光伏组件接线电路及光伏组件接线盒的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种光伏组件接线电路及光伏组件接线盒。


背景技术：

2.光伏组件主要在户外应用发电，此大型阵列因为雷击、电站系统等外界不定因素，会偶发性的产生高于光伏组件中太阳能电池的电压的瞬间高压。这种瞬间高压可能会超出接线盒中太阳能电池串并联的单向导通二极管的反向承受电压，造成二极管的损坏，使得单向导通二极管处处于短路状态，进而使得并联的太阳能电池串被短接。而此状态下太阳能电池串持续工作发热，线盒处由于自身散热能力相比其他部位较差，而且内部接触电阻多等特点，此位置发热最为剧烈。此种持续上涨的温度有可能最终导致光伏线盒的烧毁。


技术实现要素：

3.因此本实用新型提供一种光伏组件接线盒，可解决光伏组件因并联的单向导通二极管损坏导致太阳能电池串短路的问题。
4.本实用新型提供一种光伏组件接线电路，包括保护电路单元，保护电路单元具有第一节点和第二节点，第一节点和第二节点适于分别连接太阳能电池串的两端。保护电路单元包括：保护电路单元包括主二极管和备用二极管，主二极管的两个电极分别连接第一连接端和第二连接端，备用二极管的两个电极分别连接第三连接端和第四连接端，第一连接端连接的电极和第三连接端连接的电极的极性相同，第二连接端连接的电极和第四连接端连接的电极的极性相同，第一连接端和第三连接端并联连接至第一节点；温控开关，温控开关适于自第二连接端与第二节点连接的状态切换至第四连接端与第二节点连接的状态。
5.可选的，第一连接端连接主二极管的阴极，第二连接端连接主二极管的阳极，第三连接端连接备用二极管的阴极，第四连接端连接备用二极管的阳极；第一节点适于连接太阳能电池串的正极，第二节点适于连接太阳能电池串的负极；温控开关适于自主二极管的阳极与第二节点连接的状态切换至备用二极管的阳极与第二节点连接的状态。
6.可选的，第一连接端连接主二极管的阳极，第二连接端连接主二极管的阴极，第三连接端连接备用二极管的阳极，第四连接端连接备用二极管的阴极；第一节点适于连接太阳能电池串的负极，第二节点适于连接太阳能电池串的正极；温控开关适于自主二极管的阴极与第二节点连接的状态切换至备用二极管的阴极与第二节点连接的状态。
7.可选的，温控开关包括热敏开关。
8.可选的，保护电路单元的数量为若干个，若干个保护电路单元为第一保护电路单元至第n保护电路单元，n为大于或等于2的整数；第k保护电路单元与第k+1保护电路单元串联连接，其中，k为大于或等于1且小于或等于n-1的整数。
9.可选的，第k保护电路单元的第二节点与第k+1保护电路单元的第一节点连接。
10.可选的，第k保护电路单元的第一节点与第k+1保护电路单元的第二节点连接。
11.可选的，第一保护电路单元至第n保护电路适于分别与串联或并联为光伏组件的各组太阳能电池串的两端连接。
12.可选的，光伏组件接线电路适于连接外部用电设备，为外部用电设备供电；第一保护电路单元的第一节点适于连接外部用电设备的正极，且第n保护电路单元的第二节点适于连接外部用电设备的负极；或者，第一保护电路单元的第一节点适于连接外部用电设备的负极，且第n保护电路单元的第二节点适于连接外部用电设备的正极。
13.本实用新型还提供一种光伏组件接线盒，包括本实用新型提供的光伏组件接线电路。
14.本实用新型的有益效果在于：
15.1.本实用新型的光伏组件接线电路，保护电路单元包括主二极管和备用二极管，温控开关适于自第二连接端与第二节点连接的状态，即与主二极管连接的状态，切换至第四连接端与第二节点连接的状态，即与备用二极管连接的状态。通过如此设置，温控开关可根据预设的温度进行连接状态的切换。例如将预设的温度设置为主二极管高概率发生击穿的温度，则当主二极管达到该温度时，温控开关可切换到与备用二极管连接的状态。由于温控开关切换连接状态前备用二极管未接入电路，因此备用二极管处温度较低，且温控开关切换连接状态后，太阳能电池串能够正常工作，因而不会继续产生剧烈发热的情况。
16.2.进一步的，温控开关包括热敏开关。热敏开关可以根据预设的温度，进行热敏开关材料和结构的设计，使得开关的连接状态的切换可以根据所处的温度自动进行。
