全天候环境光辐照系统大面积太阳光模拟器

全天候环境光辐照系统产品概述

全天候环境光辐照系统是上海科迎法电气针对电子产品、结构件及光伏组件室内全天候太阳光照射测试需求研制的大面积光照设备，标准型号MSD-TY02-3×3M-ACA-1.5G-07。它在3米×3米的有效辐照面积内输出600~1200W/m²连续可调辐照度，光谱覆盖400~1100nm，符合IEC 60904-9:2020光谱标准、JJF1615-2017太阳模拟器校准规范与ASTM E927-10大地光电测试用阳光模拟标准。

它与常规"一台灯照亮一片样品"的模拟器不同：整机由16~36套光源箱按4×4、5×5或6×6阵列吊装于穹顶轨道，通过计算机模拟空间分布实现均匀辐照，适合整车、整机、整块组件这类无法放进小型台架的被测件。光源可选氙气灯或金卤灯，配合双曲面反射镜与石英光谱校正模块，在1米照射距离处均匀度优于90%、1.5米处优于80%。

系统内置时间场景数据库，可预设早晨、中午、晚上、晴天、阴天等光照模式，按曲线自动执行；适用于电子产品光照老化、汽车结构件太阳模拟老化、军用设备高温环境试验、光伏组件IEC 61215设计鉴定等场景。科迎法提供从设备制造、实验室改造到安装调试、验收培训的全流程交付。

设备结构设计图

阵列设计与光学系统

16~36 套光源箱阵列

光源箱按4×4（16套）、5×5（25套）或6×6（36套）排布于吊装架，每箱配独立调节机构，可调整照射角度与位置，保证3m×3m大面积内的辐照均匀性。光源箱采用铝合金架固定，可倾斜旋转至所需光照角度，满足不同测试场景的照射方向需求。灯箱数量决定了两个上限：总辐照度上限与均匀度上限——灯越多，单灯负责的区域越小，交叠越充分。

4×4或6×6阵列排布示意图

氙气灯与金卤灯的选择

氙灯光谱完整、可见光与近红外比例接近太阳，适合光谱精度要求高的测试（如光伏组件鉴定）；金卤灯光效更高、单位功率输出更强，在均匀度优先、光谱要求相对宽松的老化场景更经济。两者灯管寿命均为1000小时，质保800小时，可互换配置，但需在订货时确定，因为灯座、电源与滤光片需按光源类型匹配。

德国安铝9033GP 双曲面反射镜

反射镜采用德国安铝9033GP材料压型二次加工制作，表面镀银，反射率不低于94%，符合DIN5036-3标准8度及DIN EN 16268标准A级。双曲面反射设计使反射光分布更均匀，有效减少光源箱之间的辐照暗区——这是阵列式设备最容易出问题的地方：箱与箱的交界若处理不好，会在辐照面上留下条带状暗区，测试数据随之出现周期性波动。

石英光谱校正模块

滤光片选用石英基片，耐温性与光学稳定性优于普通玻璃；膜层由高低折射率材料交替堆叠，膜系结构为(LH)3，采用电子枪加热蒸发镀膜工艺。透射率指标为：300~470nm波段34%±3%，580~650nm波段54%±3%，750~900nm波段93%±2%，950~1200nm波段90%±3%，据此实现AM1.5G光谱等级。分段透射率的差异，正是把氙灯偏强的紫外压下来、保留可见与近红外的结果。

全天候场景模拟与功率补偿

时间场景数据库

系统内置时间场景数据库，可预设早晨、中午、晚上、晴天、阴天等模式，辐照强度在600~1200W/m²范围内自动调节；用户也可自建场景库，设定阶段测试与长期测试模式，由PLC控制调功率模块执行光照曲线，模拟全天候日照变化。比起"开灯—计时—关灯"的简单循环，场景曲线的价值在于让被测件经历真实的昼夜与天气起伏，热循环与光强变化同时作用。

闭环功率调制补偿

电子电源（EPS控制）初始功率点设在80%左右；光源运行10000小时后灯组平均光强衰减到900W/m²时，EPS软件自动把功率点调制到90%左右，重新恢复到1000W/m²。功率调节范围60%~100%，可对灯组与模块分别调节。这套补偿机制解决的是大面积阵列的隐性漂移：几十支灯同时老化，若不补偿，整场照度会缓慢下降，长期试验的累积辐照量就算不准了。

照射距离与均匀度

1米距离均匀度优于90%、光强较高；1.5米距离均匀度优于80%、覆盖面积更大。这两个数据说明均匀度随距离衰减——距离越远，单箱光斑越大、交叠区越宽，但边缘衰减也越明显。实际安装时按被测件高度确定吊装架高度，在"覆盖完整"与"均匀度达标"之间取平衡。

1.5米处预估出光均匀性优于80%

安全保护与运行环境

多重电气与热保护

设备具备紧急停止、故障报警、高温保护（超温自动切断灯管电源并进入冷却状态）、高温报警、故障检测指示、电源缺相保护、欠压过压保护、漏电保护、风机电机过热过流保护等功能。三色灯显示运行状态，停机后自动降常温保护，并具备机台操作权限设定，避免非授权人员改动场景参数。

