데, 이때 광전 센서(150)의 전단에는 광 감쇄 필터(151)가 구비되어 높은 광량으로 인해 광전 센서가 포화하는 현상을 제한하게 된다.When the test light is output from the
제어부(160)에 내장된 아날로그/디지털 변환기는 입력되는 아날로그 전류 값을 그에 상응하는 디지털 전류 값으로 변환을 하게 되고, 계측 및 구동부에서는 아래와 같은 수식 1을 통해 변환한 전류 값을 전압 값으로 환산하게 된다.The analog / digital converter built in the
여기서, Ln은 n번째 광량, Vn은 n번째 전압 환산 값, In은 n번째 광전류 측정값, R은 미리 알고 있는 저항값을 나타낸다.Here, L n is the n-th light quantity, V n is the n-th voltage conversion value, I n is the n-th photocurrent measured value, and R is a known resistance value.
다음으로, 상기와 같이 환산한 전압 값을 기준 값과 비교하여 편차를 산출하고, 아래와 같은 수식 2를 이용하여 새로운 조작 값을 산출하게 된다.Next, the deviation is calculated by comparing the voltage value converted as described above with the reference value, and a new operation value is calculated by using Equation 2 below.
여기서, tn은 n번째 측정 시간, Doutputn은 조작 값, Pconst는 비례제어값, Iconst는 적분제어값, Dconst는 미분제어값, δ는 tn-tn -1, errn은 Vn - Vn -1, dValue = errn - errn -1을 나타낸다.Where t n is the nth measurement time, Doutput n is the operating value, Pconst is the proportional control value, Iconst is the integral control value, Dconst is the derivative control value, δ is t n -t n -1 , err n is V n- V n -1 , dValue = err n -represents err n -1 .
이렇게 하여 조작 값을 산출한 후에는 아래의 수식 3을 이용하여 상기 산출한 조작 값을 램프 출력을 제어하기 위한 제어신호(출력 전력 값)로 환산을 하게 된다.After the operation value is calculated in this way, the calculated operation value is converted into a control signal (output power value) for controlling the lamp output using Equation 3 below.
여기서 Setvalue> 10이면 Setvalue =10인 최대값으로 고정한다.If Setvalue> 10, it is fixed to the maximum value of Setvalue = 10.
상기와 같이 산출된 램프 제어를 위한 제어 신호는 전원 장치(170)에 전달되며, 전원 장치(170)는 전달되는 제어신호에 대응하게 출력 전력을 가변하여 솔라 시뮬레이터(110)의 크세논램프를 제어하여, 출력 광량을 자동으로 조절하게 된다.The control signal for the lamp control calculated as described above is transmitted to the
주지한 바와 같은 동작은 실시간으로 이루어지며, 이로 인해 솔라셀의 장시간 검사로 인해 솔라 시뮬레이터의 크세논램프에서 출력되는 광량이 변경된 경우(줄어든 경우)에도 자동으로 광량 증가를 위한 제어 동작에 의해, 항상 일정한 광량을 출력하게 되는 것이다.As is well known, the operation is performed in real time. Therefore, even if the amount of light output from the xenon lamp of the solar simulator is changed (reduced) due to the long-term inspection of the solar cell, the control operation for increasing the amount of light is always constant. The amount of light will be output.
또한, 주지한 바와 같은 실시간 자동 제어에 의해 솔라 시뮬레이터의 광량이 조절되므로, 솔라 시뮬레이터를 정밀 검사하는 과정을 제거할 수 있어, 종래와 같이 솔라 시뮬레이터의 검사를 위해 솔라셀 검사가 중단되는 문제도 해결하게 되는 것이다.In addition, since the amount of light of the solar simulator is controlled by real-time automatic control as described above, the process of precisely inspecting the solar simulator can be eliminated, which solves the problem that the solar inspection is stopped for the inspection of the solar simulator as in the prior art. Will be done.
