一种带有旁路保护系统的光伏电池组的制作方法

专利检索2025-03-24  16


一种带有旁路保护系统的光伏电池组,属于光伏。


背景技术:

1、在现有技术中,光伏电池组由一定数量的电池片串联而成。但是当光伏电池组中某块或某几块电池片中的光伏芯片被树叶等物体遮挡时,这些被遮挡的电池片的内阻就变得非常大,被遮挡电池片状态也由未遮挡时的发电状态(电源)变为了遮挡后的耗电状态(负载),被遮挡芯片会严重发热,这就是所谓的热斑效应。为了防止光伏电池组的热斑效应,通用做法是将一定串联数量的电池片作为一串电池片,将每个光伏电池组分成多串电池片,并设置一个与每串电池片分别并联的旁路保护装置。

2、如图7所示,以一块24片电池片串联而成的光伏电池组为例,在该光伏电池组中包括串联连接的24片电池片:电池片b1~电池片b24,旁路保护装置采用肖特基二极管实现:在电池组两端并联有二极管d1,二极管d1的阳极与电池组的输出负极相连,二极管d1的阴极与电池组的输出正极相连。

3、假设光伏电池组中某个电池片被遮挡时,如图8中的电池片b24,会导致电池组中的负极电位(图中a点)高于其正极电位(图中b点),此时二极管d1会正向导通,从而将电池组整体短接,从而防止了该被遮挡电池片的热板效应

4、上述旁路保护装置的缺陷在于:肖特基二极管的正向压降较大,额定电流下的正向压降一般为0.3v-0.4v,随着光伏电池组功率的增大,该方案旁路保护装置的发热问题就格外显著,严重影响旁路保护的性能及可靠性。

5、申请号为201811496238.2,申请日为2018年12月7日,专利名称为“一种光伏电池组及一种光伏电池组的控制方法”的中国实用新型专利公开了一种技术方案,在该技术方案中,提供了一种旁路模块,在旁路模块中包括旁路mos管,旁路mos管的输出端以及输入端与控制电路的输出端对应连接,该旁路mos管的控制端与buck降压模块的控制芯片连接,通光控制芯片控制旁路mos管的通断。

6、申请号为201910560766.8,申请日为2019年9月20日,专利名称为“内嵌光伏旁路开关的光伏电池组”的中国实用新型专利公开了一种技术方案,在该技术方案中,利用功率mosfet作为开关元件,解决了在光伏旁路应用中功耗过高的问题。

7、包括以上两个技术方案在内的现有技术中,虽然都采用了mos管作为开关元件,代替肖特基二极管实现对光伏模块的保护,但是这两种方案均需要采用控制电路与实现对mos管的控制,因此电路结构较为复杂。


技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种设置有利用每电池片中两端变化而动作的旁路保护系统,省略了辅助电路及器件,大大降低了电路结构的复杂程度,同时提高了旁路保护系统可靠性的带有旁路保护系统的光伏电池组。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该带有旁路保护系统的光伏电池组,包括串联连接的多个电池片,旁路保护系统并联在光伏电池组的两端,其特征在于:旁路保护系统为mos管,mos管受光伏电池组两端电位变化而导通或关断。

3、优选的,开关管为p沟道耗尽型mos管。

4、优选的,mos管的漏极与相应电池组的输出负极相连,mos管的源极和栅极与相应电池组的输出正极相连。

5、优选的,mos管的栅极和漏极与相应电池组的输出负极相连,mos管的源极与相应电池组的输出正极相连。

6、优选的,开关管为n沟道耗尽型mos管。

7、优选的,mos管的漏极和栅极与相应电池片组的输出负极相连,mos管的源极与相应电池片组的输出正极相连。

8、优选的,mos管的栅极和源极与相应电池片组的输出负极相连,mos管的漏极与相应电池片组的输出正极相连。

9、与现有技术相比,本实用新型所具有的有益效果是:

10、在本带有旁路保护系统的光伏电池组中,在不添加任何辅助电路及器件的前提下,直接采用耗尽型mos管作为光伏电池组的旁路保护器件,利用电池片被遮挡后对应电池组两端的电位变化,使mos管导通而起到保护作用,相比较现有技术中需要配置专门控制电路的技术方案,大大降低了电路结构的复杂程度,同时提高了旁路保护系统的可靠性。

11、在本带有旁路保护系统的光伏电池组中,采用耗尽型mos管取代肖特基二极管作为光伏电池组的旁路保护,利用了mos管沟道极低导通电阻的特点,当旁路保护通道开启时,光伏电池组电流通过耗尽型低压mos管极低导通电阻的沟道流通,大大降低了旁路保护器件的功耗,温升,大大提高了旁路保护装置的可靠性。



技术特征:

1.一种带有旁路保护系统的光伏电池组,包括串联连接的多个电池片,旁路保护系统并联在光伏电池组的两端,其特征在于:旁路保护系统为mos管,mos管受光伏电池组两端电位变化而导通或关断。

2.根据权利要求1所述的带有旁路保护系统的光伏电池组,其特征在于:开关管为p沟道耗尽型mos管。

3.根据权利要求2所述的带有旁路保护系统的光伏电池组,其特征在于:mos管的漏极与相应电池组的输出负极相连,mos管的源极和栅极与相应电池组的输出正极相连。

4.根据权利要求2所述的带有旁路保护系统的光伏电池组,其特征在于:mos管的栅极和漏极与相应电池组的输出负极相连,mos管的源极与相应电池组的输出正极相连。

5.根据权利要求1所述的带有旁路保护系统的光伏电池组,其特征在于:开关管为n沟道耗尽型mos管。

6.根据权利要求5所述的带有旁路保护系统的光伏电池组,其特征在于:mos管的漏极和栅极与相应电池片组的输出负极相连,mos管的源极与相应电池片组的输出正极相连。

7.根据权利要求5所述的带有旁路保护系统的光伏电池组,其特征在于:mos管的栅极和源极与相应电池片组的输出负极相连,mos管的漏极与相应电池片组的输出正极相连。


技术总结
一种带有旁路保护系统的光伏电池组,属于光伏技术领域。包括串联连接的多个电池组,每个电池组中包括串联连接的多个电池片,旁路保护系统与电池组一一对应,且并联在相应电池组的两端,其特征在于:旁路保护系统为MOS管,MOS管受每电池组两端电位变化而导通或关断。在本带有旁路保护系统的光伏电池组中,在不添加任何辅助电路及器件的前提下,直接采用耗尽型MOS管作为光伏电池组的旁路保护器件,利用电池片被遮挡后对应电池组两端的电位变化,使MOS管导通而起到保护作用,相比较现有技术中需要配置专门控制电路的技术方案,大大降低了电路结构的复杂程度,同时提高了旁路保护系统的可靠性。

技术研发人员:吴志伟,储茂明
受保护的技术使用者:江苏奈飞微半导体有限公司
技术研发日:20230905
技术公布日:2024/5/29
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