CN100557825C - 用于太阳能电池模块的接线盒 - Google Patents

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Abstract

由具有整流功能的主体(51)以及从主体(51)延伸的连接件组成的三个支路二极管(50)在相应的两个接线板(30A、30B)之间桥接。一方面，主体(51)由接线板(30A、30B)支撑，而另一方面，连接销(52)的缘部被连接至接线板(30A、30B)。支路二极管(50)中的一个设置具有同其余支路二极管相反的极性，而且接线板(30A、30B)中的一个并不支撑支路二极管(50)的主体(51)，且用作未同电缆(90)相连接的辅助中间接线端。由于两个电缆连接端子中的每个都对支路二极管(50)的主体(51)进行支撑，因此主体(51)所产生的热量能够从电缆连接端子(30A)有效地散向电缆(90)。

Description

用于太阳能电池模块的接线盒
技术领域
本发明涉及一种用于太阳能电池模块的接线盒。
背景技术
太阳能光电系统如此构造，以将来自于铺在屋顶或楼顶上的太阳能电池板的直流电经由变流器或类似部件供应至电力产品。所述太阳能电池板包括多个太阳能电池模块，且相应的太阳能电池模块的电极通过接线盒而串联或并联。
一种已知接线盒如此构造，一对接线板并置在形成接线盒主体底部的基板上，从太阳能电池模块下侧引出的正极和负极同两个接线板的一端相连，用作外部连接的电缆端部同两个接线板的另一端相连(如专利文献1所述)。用于回流/短路电路的支路二极管桥接两个接线板。此支路二极管如此构造，从而两个导电件在裸芯片插入其间的情况下反向延伸，且其延伸端通过焊接而与对应的接线盒相连。
[专利文件1]
日本专利公开No.3498945
发明内容
发明目的
在上述情况中，裸芯片所产生的热量从两个导电件向两个接线板传递，继而向电缆辐射。从而，随着电缆经由两个两导电片而进行延伸，电缆的热传导通路也随之伸长，因此，可能会降低其导热率。因此，裸芯片内可能残留热量，从而导致整流功能方面的问题。
鉴于上述情况，提出了本发明，并且其目的是为了保证电缆的良好导热率。
技术方案
本发明涉及一种用于太阳能电池模块的接线盒，包括：
盒主体，用于容纳并排布置的至少三个接线板，
电缆连接端子，该电缆连接端子是相应接线板中的两个，且同用于从太阳能电池模块中抽取电动势的电缆相连接，
中间连接端子，该中间连接端子由除该电缆连接端子以外的相应接线板中的剩余接线板形成，以及
反向负载时的至少两个支路整流元件，其均包括具有基于PN结的整流功能的主体，且支撑于两个相邻接线板中的一个上；以及同主体相连且向另外接线板延伸以桥接该两个接线板的连接件，
其中，相应的整流元件中的至少一个的极性同其余整流元件的极性相反，而且其中一个中间连接端子用作未支撑整流元件主体的辅助中间连接端子，从而，两个电缆连接端子中的每一个均对整流元件的主体进行支撑。
本发明优选具有如下结构。
(1)两个电缆连接端子中的每一个均形成有连接孔，该整流元件的主体压入该连接孔中，以被保持。根据此结构，整流模块主体所产生的热量能够不经由焊层或类似物而更快地向电缆连接端子传递。
(2)两个电缆连接端子中的每一个均被设定为具有大于辅助中间连接端子的总面积。根据此结构，在接线盒主体内能够保证该两个电缆连接端子所占据的较大面积，从而，能够提高电缆连接端子的散热性能。
(3)相应接线板放置在盒主体的基板上，且容纳于在接线板的顶面上填充有绝热树脂的盒主体内，以及分隔壁竖立在该基板上，所述分隔壁用于分隔待放置相应接线板的区域。根据此结构，能够节省对应于分隔壁厚度的绝缘树脂填充量。
(4)相应接线板放置于该盒主体的基板上，在该基板的端部处形成有开口，以及与来自该太阳能电池模块的导向件相连的接线板连接部位于该开口中。在通过焊接而连接太阳能电池模块的导向件和接线板的连接部时，该结构非常方便。
(5)通过挤靠该盒主体的基板而放置相应的接线板，且所述接线板包括支撑整流元件主体的中间连接端子，以及切割该中间连接端子，以形成在其一个横向边缘内产生开口的狭缝形绝热层。根据此结构，整流模块主体所产生的热量能够在经由绝热层而在中间连接端子中传递时有效地辐射向基板。
有益效果