도 3은 본 발명에 따른 "솔라 시뮬레이터의 광 안정화방법"을 보인 흐름도로서, S는 단계(Step)를 나타낸다.3 is a flowchart showing a "light stabilization method of a solar simulator" according to the present invention, where S represents a step.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터 광 안정화 방법은, 솔라 시뮬레이터를 초기에 안정화시키는 제1단계(S101 ~ S105)와; 상기 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 실시간으로 측정하는 제2단계(S107)와; 상기 측정한 출력 광량을 제어 값으로 환산하는 제3단계(S109 ~ S113)와; 상기 환산한 제어 값을 전원장치에 제공하여, 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 일정하게 유지시키는 제4단계(S115)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the solar simulator light stabilizing method according to the present invention includes a first step S101 to S105 of initially stabilizing the solar simulator; A second step (S107) of measuring the output light amount of the solar simulator in real time; A third step S109 to S113 of converting the measured amount of output light into a control value; In operation S115, the converted control value is provided to the power supply device, thereby maintaining a constant output light amount of the solar simulator.
여기서 제1단계는, 솔라셀의 검사가 시작되었는지를 확인하는 단계(S101)와; 상기 확인 결과 솔라셀의 검사가 시작된 경우에는 초기 안정화시간 동안 광 출력을 제한하는 단계(S103)와; 상기 초기 안정화시간 이후 셔터를 개방하여 검사용 광을 출력시키는 단계(S105)를 포함한다.Here, the first step is to confirm whether the inspection of the solar cell (S101); Limiting the light output during the initial stabilization time when the inspection of the solar cell is started as a result of the checking (S103); And opening the shutter to output the inspection light after the initial stabilization time (S105).
또한, 상기 제2단계는, 상기 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 아날로그 전류 값으로 측정하는 것을 포함한다.The second step may include measuring the output light amount of the solar simulator as an analog current value.
또한, 상기 제3단계는, 측정한 아날로그 전류 값을 디지털 전류 값으로 변환하고, 변환한 전류 값을 전압 값으로 환산하는 단계(S109)와; 상기 환산한 전압 값을 기준 값과 비교하여 편차를 산출하고, PID 제어 변수를 적용하여 조작 값을 산출하는 단계(S111)와; 상기 산출한 조작 값을 솔라 시뮬레이터의 광량을 조절하기 위한 제어신호(램프제어 출력전력 값)로 환산하는 단계(S113)를 포함한다.The third step may include converting the measured analog current value into a digital current value and converting the converted current value into a voltage value (S109); Calculating the deviation by comparing the converted voltage value with a reference value, and calculating an operation value by applying a PID control variable (S111); And converting the calculated operation value into a control signal (lamp control output power value) for adjusting the amount of light of the solar simulator (S113).
또한, 상기 제4단계는, 상기 제어신호에 대응하여 램프 구동용 전력 값을 가변하여 램프 광량을 자동으로 조절하는 것을 특징으로 한다.The fourth step may be configured to automatically adjust the lamp light amount by varying a lamp driving power value in response to the control signal.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 본 발명에 따른 솔라 시뮬레이터 광 안정화 방법은, 먼저 단계 S101에서 솔라셀의 검사가 시작되었는지를 확인하게 되고, 이 확인 결과 솔라셀의 검사가 시작된 경우에는, 단계 S103으로 이동하여 초기 안정화시간 동안 광 출력을 제한하게 된다. 즉, 솔라 시뮬레이터가 안정화될 때까지 짧은 시간 동안이나마 광 출력을 하지 않고 대기를 하게 된다. In the solar simulator light stabilization method according to the present invention configured as described above, it is first checked whether the inspection of the solar cell is started in step S101, and if the inspection of the solar cell is started as a result of the checking, the process moves to step S103. This limits the light output during the initial stabilization time. That is, the solar simulator waits for a short time without light output until it stabilizes.
이후 상기 대기 시간이 지나면 솔라셀의 검사와 솔라 시뮬레이터의 자동 제어를 위해서 셔터를 개방하여 검사용 광을 출력시키게 된다(S105).After the waiting time passes, the inspection light is output by opening the shutter for inspection of the solar cell and automatic control of the solar simulator (S105).
다음으로, 단계 S107에서는 광전 센서를 이용하여 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광량을 측정하게 되는 데, 이때 광량 측정은 아날로그 전류 값으로 측정하게 된다.Next, in step S107, the amount of light output from the solar simulator is measured using a photoelectric sensor, where the amount of light is measured by an analog current value.
