专利名称：负压储能续流模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种光伏电池旁路器模块，尤其是ー种负压储能续流模块，属于太阳能应用技术领域。
背景技术：
已经竣工的光伏发电系统中，随着时间的推移以及外界环境的变化，会导致光伏组串内部出现失衡。如光伏组串中，因ー块光伏组件被阴影或树叶或鸟粪遮蔽及或老化，会导致整个光伏组串的发电能力大幅下。现有光伏发电系统的单相、三相并网逆变器最大功率电压跟踪范围分别为220VDC-380VDC和450VDC-820VDC，因此决定了光伏组件不能单块接入系统使用，需由若干 块光伏组件串联而成，即组成ー个符合逆变器接入条件要求的光伏组串。光伏组串由I、2···、Ν-1、Ν，共计N块光伏组件串联。光伏组串的电压是这些光伏组件电压的总和，即U总= U1+U2+…+UN-1+UN ;光伏组串的电流与这些光伏组件的电流相等，即I总=Il = 12 ニ…=IN-I = IN。不难看出，光伏组串输出电流由其中给出电流最小的光伏组件来決定。例如，ー个250kWP的光伏并网电站，采用1000块250WP的单晶硅光伏组件、I台SG250K3并网逆变器，根据逆变器的MPPT最大功率跟踪点工作电压范围(450V 820V)，每个光伏串列按20块光伏组件串联设计，250kW的光伏并网电站总共50个电池串列。假若某个光伏串列中有I块光伏组件，被阴影或树叶或鸟粪遮蔽，工作电流由7. 13A下降至
2.13A。光伏组串的功率会由5000WP下降至1495WP，会导致整个光伏组串的发电能力下降大约70%。失效光伏组件的两端呈现反向的系统总电压。这70 %的电能在各光伏组件上即产生大量热能。时间长了在这种情况下脆弱的末被遮蔽光伏组件也会产生热斑。如果光伏组串因阴影或树叶或鸟粪遮蔽失效而失去发电能力，受故光伏组件将变成由RS+RS0组成的电阻。这时系统阵列电流将反向通过这只电阻，局部产生高温，受故电池板将会出现热斑，发电能力和效率下降，严重的会使电池硅片爆裂失效。如果阴影现象消除，出现热斑的电池却永久受伤从此发电效率下降，最终这块失效的光伏组件就会被报废。目前解决的方法是将系统分成若干跨度(越密越好，但成本増加)，每个跨度电压约9-15V左右，一旦某跨度中有阴影现象出现就将其整个跨度电池用一只负压识别ニ极管短路，防止过大的反向电流流过RS+RS0，另外保障整个系统继续工作不受太大影响。实际应用时仍会出现用不了几年发电量还是下降的情況，因为简单采用价廉负压识别ニ极管作为阴影旁路装置并不理想。负压识别ニ极管虽有短路作用，但内阻较大，仍有反向电流分流通过RS1+RS0。并且负压识别ニ极管在短路期间存在着O. 7-1V的电压降，这意味着需承担(O. 7-1V) XI系统电流的功耗发热，如果发热损耗时间稍长严重的会使接线盒烧变形。发热的负压识别ニ极管(尤其使用的是肖特基负压识别ニ极管)会击穿，在阴影恢复后仍会短路正常发电电流而失电。发电量愈大出现的几率愈高。总之，局部电池出现阴影现象和热斑，不是局部小问题，而是影响整个系统发电量的大问题。用负压识别ニ极管作为阴影旁路只能是权宜措施
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提出一种内阻低、热耗小、性能可靠的负压储能续流模块，从而彻底杜绝热斑发生，保障光伏电池板长寿命，使之始终能夠最大功率输出。为了达到上述目的，本实用新型的负压储能续流模块包括两级以上负压驱动续流控制电路单元，所述负压驱动续流控制电路单元包括ー对MOS管，所述ー对MOS管的栅极和源极分别相对连接，所述ー对MOS管的漏极之间通过负压识别ニ极管和储能电容相连接，所述负压识别ニ极管的正极引出低电位端，所述负压识别ニ 极管的负极经储能电容后引出高电位端，所述负压识别ニ极管和储能电容之间还引线通过电压检测芯片接所述ー对MOS管的栅极连接处，所述两级以上负压驱动续流控制电路单元以前一级低电位端作为后ー级高电位端的方式分别接串联光伏电池组中对应电池单元的高电位端和低电位端。工作时，当某一负压驱动续流控制电路单元对应的电池单元出现异常的反向电压时，此负压驱动续流控制电路单元的ー对MOS管将导通，从而起到负压续流作用，避免影响整个光伏发电系统。