根据本发明，整流元件中的一个具有同其余整流模块相反的极性，并且接线板中的一个用作未支撑整流元主体的辅助中间连接端子，从而，两个电缆连接端子中的每个均对整流模块主体进行支撑。因而，整流元件主体所生的热量能够直接传递向两个电缆连接端子，并且能够从电缆连接端子有效地向电缆辐射。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的用于太阳能电池模块的接线盒的盒主体内部平面图，以及
图2为盒主体内部剖视图。
附图标记
10    接线盒主体
11    基板
13     分隔壁
15     开口
30A    电缆连接端子
30B    中间连接端子
35、36 绝热层
50     支路二极管(整流元件)
51     主体
52     连接销(连接件)
90     电缆
具体实施方式
参看图1和图2对本发明的一个实施例进行说明。用于本实施例的太阳能电池模块的接线盒安装于太阳能电池模块的下部，该太阳能电池模块具有多个以串联方式相互连接的太阳能电池，并且所述太阳能电池模块接线盒具有盒状盒主体10、以平行方式布置于该盒主体10中的多个接线板30A、30B、以及桥接相邻接线板30A、30B的多个支路二极管50(相当于本发明中的“反向负载时的支路整流元件”)。
盒主体10由合成树脂制得，且为上侧敞开的盒状。绝缘树脂材料(封装材料)被导入盒主体10中，且未示出的盖从上方安装。更具体而言，如图1所示，盒主体10包括基本矩形基板11，多个接线板30A、30B以并排、且相互之间几乎没有间隙的方式放置在该基板上，侧板12从基板11的外缘竖立以进行围绕，分隔壁13竖立在基板上的特定位置处，以在相邻的接线板30A、30B之间分隔。在盒主体10中，绝缘树脂如此填充入由分隔壁13分隔的空间内，以粘附于相应的接线板30A、30B，而且，可以尽可能地减少对应于分隔壁13厚度的绝缘树脂的填充量。
开口15形成为在基板11的一端处在整个宽度方向上延伸，且相应接线板30A、30B的导引端位于此开口15内。未示出的、对应于相应太阳能电池组的导向件穿入基板11的开口15而引入，并且相应引入的导向件能够例如通过焊接而与相应的接线板30A、30B的导引端相连接。
在基板11另一端的相对横向端部处，其上置有用于外部输出的电缆90的电缆放置部16形成为沿纵向延伸。形成有能够供电缆90自由穿过的电缆插孔(图中未示)的管状部17如此放置电缆放置部16上，以沿纵向延伸。
例如通过切割导电金属板材料而使接线板30A、30B形成为带，并且四个接线板沿基板11的外表面(顶面)并排布置。在相应接线板30A、30B中，在布置方向上位于相对端处的两个接线板用作电缆连接端子30A，以被弯曲为与从相应太阳能电池组中获取电动势的电缆90相连。剥除各电缆90端部处的绝缘层91以露出芯部92，并且通过卷曲或焊接而使形成在电缆连接端子30A的端部处的一对筒部31和裸露的芯部92相连。各电缆连接端子30A的中间区域大于导向件和筒部31的连接区域，并且支路二极管50的主体51支撑于该中间区域内。连接孔32形成为穿过电缆连接端子30A的中间区域，且支路二极管50的主体51配合至该连接孔内以用于连接。通过加宽该中间区域，提高了支路二极管在产生热量时的热传导性能。
在各接线板30A、30B中，在布置方向上位于中间的两个接线板用作布置于两个电缆连接端子30A之间的中间连接端子30B。在这些中间连接端子30B中，一个中间连接端子30R(示出于右接线板30B)支撑支路二极管50的主体51，另一个中间连接端子30L(示出于左接线板30B)未对主体51进行支撑，且同从主体51延伸的连接销52(对应于本发明的“连接件”)的导引端相连，该主体由位于相对侧(电缆连接端子30A和一个中间连接端子30R)处的接线板支撑。连接孔32(主体51配合至该连接孔内，用于连接)同样形成为穿透支撑主体51的一个中间连接端子30R，而且该中间连接端子30R的中间区域大于另一个中间连接端子30L，以提高热辐射性能。在四个接线板30A、30B中，另一个中间连接端子30L被设定为具有最小的总面积，从而另外的接线板30A、30R占据了接线盒主体10内较大的面积。