이렇게 측정한 아날로그 전류 값은 제어부에 인가되며, 단계 S109에서는 상기 인가된 아날로그 전류 값을 그에 상응하는 디지털 전류 값으로 변환을 하게 되며, 단계 S111에서는 상기 수식 1 내지 수식 3을 이용하여 디지털 전류 값을 전압 값으로 환상을 하고, 상기 환산한 전압 값을 기준 값과 비교하여 편차를 산출하고, PID 제어 변수를 적용하여 조작 값을 산출하게 된다.The measured analog current value is applied to the controller, and in step S109, the applied analog current value is converted into a corresponding digital current value. In step S111, the digital current value is converted using Equations 1 to 3 above. The voltage value is annular, the deviation is calculated by comparing the converted voltage value with a reference value, and the operation value is calculated by applying a PID control variable.
이후 단계 S113에서는 상기 산출한 조작 값을 솔라 시뮬레이터의 광량을 조절하기 위한 제어신호(램프제어 출력전력 값)로 환산하게 되며, 마지막으로 단계 S115에서는 상기 제어신호를 전원 장치에 전달하여, 솔라 시뮬레이터의 램프 제어용 전력을 변경하여, 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광량이 항상 일정하게 유지하게 되는 것이다.Subsequently, in step S113, the calculated operation value is converted into a control signal (lamp control output power value) for adjusting the amount of light of the solar simulator. Finally, in step S115, the control signal is transmitted to a power supply device, By changing the lamp control power, the amount of light output from the solar simulator is always kept constant.
즉, 상기와 같은 본 발명의 솔라 시뮬레이터의 광 안정화방법은, 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광량을 실시간으로 감시하고, 이를 기준 값과 비교하여 그 편차만큼 전원 장치를 통해 솔라 시뮬레이터의 크세논 램프의 전력 값을 제어함으로써, 검사 시간 등의 요인에 의해 램프의 출력 광량이 변동이 발생한 경우에도 실시간 제어를 통해 즉시 램프 광량을 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이다.That is, according to the light stabilization method of the solar simulator of the present invention as described above, the amount of light output from the solar simulator is monitored in real time, and compared with the reference value to determine the power value of the xenon lamp of the solar simulator through the power supply by the deviation. By controlling, even if the output light amount of the lamp is changed due to factors such as inspection time, it is possible to immediately maintain a constant lamp light amount through real time control.
따라서 장시간 검사시에 발생하는 램프 광량의 감소시에도 별도로 솔라 시뮬레이터를 검사할 필요가 없으며, 이로 인해 솔라셀의 검사를 중지해야하는 단점도 해결하게 되는 것이다.
Therefore, the solar simulator does not need to be inspected separately even when the amount of lamp light generated during prolonged inspection is reduced, thereby solving the disadvantage of stopping the inspection of the solar cell.
110… 솔라 시뮬레이터
111… 셔터
150… 광전 센서
151… 광 감쇄 필터
160… 제어부
170… 전원 장치110 ... Solar simulator
111... shutter
150 ... Photoelectric sensor
151... Light attenuation filter
160... Control
170... Power unit
Claims (10)
상기 솔라 시뮬레이터에서 출력되는 광을 실시간으로 전기적인 신호로 변환하는 광전 센서와;
상기 광전 센서에서 출력되는 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하여 계측하고, 상기 계측한 결과를 기반으로 솔라 시뮬레이터의 출력 광을 일정하게 유지하기 위한 제어신호를 생성하여 출력하는 제어부와;
상기 제어부에서 출력되는 제어신호에 따라 상기 솔라 시뮬레이터에 인가하는 전력을 가변하여 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 조절하는 전원 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치.
In the device for stabilizing the output light of the solar simulator,
A photoelectric sensor for converting light output from the solar simulator into an electrical signal in real time;
A controller for converting and measuring the electrical signal output from the photoelectric sensor into a digital signal, and generating and outputting a control signal for maintaining a constant output light of the solar simulator based on the measured result;
And a power supply device configured to adjust the output light amount of the solar simulator by varying the power applied to the solar simulator according to the control signal output from the controller.
The apparatus of claim 1, wherein the solar simulator includes a shutter for controlling an output of light generated under the control of the controller.
The light stabilizing apparatus of claim 1, wherein the photoelectric sensor comprises a light attenuation filter for attenuating the light output from the solar simulator to a test light amount.
