专利名称：设有二次限温保护的光伏短路二极管系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种保护电路，具体涉及一种设有二次限温保护的光伏短路二极管系统(temperature limited by-pass diode system)
背景技术：
光伏系统的组件产品中，均有短路二极管作为太阳电池串的保护(如图I)。正常工作状态下，短路二极管处于反向偏置，不影响太阳电池串的工作。如果组件工作时，太阳电池串中的一个或数个太阳电池片产生阴影遮挡，热斑，局部短路等情况出现，就会在该串的太阳电池串中产生反向的电压。当这个反向电压超过了短路二极管的正向开启电压后，短 路二极管就开启，将太阳电池串的电流旁路(by-pass)，防止太阳电池串中的某些太阳电池片产生过大的局部热量而烧毁太阳电池片。短路二极管通常被装置在接线盒里，接线盒固定在组件的背面，接线盒是组件的一个组成部件。一般由12-24片太阳电池片组成一串，使用一只短路二极管。对于大小不一的组件，接线盒内的二极管为1-3只不等。接线盒是一个完全封闭的塑料材料的部件，在与组件(一般安放在组件背面)的装配过程中，开口的部分最后用硅胶类的物质填充，用以防湿防漏。所以二极管的散热条件很差。短路二极管在执行短路的状态下，通常会有3. 5A-5. 3A的电流通过(分别对应于电池片的面积为125xl25mm2和156xl56mm2)。如果二极管的正向导通电压在O. 5V-1V的话,二极管的自身功率则在I. 75W-5. 3W左右。这样的功率会产生很大的热量，使接线盒内的温度升高，直至燃烧。甚至可以燃烧至组件或组件所附属的载体(如屋顶)。增加接线盒的散热过程是解决上述问题的有效途径，如加大接线盒的热容量，增加散热面积和散热条件等。但是接线盒是一个完全密封的部件，有非常严格的防水防湿等强制性的认证要求。通过加快散热过程的思路来解决散热问题，势必通过增加盒内的热容量，加大散热面积，改进散热循环条件等方法，这些都会相应的使成本增加。降低短路二极管的自身导通功耗是另一个途径，它从减少发热体的自身功耗来减少热量的产生。如从早期的结性二极管(导通电压在O. 7V左右);到现行的肖特基二极管(导通电压在O. 3V左右);直至最新出现的VDMOS器件(可以通过控制到达正向导通电压为O. IV左右)。即便这样，二极管的自身功耗也在1-2W以上。随着太阳电池片的单片电流不断的上升，由 2· 3A (硅片面积100mm2xl00mm2)到 3· 5A (硅片面积125mm2xl25mm2)到 5· 3A (硅片面积156mm2X156mm2)···，将对短路二极管的要求越来越高，上述改进途径的手段则越来越弱。短路二极管的功能是起到了电压敏感器的作用，一旦由于某种原因产生了正向电压，且此正向电压超过了短路二极管的开启电压，短路二极管即起到了短路的作用，保护了组件中的太阳电池串不会产生过热而损害。但是短路二极管在工作时同时也产生了热量，在封闭环境的接线盒中，热量不易散热，积聚后会过热而引起燃烧。发明内容为了克服现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种设有二次限温保护的光伏短路二极管系统(temperature limited by-pass diode system)。本实用新型是在现存的短路二极管上并列一只温度控制器，当短路二极管的温度升高到额定的指标时，原本常开状态的温度保护器闭合，旁路了通过短路二极管的电流，降低短路二极管的功耗，从而使短路二极管的温度降低。这时温度控制器的闭合旁路作用也同时替代了短路二极管的功能。本实用新型可以对单个二极管进行保护，也可以对多个二极管进行保护。