该一个中间连接端子30R的中间区域形成为突向另外的中间连接端子30L，因此，另外的中间连接端子30L的中间区域在宽度方向上从与导向件的连接区域偏离，以具有台阶形。相应的接线板30A、30B由分隔壁13分隔。布置在该一个中间连接端子30R和另外的中间连接端子30L之间的分隔壁13沿该一个中间连接端子30R的突出部分弯曲。每个分隔壁13均形成有切口18，支路二极管50的连接销52穿过该切口，从而避免与连接销52的干扰。由两个电缆连接端子30A和一个中间连接端子30R支撑的三个支路二极管50的主体51从位于在相应的接线板30A、30B的布置方向上延伸的直线上位置移位。中间连接端子30B形成有用于将相应支路二极管50的热辐射区域分割成多个区域的绝热部35、36、37。每个绝热部35、36、37均为在宽度方向上延伸、且在中间连接端子30B的一个横向边缘内形成开口的狭缝形空气层。两个绝热部形成于一个中间连接端子30R内，一个绝热部形成于另一个中间连接部30L内。特别地，在开口15附近的位置处对一个中间连接端子30R进行切割，以形成第一绝热层35，该第一绝热层具有这样的厚度，以在右缘内形成开口且能够达到左缘附近的位置，并且在支路二极管50的相对于第一绝热层35的侧部位置处形成有第二绝热层36，该第二绝热层具有这样的厚度，以在左缘内形成开口且达到右缘附近的位置。另外，在两个放置且相连的连接销52的导引端之间对另一中间连接端子30L进行切割，以形成第三绝热层37，该第三绝热层具有这样的厚度，以在右缘内形成开口且相对于宽度方向上基本达到中间部分。支路二极管50产生的热量在经由这些绝热层35、36、37的同时从对应的接线板30A、30B有效地辐射向基板11。
支路二极管50大致包含具有扁平柱状的主体51，以及从主体51的一个端面的基本中心拉出的可弯曲连接销52。主体51如此布置，其中，由P-区域(阳极区域)和N-区域(阴极区域)组成的未示出的芯片二极管的横向侧由金属柱状件55环绕，并且，芯片二极管的底部(阳极区域或阴极区域)同柱状件55的底部相接触，以在柱状件55(除了该底部)和芯片二极管之间填充绝热树脂的同时形成电连接，从而，主体51整体形成为小尺寸组合件。多个图中未示的锯齿状凹槽以及凸起沿纵向形成于主体51的圆周面(面向柱状件的圆周面)内，并且咬入接线板30A、30B的连接孔32的边缘，从而，支路二极管50能够在避免被转动的情况下，被轻松可靠地支撑在对应的接线板30A、30B内。
支路二极管50的连接销52同芯片二极管的顶面(阴极区域或阳极区域)电连接，同时其基端嵌入主体51内。特别地，连接销52设置为对支撑主体51的接线板30A、30R和相邻的接线板30B进行桥接，并在芯片二极管的顶面弯曲，以向相邻的接线板30B基本水平延伸，继而向下弯曲，而且使其底端进一步弯曲，以沿相邻的接线板30B的上表面延伸，以及对其导引端进行电阻焊或钎焊，以同相邻的接线板30B相连接。
本实施例中，支路二极管50的一个主体51支撑于两个电缆连接端子30A中的每一个上，同时支路二极管50的一个主体51支撑于一个如上所述的中间连接端子30R上。在这些支路二极管50中，一个支路二极管50如此形成，使得P-侧(阳极侧)和N-侧(阴极侧)具有同其余两个支路二极管50相反的极性。更具体地，对布置于左侧的电缆连接端子30A和另外的中间连接端子30L进行桥接的支路二极管50的连接销52从支撑于此电缆连接端子30A上的主体51的N-侧(阴极侧)抽出，以具有N-极。对布置在右侧的电缆连接端子30A和一个中间连接端子30R进行桥接的支路二极管50的连接销52从支撑于此电缆连接端子30A上的主体51的P-侧(阳极侧)抽出，以具有P-极，并且，对一个中间连接端子30R和另外的中间连接端子30L进行桥接的支路二极管50的连接销52从支撑于一个中间连接端子30R上的主体51的P-侧(阴极侧)抽出，以形成P-极。因此，通过将另外的中间连接端子30L用作辅助中间连接端子以同两个连接销52的导引端相连接，从而，在支路二极管50以串联方式相连接的同时，支路二极管50的主体51能够支撑于两个电缆连接端子30A上。
接下来，对本实施例的功能和效果进行描述。首先，将支路二极管50的主体51压入两个电缆连接端子30A和一个中间连接端子30R的相应连接孔32内，并且连接销52的导引端置于相邻的接线板30B(另外的中间连接端子30L和一个中间连接端子30R)上，且通过电阻焊接或钎焊相连接。