상기 광전 센서에서 출력되는 아날로그 전기신호를 그에 상응하는 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기와;
상기 아날로그/디지털 변환기에서 변환된 디지털 전류 값을 전압 값으로 환산하고, 상기 환산한 전압 값과 기준 값과의 편차 및 PID 제어 변수를 적용하여 조작 값을 산출하고, 상기 산출한 조작 값을 솔라 시뮬레이터의 광량을 조절하기 위한 제어신호로 변환하여 전원장치에 제공하는 계측 및 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
An analog / digital converter for converting an analog electric signal output from the photoelectric sensor into a digital signal corresponding thereto;
Convert the digital current value converted by the analog / digital converter into a voltage value, calculate an operation value by applying a deviation between the converted voltage value and a reference value and a PID control variable, and use the calculated operation value in a solar simulator. Light stabilization device of the solar simulator, characterized in that it comprises a measurement and driving unit for converting into a control signal for adjusting the amount of light provided to the power supply.
상기 솔라 시뮬레이터가 안정화된 후 광량을 출력하도록 셔터 제어신호를 발생하여 광 출력을 단속하는 것을 특징으로 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화장치.
5. The apparatus of claim 4,
And controlling the light output by generating a shutter control signal to output a light amount after the solar simulator is stabilized.
상기 솔라 시뮬레이터를 초기에 안정화시키는 제1단계와;
상기 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 실시간으로 측정하는 제2단계와;
상기 측정한 출력 광량을 제어 값으로 환산하는 제3단계와;
상기 환산한 제어 값을 전원장치에 제공하여, 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 일정하게 유지시키는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화방법.
In the method for stabilizing the output light of the solar simulator,
A first step of initially stabilizing the solar simulator;
A second step of measuring the output light quantity of the solar simulator in real time;
A third step of converting the measured output light quantity into a control value;
And a fourth step of providing the converted control value to a power supply device to maintain a constant output light quantity of the solar simulator.
솔라셀의 검사가 시작되었는지를 확인하는 단계와;
상기 확인 결과 솔라셀의 검사가 시작된 경우에는 초기 안정화시간 동안 광 출력을 제한하는 단계와;
상기 초기 안정화시간 이후 셔터를 개방하여 검사용 광을 출력시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화방법.
The method of claim 6, wherein the first step,
Confirming whether the examination of the solar cell has started;
Limiting the light output during the initial stabilization time when the inspection of the solar cell starts;
And a step of outputting inspection light by opening the shutter after the initial stabilization time.
상기 솔라 시뮬레이터의 출력 광량을 아날로그 전류 값으로 측정하는 것을 특징으로 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화방법.
The method of claim 6, wherein the second step,
The light stabilization method of the solar simulator, characterized in that for measuring the output light amount of the solar simulator with an analog current value.
측정한 아날로그 전류 값을 디지털 전류 값으로 변환하고, 변환한 전류 값을 전압 값으로 환산하는 단계와;
상기 환산한 전압 값을 기준 값과 비교하여 편차를 산출하고, PID 제어 변수를 적용하여 조작 값을 산출하는 단계와;
상기 산출한 조작 값을 솔라 시뮬레이터의 광량을 조절하기 위한 제어신호(램프제어 출력전력 값)로 환산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 시뮬레이터의 광 안정화방법.
The method of claim 6, wherein the third step,
Converting the measured analog current value into a digital current value and converting the converted current value into a voltage value;
Calculating the deviation by comparing the converted voltage value with a reference value, and applying an PID control variable to calculate an operation value;
And converting the calculated operation value into a control signal (lamp control output power value) for adjusting the amount of light of the solar simulator.
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|---|---|---|---|---|
| KR20040101074A (en) * | 2003-05-23 | 2004-12-02 | 인피네온 테크놀로지스 아게 | Digital-to-analog converter arrangement |
| KR20060055875A (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-24 | 삼성전자주식회사 | Voltage detection apparatus and method in a/d converter |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040101074A (en) * | 2003-05-23 | 2004-12-02 | 인피네온 테크놀로지스 아게 | Digital-to-analog converter arrangement |
| KR20060055875A (en) * | 2004-11-19 | 2006-05-24 | 삼성전자주식회사 | Voltage detection apparatus and method in a/d converter |
| KR100824515B1 (en) | 2006-12-27 | 2008-04-22 | 주식회사 효성 | Apparatus and method for computing digital electricpower system |
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