本实用新型在有效地 防止某些太阳电池片产生过大的局部热量而烧毁太阳电池片的同时，能够防止接线盒内的温度升高或燃烧；能够有效地保护光伏组件及或组件所附属的载体。完成上述发明任务的技术方案是，一种有二次限温保护的光伏短路二极管系统，该系统与光伏组件中的太阳电池串反向偏置并联，其特征在于，与该短路二极管并联地设置有常开状态的温度保护器。该常开状态的温度保护器可以与单只短路二极管组装，封装；也可以与多只短路二极管组装，封装；也可以与光伏接线盒组装，封装。换言之，本实用新型是在短路二极管的基础上，增加一只常开状态的温度保护器与之并联。正常情况下，温度保护器在常开状态，不工作。一旦短路二极管由于某些情况而使温度升高到额定的指标后，温度保护器就闭合并开始二次短路保护，如图2所示。温度保护器旁路(by-pass) 了二极管的电流，二极管的自身功耗下降，也就降低了二极管的温升。此时温度保护器也同样起到了对太阳电池串的短路保护作用。温度保护器可以对单个二极管进行保护，也可以对多个二极管进行保护。现有技术中，温度短路保护器广泛应用在家电等产品中。它是用在防止家电温度升过额定值后起到短路保护。基本原理是利用两片温度特性不同的金属片粘在一起，在一定的温度下产生畸变，引起触点闭合，达到短路保护的目的。由于是金属触点闭合，所以短路时的闭合阻抗很小，不会产生再次温升。温度短路保护器的温度保护具有滞豫特性(施密特特性)，即温度上升到额定温度时，保护器关闭；一般温度回落几十度后，再度开启。如扬州宝珠电器公司的TB05常开温度保护器，其关闭温度为165C，重新开启的温度为125C，滞豫温度40C。
图I为现有技术中短路二极管作为太阳电池串的保护的结构示意图；图2为本实用新型结构示意图；图3为本实用新型另一个实施例结构示意图。
具体实施方式
实施例1，设有二次限温保护的光伏短路二极管系统。参照图2 :短路二极管2与光伏组件中的太阳电池串I反向偏置并联，与该短路二极管2并联地设置有常开状态的温度保护器3。实施例2，参照图3 :与实施例I基本相同，但所述常开状态的温度保护器是与多只短路二极管组装，封装。[0019]实施例3， 与实施例I基本相同，但所述常开状态的温度保护器是与光伏接线盒组装，封装。
权利要求1.一种设有二次限温保护的光伏短路二极管系统，该系统与光伏组件中的太阳电池串反向偏置并联，其特征在于，与短路二极管并联地设置有常开状态的温度保护器。
2.根据权利要求I所述的设有二次限温保护的光伏短路二极管系统，其特征在于，所述常开状态的温度保护器是与单只短路二极管并联、组装，封装。
3.根据权利要求I所述的设有二次限温保护的光伏短路二极管系统，其特征在于，所述常开状态的温度保护器是与多只短路二极管组装，封装。
4.根据权利要求I所述的设有二次限温保护的光伏短路二极管系统，其特征在于，所述常开状态的温度保护器是与光伏接线盒组装，封装。
专利摘要设有二次限温保护的光伏短路二极管系统，该系统与光伏组件中的太阳电池串反向偏置并联，其特征在于，与该短路二极管并联地设置有常开状态的温度保护器。常开状态的温度控制保护器是与单只短路二极管并联、组装，封装；或者是与多只短路二极管组装，封装；或者是与光伏接线盒组装，封装。本实用新型在短路二极管的温度升高到额定的指标时，常开状态的温度保护器将自动闭合，旁路短路二极管的电流，降低短路二极管的功耗，从而防止短路二极管温度的升高。在有效地防止某些太阳电池片产生过大的局部热量而烧毁太阳电池片的同时，能够防止接线盒内的温度升高或燃烧；能够有效地保护光伏组件及或组件所附属的载体。
文档编号H02H9/02GK202488119SQ20122002082
公开日2012年10月10日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者江菲菲 申请人:江菲菲