随后，用于外部输出的电缆90插入位于电缆放置部16上的管状部17的电缆引导孔内，在穿过管状部17后，位于盒主体10内的电缆连接端子30A的芯部92置于电缆连接端子30A的筒部31上，而且通过弯曲或焊接将电缆连接端子30A的筒部31与这些电缆90的芯部92相连接。
其后，通过胶粘剂、双面胶带或螺栓将盒主体10的基板11固定于太阳能电池模块。在安装过程中，从基板11的开口15中抽出与太阳能电池模块的电极相连的导向件，并且，导向件导引端同对应的接线板30A、30B的导引端焊接连接。随后，将诸如硅脂这样的绝热树脂填充入盒主体10内，以气密密封支路二极管50的连接部、接线板30A、30B、导向件和电缆90。最后，安装所述盖，以闭合盒主体10顶面的开口，从而完成组装过程。
如上所述，根据本实施例，三个支路二极管中的一个的极性同其余支路二极管50的极性相反，而且另外的中间连接端子30L用作未支撑支路二极管50的主体51的辅助中间连接端子，从而，两个电缆连接端子30A对支路二极管50的主体51进行支撑。从而，支路二极管50的主体51所产生的热量能够被直接且迅速的传向两个电缆连接端子30A，而且能够有效地从电缆连接端子30A向电缆90(特别是电缆90的芯部92)辐射。
进一步，由于支路二极管50的主体51压入两个电缆连接端子30A的连接孔32以被保持，从而支路二极管50的主体51所产生的热量能够不经由焊接层或其类似结构而更加迅速的传向电缆连接端子30A。
由于两个电缆连接端子30A被设定为具有大于至少另外的中间连接端子30L的总面积，从而在盒主体10内能够确保两个电缆连接端子30A所占据的较大面积，而且能够提高电缆连接端子30A的导热性能。
其他实施例
本发明并不局限于上述实施例。例如，以下的实施例也包含在由权利要求所限定的本发明的技术范围内。除如下实施例之外，未偏离由权利要求所限定的本发明范围和发明精神内的各种变形均包含于其中。
(1)根据本发明，已知的组装二极管或具有裸芯片和导电片的裸芯片二极管也可用作支路二极管。此时，具有基于PN结整流功能的主体可例如通过放置在两个电缆连接端子上而受到支撑。
(2)根据本发明，中间连接端子可由一个辅助中间连接端子形成，或由一个辅助中间连接端子和两个或更多个支撑支路二极管主体的中间连接端子形成。

Claims (6)

1.用于太阳能电池模块的接线盒，包括：
盒主体，用于容纳并排布置的至少三个接线板，
电缆连接端子，该电缆连接端子是相应接线板中的两个，且同用于从太阳能电池模块中抽取电动势的电缆相连接，
中间连接端子，该中间连接端子由除该电缆连接端子以外的相应接线板中的剩余接线板形成，以及
反向负载时的至少两个支路整流元件，其均包括具有基于PN结的整流功能的主体，且支撑于两个相邻接线板中的一个上；以及同主体相连且向另外接线板延伸以桥接该两个接线板的连接件，
其中，相应的整流元件中的至少一个的极性同其余整流元件的极性相反，而且其中一个中间连接端子用作未支撑整流元件主体的辅助中间连接端子，从而，两个电缆连接端子中的每一个均对整流元件的主体进行支撑。
2.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的接线盒，其中，两个电缆连接端子中的每一个均形成有连接孔，该整流元件的主体压入该连接孔中，以被保持。
3.如权利要求1或2所述的用于太阳能电池模块的接线盒，其中，两个电缆连接端子中的每一个均被设定为具有大于辅助中间连接端子的总面积。
4.如权利要求1或2所述的用于太阳能电池模块的接线盒，其中：
相应接线板放置在盒主体的基板上，且容纳于在接线板的顶面上填充有绝热树脂的盒主体内，以及
分隔壁竖立在该基板上，所述分隔壁用于分隔待放置相应接线板的区域。
5.如权利要求1或2所述的用于太阳能电池模块的接线盒，其中：
相应接线板放置于该盒主体的基板上，
在该基板的端部处形成有开口，以及
与来自该太阳能电池模块的导向件相连的接线板连接部位于该开口中。
6.如权利要求1或2所述的用于太阳能电池模块的接线盒，其中：
通过挤靠该盒主体的基板而放置相应的接线板，且所述接线板包括支撑整流元件主体的中间连接端子，以及
切割该中间连接端子，以形成在其一个横向边缘内产生开口的狭缝形绝热层。
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