Dans les systèmes photovoltaïques distribués, le circuit imprimé du micro-onduleur photovoltaïque est un élément clé pour obtenir une conversion efficace et une production stable de l'énergie solaire. C'est comme le « réseau neuronal » d'un micro-onduleur, connectant les modules photovoltaïques au réseau électrique. Il complète non seulement la conversion des formes d'énergie électrique, mais garantit également le fonctionnement fiable de l'ensemble du système dans des environnements complexes. Ses performances déterminent directement l’efficacité de la production d’électricité et le niveau de sécurité du système photovoltaïque.
1, composants de base : "centre de conversion d'énergie" collaboratif multi-modules
La composition du circuit imprimé pour micro-onduleurs photovoltaïques s'articule autour d'un « traitement efficace de l'énergie », avec une division claire du travail et une coordination étroite entre chaque module de circuit. Parmi eux, la zone du circuit de conversion de puissance est le noyau, qui est responsable de la conversion de l'électricité CC générée par les modules photovoltaïques en électricité CA répondant aux normes du réseau grâce à une topologie de circuit spécifique. Ce processus nécessite une disposition précise du circuit pour obtenir un contrôle stable de la tension et du courant, garantissant ainsi que la qualité de l'énergie répond aux normes.
La zone du circuit d'échantillonnage et de détection est responsable de la fonction de « détection », avec des interfaces de capteur réservées et des circuits de support pour la -collecte en temps réel des paramètres de sortie du module photovoltaïque, des données de température de la carte PCB et de l'état de la connexion au réseau, fournissant une base de signal pour le fonctionnement et l'ajustement ultérieurs. Par exemple, lorsque la puissance de sortie du module photovoltaïque fluctue, cette zone peut capturer les changements dans un premier temps et transmettre des signaux de réglage précis.
La zone des circuits de contrôle et de pilotage est le "centre de décision et d'exécution", réservé à l'installation de microcontrôleurs ou de processeurs de signaux numériques, et équipé de circuits auxiliaires périphériques. Sur la base des données transmises par le circuit d'échantillonnage, des instructions de contrôle peuvent être générées selon des algorithmes prédéfinis pour piloter le circuit de conversion de puissance afin d'ajuster l'état de fonctionnement. Dans le même temps, la zone est également équipée de circuits d'interface de communication pour réaliser le téléchargement de données et la surveillance à distance, permettant au personnel d'exploitation et de maintenance de saisir en temps réel-l'état de fonctionnement des cartes de circuits imprimés.
De plus, la zone du circuit de protection constitue la « barrière de sécurité » de la carte PCB, comprenant des circuits de protection contre les surtensions, les surintensités, la surchauffe et l'îlotage. Lorsqu'il y a une anomalie dans le réseau électrique (telle qu'une augmentation ou une chute soudaine de tension) ou lorsque la température de la carte PCB elle-même est trop élevée, le circuit de protection peut rapidement déclencher le mécanisme de protection, couper le circuit dangereux ou ajuster les paramètres de fonctionnement pour éviter les dommages à la carte PCB et les accidents de sécurité.
2, lien de traitement : « Processus de fabrication fin » pour garantir les performances
Le traitement de la carte PCB du micro-onduleur photovoltaïque nécessite une précision et une stabilité de processus extrêmement élevées, et le contrôle de chaque lien affecte directement les performances finales. Il doit être réalisé grâce à une coordination de plusieurs processus fins, en se concentrant sur la fabrication et le traitement du circuit imprimé lui-même tout au long du processus.