17.3.本实用新型的光伏组件接线盒包括本实用新型提供的光伏组件接线电路，通过保护电路单元的设置，温控开关可根据预设的温度进行连接状态的切换。例如将预设的温度设置为主二极管高概率发生击穿的温度，则当主二极管达到该温度时，温控开关可切换到与备用二极管连接的状态。由于温控开关切换连接状态前主二极管未被击穿，同时备用二极管未接入电路，因此备用二极管处温度较低，且温控开关切换连接状态后，太阳能电池串能够正常工作，因而不会继续产生剧烈发热的情况。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为一种光伏组件接线盒的电路示意图；
20.图2为本实用新型的一实施例中的一种光伏组件接线盒的电路示意图；
21.图3为图2中显示一个保护电路单元的局部结构示意图。
22.附图标记：
23.100、单向导通二极管；200、太阳能电池串；300、保护电路单元；301、第一节点；302、第二节点；303、第二连接端；304、第四连接端；310、主二极管；320、备用二极管；330、温控开关；400、太阳能电池串。
具体实施方式
24.参考图1，图1显示一种光伏组件接线盒连接光伏组件的电路示意图，光伏组件包括多个太阳能电池串200，每一太阳能电池串200至少包括一个太阳能电池，太阳能电池串200中的多个太阳能电池互相串联。光伏组件接线盒包括一个单向导通二极管100或多个串联的单向导通二极管100，不同的单向导通二极管分别并联至不同的太阳能电池串200。当其中一个太阳能电池串200中的太阳能电池出现故障时，会导致与之并联的单向导通二极管100发生击穿，与之并联的太阳能电池串200虽被短接但仍未损坏，仍继续工作，则可能会造成热量的大量释放，使得接线盒内部快速升温，容易烧毁电路，严重的会造成整个接线盒的烧毁，甚至会影响到光伏电站的正常运行。
25.因此本实用新型提供一种光伏组件接线电路，包括：包括保护电路单元，保护电路单元具有第一节点和第二节点，第一节点和第二节点适于分别连接太阳能电池串的两端。保护电路单元包括：保护电路单元包括主二极管和备用二极管，主二极管具有第一连接端和第二连接端，备用二极管具有第三连接端和第四连接端，第一连接端和第三连接端的极性相同，第二连接端和第四连接端的极性相同，第一连接端和第三连接端并联并连接至第一节点；温控开关，温控开关适于自第二连接端与第二节点连接的状态切换至第四连接端与第二节点连接的状态。同时还提供一种光伏组件接线盒，包括本实用新型提供的光伏组件接线电路。本实用新型提供的光伏组件接线电路，可解决与太阳能电池串并联的单向导通二极管被击穿后，导致接线盒快速升温造成烧毁的问题。
26.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
30.实施例1
31.参考图2-图3，本实施例提供一种光伏组件接线电路，包括：
32.保护电路单元300，保护电路单元300具有第一节点301和第二节点302，第一节点301和第二节点302适于分别连接太阳能电池串400的两端。
33.此外，保护电路单元还包括：
34.主二极管310和备用二极管320；主二极管310的两个电极分别连接第一连接端(图中未标示)和第二连接端303，备用二极管的两个电极分别连接第三连接端(图中未标示)和第四连接端304，第一连接端连接的电极和第三连接端连接的电极的极性相同，第二连接端303连接的电极和第四连接端304连接的电极的极性相同。其中第一连接端和第三连接端并联连接至第一节点301。
35.温控开关330；温控开关330适于自第二连接端303与第二节点302连接的状态切换至第四连接端304与第二节点302连接的状态。
36.本实施例的光伏组件接线电路，通过上述设置，温控开关330可根据预设的温度进行连接状态的切换。例如将预设的温度设置为主二极管310高概率发生击穿的温度，则当主二极管310达到该温度时，温控开关330可切换到与备用二极管320连接的状态。由于温控开关330切换连接状态前备用二极管320未接入电路，因此备用二极管320处温度较低，温控开关330切换连接状态后，太阳能电池串400能够正常工作，且不会继续产生剧烈发热的情况。从而可以避免继续升温导致电路甚至接线盒烧毁的情况。
37.在一些实施例中，第一连接端连接主二极管310的阴极，第二连接端303连接主二极管310的阳极，第三连接端连接备用二极管320的阴极，第四连接端304连接备用二极管320的阳极。第一节点301适于连接太阳能电池串400的正极，第二节点302适于连接太阳能电池串400的负极。温控开关330适于自主二极管310的阳极与第二节点302连接的状态切换至备用二极管320的阳极与第二节点302连接的状态。