以下结合附图
对本实用新型作进ー步的说明。图I为本实用新型一个实施例的电路原理图。图2为图I实施例的电路模块立体结构示意图。
具体实施方式
实施例一本实施例的负压储能续流模块的电路结构如图I所示，具有三级负压驱动续流控制电路单元。各负压驱动续流控制电路单元包括ー对MOS管，此ー对MOS管(MOSFET)的栅极和源极分别相对连接，漏极之间通过负压识别ニ极管和储能电容相连接。其具体结构及工作原理可以參见申请号为201010248997. 4的中国发明专利申请文件。负压识别ニ极管的正极引出低电位端——对于第一级而言即B端，其负极经储能电容后引出高电位端——对于第一级而言即A端。负压识别ニ极管和储能电容之间还引线通过电压检测芯片接ー对MOS管的栅极连接处，三级负压驱动续流控制电路单元以前ー级低电位端作为后ー级高电位端的方式分别接串联光伏电池组中对应电池单元的高电位端和低电位端。例如B端即是第一级(前ー级)的低电位端，同时又是第二级(后ー级)的高电位端。本实施例的电压检测芯片采用IR2101驱动芯片，内含电压检测和高电平输出，也可以采用HT70XX系列，或用比较器LM339逻辑电路实现。本实施例用低内阻的MOSFET作为开关器件，在光伏系统出现反向电流时可靠导通实现旁路功能，从而彻底杜绝热斑发生，保障光伏电池板始终以最大功率输出。实际制作时，如图2所示，各电路单元封装于模块主体板I内，各高、低电位端分别以片状引脚1-5的结构从主体板I的一面引出，从而便于接线。使用时，本实施例的模块设置在光伏接线盒腔内，其引脚与凹槽弹性装置插合，实现与光伏电池组之间的可靠电连接。归纳起来，本实施例与传统ニ极管续流器件相比，具有以下显著优点一电路设计实现了低内阻，功耗仅为传统ニ极管续流的七分之一；ニ 能实现100%的旁路反向电流，杜绝光伏组件热斑现象的发生，延长光伏组件寿命，提闻发电效能；三模块结构简洁，便于安装。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他等效变换方式，如其他相似电路的集成模块组合，除插接结构外，也可以采用压入、嵌入等电连接结构，这些都属于本实用新型 的保护范围。
权利要求1.一种负压储能续流模块，其特征在于包括两级以上负压驱动续流控制电路单元，所述负压驱动续流控制电路单元包括ー对MOS管，所述ー对MOS管的栅极和源极分别相对连接，所述ー对MOS管的漏极之间通过负压识别ニ极管和储能电容相连接，所述负压识别ニ极管的正极引出低电位端，所述负压识别ニ极管的负极经储能电容后引出高电位端，所述负压识别ニ极管和储能电容之间还引线通过电压检测芯片接所述ー对MOS管的栅极连接处，所述两级以上负压驱动续流控制电路单元以前一级低电位端作为后ー级高电位端的方式分别接串联光伏电池组中对应电池单元的高电位端和低电位端。
2.根据权利要求I所述的负压储能续流模块，其特征在于所述电压检测芯片采用IR2101驱动芯片。
3.根据权利要求I或2所述的负压储能续流模块，其特征在于所述各电路单元封装于模块主体板内。
4.根据权利要求3所述的负压储能续流模块，其特征在于所述各高、低电位端分别以片状插脚的结构从主体板的一面引出。
专利摘要本实用新型涉及一种负压储能续流模块，属于太阳能应用技术领域。该模块包括两级以上负压驱动续流控制电路单元，负压驱动续流控制电路单元包括一对MOS管，一对MOS管的栅极和源极分别相对连接，一对MOS管的漏极之间通过负压识别二极管和储能电容相连接，负压识别二极管的正极引出低电位端，负压识别二极管的负极经储能电容后引出高电位端，负压识别二极管和储能电容之间还引线通过电压检测芯片接一对MOS管的栅极连接处，两级以上负压驱动续流控制电路单元以前一级低电位端作为后一级高电位端的方式分别接串联光伏电池组中对应电池单元的高电位端和低电位端。当电池单元出现异常的反向电压时，此负压驱动续流控制电路单元的一对MOS管将导通，从而起到负压续流作用，避免影响整个光伏发电系统。
文档编号H01L31/02GK202633322SQ20122028250
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者边晓晖, 张启明, 边佶 申请人:江苏派特科技发展有限公司