(1) Sélection du substrat et prétraitement
La première étape du traitement est la sélection du substrat, qui doit être combinée avec les caractéristiques de fonctionnement extérieur du système photovoltaïque pour sélectionner des substrats de circuits imprimés présentant une résistance aux hautes et basses températures, une résistance à la corrosion, une forte isolation et d'excellentes performances de dissipation thermique. Les matériaux de substrat courants doivent donner la priorité au maintien de la stabilité structurelle dans des environnements à -températures élevées à long terme tout en possédant une bonne résistance mécanique pour éviter la déformation du substrat ou la dégradation des performances causée par les changements environnementaux extérieurs. Après avoir sélectionné le substrat, un pré-traitement est requis : tout d'abord, éliminez l'huile et les impuretés sur la surface du substrat par un processus de nettoyage chimique, puis utilisez un polissage mécanique pour améliorer la rugosité de la surface, améliorer l'adhérence entre le circuit suivant et le substrat et établir une bonne base pour la fabrication du circuit.
(2) Production en ligne et transfert graphique
La fabrication de circuits est le processus central du traitement des cartes de circuits imprimés, qui nécessite un transfert précis des modèles de circuits terminés sur la surface du substrat grâce à la technologie de photolithographie. Tout d'abord, enduisez uniformément la surface du substrat avec une résine photosensible et utilisez un équipement professionnel pour contrôler l'épaisseur et l'uniformité du revêtement afin de garantir l'effet photolithographique ; Par la suite, le motif du circuit est projeté avec précision sur la résine photosensible via une machine d'exposition, et le temps et l'intensité d'exposition sont strictement contrôlés pour garantir la clarté du motif ; Ensuite, le processus de développement est effectué pour éliminer la résine photosensible non exposée, ce qui donne un contour clair du motif de circuit sur la surface du substrat ; Enfin, la technologie de galvanoplastie permet de déposer une couche métallique (généralement du cuivre) dans la zone graphique afin de former des lignes conductrices. Pendant le processus, un contrôle précis du courant et du temps de galvanoplastie est nécessaire pour garantir une épaisseur uniforme et une conductivité stable des lignes, et pour éviter les échecs de transmission du signal entre les modules dus à des écarts de ligne.
(3) Traitement de perçage et de métallisation des trous
Pour réaliser des connexions de circuits entre les différentes couches de la carte PCB, un traitement de perçage et de métallisation des trous est nécessaire. Tout d'abord, selon les exigences, utilisez une perceuse CNC de haute -précision pour percer des trous à la position désignée sur le substrat, contrôlez strictement la taille du trou et la précision de la position du trou, et assurez-vous que la position du trou correspond aux exigences d'installation ultérieure des composants et de connexion intercouche ; Une fois le forage terminé, une fine couche de cuivre est déposée sur la paroi du trou par un processus de dépôt chimique de cuivre, puis épaissie par galvanoplastie pour rendre le trou conducteur et réaliser une connexion électrique entre les différentes couches de circuit. Pendant le processus, l'épaisseur et l'uniformité du dépôt de cuivre doivent être contrôlées pour éviter des problèmes tels que l'absence de cuivre sur la paroi du trou ou le détachement de la couche de cuivre, garantissant ainsi une transmission stable du signal entre les couches.
(4) Processus de traitement de surface
Pour améliorer la résistance à la corrosion, la résistance à l'usure et la fiabilité du soudage des cartes de circuits imprimés, un traitement de surface est nécessaire. Les processus courants incluent le dépôt d'or, l'étamage, la pulvérisation d'étain, etc. : le processus de dépôt d'or peut former une couche d'or uniforme sur la surface du circuit imprimé, avec une excellente conductivité et résistance à l'oxydation, adaptée aux zones de circuit de haute -précision ; Le processus de placage d'étain forme une couche d'étain sur la surface, ce qui est rentable-et peut empêcher efficacement l'oxydation de la couche de cuivre ; Le processus de pulvérisation d'étain utilise un nivellement à l'air chaud pour former une couche lisse d'alliage étain-plomb sur la surface, améliorant ainsi la résistance à l'usure. Pendant le traitement, il est nécessaire de contrôler l'épaisseur et l'uniformité du revêtement pour garantir que les performances de la surface répondent aux exigences d'une utilisation extérieure à long-terme.