冷却、防护与场地条件

冷却方式为独立风道强制风冷，光源箱风冷加排风管道，热量集中排出室外，不留在实验间。电控箱防护等级IP52，工作温度-10~50°C、湿度90%以下不凝露。整机总功率约40~90kW，采用三相五线380V 50Hz供电，输入电流9A（按灯组数量累加），实验室需预留相应容量与散热空间。

技术参数

型号说明与选型建议

三种配置

选型需确认的五项参数

一是辐照度需求：标准测试800~1000W/m²选16套灯阵，需1200W/m²选36套；金卤灯光效高、适合均匀度优先场景，氙灯光谱完整、适合光谱精度要求高的测试。二是照射距离：1米均匀度优于90%但光强高，1.5米均匀度优于80%但覆盖更大，需按被测件高度确定吊装架高度。三是场景模式：只做稳态测试选基础控制型，需模拟全天候变化选带时间场景预设系统的型号。

四是实验室条件：总功率40~90kW，需确认供电容量（三相380V，输入电流约9A×灯组数量）；空间需长3米×宽3米×高3米以上，电源箱可放在隔壁供电室。五是测试标准：光伏组件按IEC 61215光源要求，汽车结构件老化按DIN75220，军用设备按GJB150.3与MIL 810G方法505.5。标准不同，对光谱与稳定性的要求不同，选型时应把标准编号一并告知厂家。

典型应用场景

这些场景的共同点是"整件照射"：电子产品整机、汽车门板或仪表台、军用方舱、光伏组件、列车车厢，都无法切成小块分别测试。大面积光场的意义不只是覆盖，还在于边界条件一致——同一件产品在同一个光场里受热、受照，热应力分布才是连续的。

品质保障与售后服务

出厂验收与检测报告

设备出厂前组织双方预验收并签署验收检查表；交付使用后1个月内正式验收，签署设备运行报告与验收单。随设备提供四类检测文件：光谱分布出厂检测（附光谱透射率数据与AM1.5G匹配度报告）、辐照均匀度扫描测试（附等高线分布图）、反射镜反射率检测（附DIN EN 16268标准A级认证报告）。这些文件是后续年度校准的比对基准，应妥善存档。

服务内容与响应时效

硬件与软件提供交付后1年免费质保，终身维修（质保期后有偿服务，零配件费用另计）。远程技术支持24小时在线，适合场景曲线设置、参数导出这类不需要到现场的咨询。

可选配套附件

辐照度传感器

光电原理，高精度感光元件，灵敏度7~14μV/(W/m²)，响应时间小于30秒，稳定性±3%，测试范围0~1800W/m²，输出0~20mA或0~5V。配温度补偿线路与双层石英玻璃罩（透光率95%），后者可减少积尘与雨水对读数的影响。传感器是累计辐照量的计量器具，建议每年随设备一起校准。

温度传感器与数据采集

温度传感器分可移动铠装铂电阻（测组件温度）与固定式铂电阻（测箱体温度），量程-50~350°C，精度±0.1°C。数据采集系统采集速度小于5秒/次，同步采集辐照度与温度模拟量，处理后以数据与曲线展示并存储至数据库，可对辐照度进行累计。把辐照度累计值写进试验报告，是老化试验可追溯的关键——只写"照射200小时"而没有累计辐照量，不同设备的试验结果无法对比。

常见问题

均匀度85%够用吗

这属于C级均匀性，适合整机、整件的老化与热效应试验：被测件尺度大，局部差异对整体热平衡的影响有限。但若要做光伏组件的电性能标定，或被测件本身对光强敏感，应选更高均匀度的配置，或缩短照射距离（1米处优于90%）。选型时把"均匀度对应哪个照射距离"问清楚，比只看一个百分数更重要。

灯管衰减后数据还能用吗

有闭环功率补偿时可以。EPS会在光强衰减后自动提高功率点，把辐照度拉回设定值；但补偿有上限（功率点最高100%），灯管老化到无法补偿时就应更换。建议记录每组灯的运行小时与补偿后的功率点，当功率点长期贴近上限，说明该组灯已接近寿命终点。

能否模拟阴天与傍晚

可以。时间场景数据库支持早晨、中午、晚上、晴天、阴天等模式，辐照强度在600~1200W/m²内自动调节，也可自建曲线。需要注意，调低光强改变的是强度而非光谱，若试验要求阴天的光谱偏移（云层散射会改变色温），需与厂家另行确认滤光方案。

交付周期一般多久

标准配置含实验室改造约45个工作日，灯阵定制（扩展至5×5m或更大）约60个工作日，场景库定制约15个工作日，可与设备制造并行推进。若实验室已有吊装条件，周期可相应缩短；建议在合同阶段把改造范围、供电容量与验收标准一并写清，避免现场返工。