[發明專利]太陽能電池組件保護電路、太陽能接線盒及發電系統

無效

• 申請號: 201210230837.6
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102738281A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 謝可勛;西里奧艾珀里亞科夫
• 申請（專利權）人: 謝可勛;浙江美晶科技有限公司
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H02N6/00
• 代理公司: 湖州金衛知識產權代理事務所(普通合伙) 33232
• 代理人: 趙衛康

技術領域

本發明涉及太陽能電池組件發電系統的過熱保護領域，具體涉及對由多個串聯連接的電池片組成的太陽能電池組件的過熱保護，更具體涉及對并聯了旁路二極管的太陽能電池片組件保護電路的過熱保護。

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背景技術

為了避免太陽能電池組件發電系統中由若干串聯連接的電池片組成的電池組件出現熱斑效應而過熱損壞，現有技術的解決方式如圖1所示，箭頭表示太陽光照，虛線表示串聯的太陽能電池片數量可以是多個，而不限于圖上實際畫出的三個，在串聯連接的若干電池片1組成的太陽能電池組件上并聯一個極性反向的旁路二極管2。當其中一片或多片電池片1被遮擋時，被遮擋的電池片將阻礙電流通過其余正常的電池片，旁路二極管2自動變成正向偏置導通，提供一個電流旁路通路，避免被遮擋的電池片1由于熱斑效應而過熱損壞。當被遮擋的電池片1恢復正常時，旁路二極管2自動變成反向偏置阻斷開路。

1969年公布的美國專利US?3,437,818就是一種基于旁路二極管的太陽能電池片組件的保護電路。其太陽能電池組件系統中串聯連接的電池片分別地并聯有旁路二極管，從而避免電池片由于過熱而損壞。

然而，最近隨著太陽能電池組件發電系統發電功率的不斷增加以及對太陽能接線盒安全性、小型化要求的不斷提升，安裝于太陽能接線盒內的旁路二極管在旁路工作狀態下所耗散的功率越來越大，導致旁路二極管的溫度和其所在太陽能接線盒內的溫度迅速升高，以至于滿足太陽能接線盒結構完整性、小型化及安全性要求變得越來越困難；同時旁路二極管作為典型的半導體器件如果持續工作在高溫狀態下，將嚴重影響使用壽命，帶來嚴重的可靠性問題，容易導致喪失對該太陽能電池組件乃至整個發電系統的保護作用。

為了解決上面的問題，美國專利US?7,796,391?B2（2010年）公布了一種帶高效熱沉結構的太陽能接線盒方案以解決散熱問題。美國專利US?20100002349?A1（2010年）公布了一種保護電路方案，該方案周期性地將功率耗散分配到并聯結構的二極管和功率MOSFET上，使功耗降低了4至5倍，從而使得太陽能接線盒內溫升達到按IEC61215?Ed.2標準可接受的水平。類似的解決方案還有美國專利?US?20110068633（2011年）和美國專利US?2009/0184746?A1?（2009年），都有效地降低了功率密度，從而降低了太陽能接線盒內的溫升。然而，上述技術方案比較復雜，使得其成本會比類似圖1所示的技術方案高出3-5倍。

因此，目前需要一種低成本的保護電路方案，能夠有效的用于太陽能電池組件發電系統的過熱保護；同時，有效地降低太陽能接線盒內的熱耗散密度以滿足其小型化及可靠性需求，并能自動保證旁路二極管持續處于安全工作溫度范圍內。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種太陽能電池組件保護電路，它結構簡單、成本較低，能自動使旁路二極管工作溫度處于安全工作溫度范圍內，從而提高旁路二極管可靠性，進而提高太陽能電池組件過熱保護電路的可靠性；應用這種太陽能電池保護電路，也有利于滿足太陽能接線盒尺寸小型化的要求。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種太陽能電池組件保護電路，包括與由串聯連接的電池片組成的太陽能電池片組反極性并聯的旁路二極管，所述保護電路還包括與所述旁路二極管并聯且熱耦合并能夠在設定溫度自動電氣短路所述旁路二極管的常開型過熱保護開關器件，所述常開型過熱保護開關器件能在另一設定溫度自動恢復至斷開的常態。