(5) Formage et traitement des bords
Une fois le circuit et le traitement de surface terminés, la carte PCB doit être formée et traitée. Selon la taille, utilisez des poinçonneuses CNC ou un équipement de découpe laser pour découper le substrat dans la forme souhaitée, contrôlez strictement la précision du formage et assurez-vous que l'erreur de taille se situe dans la plage autorisée ; Après le formage, un traitement des bords est effectué pour éliminer les bavures et les angles vifs des bords des panneaux. Les bords sont lissés par des processus de meulage ou de chanfreinage pour éviter d'endommager d'autres composants dus à des arêtes vives lors de l'installation ultérieure, tout en améliorant la stabilité mécanique globale du circuit imprimé.
(6) Tests et contrôle qualité
L'ensemble du processus de traitement nécessite plusieurs cycles d'inspection pour garantir la qualité du circuit imprimé. Premièrement, des inspections spéciales sont effectuées une fois chaque processus terminé : après la production du circuit, un équipement d'inspection optique est utilisé pour vérifier s'il y a des courts-circuits, des circuits ouverts, des écarts de largeur de ligne et d'autres problèmes dans le circuit ; Vérifiez la précision de l'ouverture et de la position du trou après le perçage ; Mesurez l'épaisseur et l'adhérence du revêtement après traitement de surface. Le produit final doit subir des tests de performances électriques, y compris des tests de résistance d'isolement, des tests de conductivité, etc., pour vérifier si le fonctionnement du circuit est normal ; Effectuer simultanément des pré-tests d'adaptabilité environnementale, en simulant des environnements extérieurs tels que des températures élevées, basses et humides, pour vérifier la stabilité des performances des cartes de circuits imprimés dans des conditions extrêmes, en garantissant que chaque carte de circuits imprimés répond aux exigences opérationnelles du système photovoltaïque.
3, Valeur d'application : Promouvoir « l'efficacité et la sécurité » des systèmes photovoltaïques
Dans les systèmes photovoltaïques distribués, la valeur d'application des cartes PCB de micro-onduleur photovoltaïque se reflète principalement dans deux aspects : premièrement, améliorer l'efficacité de la production d'énergie du système, et deuxièmement, garantir la sécurité du fonctionnement du système.
Du point de vue de l'efficacité de la production d'électricité, les onduleurs centralisés traditionnels doivent regrouper et convertir les sorties de plusieurs modules photovoltaïques. Si l'un des modules est obstrué ou fonctionne mal, cela affectera la puissance de sortie de l'ensemble de la chaîne ; Le micro-onduleur correspond à un seul module photovoltaïque, et chaque carte PCB prend indépendamment en charge la conversion d'énergie du module. Grâce à une disposition de circuit précise, chaque module fonctionne à son point de puissance maximale, évitant ainsi les pertes d'efficacité causées par « l'effet baril ».
Du point de vue de la sécurité opérationnelle, le circuit de protection du circuit imprimé est crucial. Par exemple, lorsque le réseau électrique est coupé, le circuit de protection contre l'effet d'îlotage peut détecter rapidement l'état de perte de puissance du réseau électrique, couper le circuit dangereux, éviter de transmettre de l'énergie électrique au réseau électrique et assurer la sécurité du personnel de maintenance ; Le circuit de protection contre la surchauffe peut ajuster l'état de fonctionnement du circuit lorsque la température de la carte PCB est trop élevée, empêchant ainsi la carte PCB d'être endommagée en raison d'une surchauffe. De plus, le circuit de communication sur la carte PCB peut télécharger des données opérationnelles en temps réel, permettant au personnel d'exploitation et de maintenance de détecter rapidement les défauts potentiels (tels que le vieillissement de la ligne et la diminution des performances d'isolation), d'effectuer la maintenance à l'avance et de réduire les temps d'arrêt du système.