38.这里应该理解的是，由于太阳能电池串400通常是多个(例如m个，n为大于等于1的自然数)太阳能电池串联连接，即相邻的太阳能电池的正极、负极依次相连形成，例如：第一个太阳能电池的正极连接第二个太阳能电池的负极、
……
、第(m1)个太阳能电池的正极连接第m个太阳能电池的负极，则太阳能电池串400的正极即第m个太阳能电池的正极，太阳能电池串400的负极即第1个太阳能电池的负极。当n＝1时，太阳能电池串400的正极即该太阳能电池的正极，太阳能电池串400的负极即该太阳能电池的负极。
39.在一些实施例中，第一连接端连接主二极管310的阳极，第二连接端303连接主二极管310的阴极，第三连接端连接备用二极管320的阳极，第四连接端304连接备用二极管320的阴极。第一节点301适于连接太阳能电池串400的负极，第二节点302适于连接太阳能电池串400的正极。温控开关330适于自主二极管310的阴极与第二节点302连接的状态切换至备用二极管320的阴极与第二节点302连接的状态。
40.在本实施例中，温控开关330包括热敏开关。热敏开关是利用双金属片各组元层的热膨胀系数不同(即各组元层具有差异较大的热膨胀效果)，当温度变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，则这种复合材料的曲率发生变化从而产生形变的特性来实现电流通断的控制。在本实施例中，热敏开关可以根据预设的温度，进行热敏开关材料和结构的设计，使得开关的连接状态的切换可以根据所处的温度自动进行。例如，可以将热敏开关设置为温度达到85℃时开始变形并断开第二节点302与第二连接端303的连接，并持续变形到第二节点302与第四连接端304连接的状态。
41.进一步的，在本实施例中，保护电路单元的数量为若干个，若干个保护电路单元为第一保护电路单元至第n保护电路单元，n为大于或等于2的整数；第k保护电路单元与第k+1保护电路单元串联连接，其中，k为大于或等于1且小于或等于n-1的整数。
42.以图2为例，有第一保护电路单元至第三保护电路单元，即此时n＝3。k可以为1或2，第一保护电路单元与第二保护电路单元串联连接，第二保护电路单元与第三保护电路单元串联连接。
43.进一步的，第k保护电路单元的第二节点与第k+1保护电路单元的第一节点连接。以图2为例，第一保护电路单元的第二节点302与第二保护电路单元的第一节点连接。
44.进一步的，在其他一些实施例中，第k保护电路单元的第一节点与第k+1保护电路单元的第二节点连接。
45.进一步的，在本实施例中，第一保护电路单元至第n保护电路适于分别与串联或并联为光伏组件的各太阳能电池串400的两端连接。
46.本实施例提供的光伏组件接线电路适于连接外部用电设备，为外部用电设备供电；其中第一保护电路单元的第一节点适于连接外部用电设备的正极，且第n保护电路单元的第二节点适于连接外部用电设备的负极；或者，在其他一些实施例中，第一保护电路单元的第一节点适于连接外部用电设备的负极，且第n保护电路单元的第二节点适于连接外部用电设备的正极。
47.实施例2
48.本实施例提供一种光伏组件接线盒，包括上述实施例1提供的光伏组件接线电路。
49.在一些实施例中，一个光伏组件接线盒中的光伏组件接线电路仅包括一个保护电路单元，一个光伏组件接线盒适于与光伏组件中一个太阳能电池串或两个以上太阳能电池串进行并联连接。
50.在其他一些实施例中，一个光伏组件接线盒中的光伏组件接线电路可包括多个保护电路单元，不同的保护电路单元分别与不同的太阳能电池串并联。也可以一个光伏组件接线盒与多个太阳能电池串连接。
51.本实施例的光伏组件接线盒包括实施例1提供的光伏组件接线电路，通过保护电路单元的设置，温控开关可根据预设的温度进行连接状态的切换。例如将预设的温度设置为主二极管高概率发生击穿的温度，则当主二极管达到该温度时，温控开关可切换到与备用二极管连接的状态。由于备用二极管未接入主电路，因此发生故障的太阳能电池串部分从光伏组件中短接为一个局部电路，在温控开关切换连接状态后，光伏组件不受该局部电路的影响而保持正常工作，因而不会继续产生剧烈发热的情况。
52.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。