CN103560159B - 用于光伏电池组的保护电路 - Google Patents
用于光伏电池组的保护电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103560159B CN103560159B CN201310543630.9A CN201310543630A CN103560159B CN 103560159 B CN103560159 B CN 103560159B CN 201310543630 A CN201310543630 A CN 201310543630A CN 103560159 B CN103560159 B CN 103560159B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor
- oxide
- metal
- changer
- photovoltaic cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000001012 protector Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 53
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 abstract description 35
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 abstract description 5
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 abstract description 3
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 abstract description 3
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于光伏电池组的保护电路，包括电荷泵、电荷泵保护器和光伏电池组旁路开关，所述荷泵保护器和光伏电池组旁路开关均电连接在电荷泵上，所述电荷泵与光伏电池组旁路开关电连接；所述电荷泵由变换器U1和电容C1构成，该变换器U1的电源地VSS端接地，变换器U1的泵电容CPC+端与电容C1的一端相接，该电容C1的另一端接地。通过电荷泵与电荷泵保护器以及光伏电池组旁路开关相配合，从而将电路的发热功耗控制在较低的水平，解决了因电路发热对组件造成损坏，从而提高了光伏电池组件可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池领域，具体地，涉及一种用于光伏电池组的保护电路。
背景技术
目前，在光伏电池组件设计和制造中，为防止组件由于部分电池被异物遮挡而发生的热斑效应导致电池组件的损坏，减少由于阴影等对组件输出功率的影响，需要在多个串联的电池片上并联旁路二极管，从而保证光伏电池组件的输出功率和使用寿命。
现有技术使用旁路二极管因发热与散热问题而使光伏组件的性能和安全性产生巨大隐患。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于光伏电池组的保护电路，以实现提高光伏电池组件可靠性的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于光伏电池组的保护电路，包括电荷泵、电荷泵保护器和光伏电池组旁路开关，所述荷泵保护器和光伏电池组旁路开关均电连接在电荷泵上，所述电荷泵与光伏电池组旁路开关电连接；
所述电荷泵由变换器U1和电容C1构成，该变换器U1的电源地VSS端接地，变换器U1的泵电容CPC+端与电容C1的一端相接，该电容C1的另一端接地。
进一步的，所述光伏电池组旁路开关由MOS管Q1和二极管D1构成，所述MOS管Q1的源极与二极管D1的阳极电连接，MOS管Q1的漏极与二极管D1的阴极电连接，且所述MOS管Q1的源极与上述变换器U1的电源输入VIN端电连接，MOS管Q1的漏极与电荷泵保护器电连接，MOS管Q1的栅极与变换器U1的控制输出CTR端电连接。
进一步的，所述电荷泵保护器为MOS管Q2，该MOS管Q2的源极与上述变换器U1的电源地VSS端电连接，MOS管Q2的栅极与变换器U1的输出电源VOUT端电连接，MOS管Q2的漏极与上述MOS管Q1的漏极电连接。
进一步的，所述MOS管Q2是变换器U1的保护管，当光伏电池组正常工作时关断，使变换器U1避免因电池组电压造成损坏，当电池组光伏电池组出现异常时，MOS管Q2导通，变换器U1正常工作。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明的技术方案，通过电荷泵与电荷泵保护器以及光伏电池组旁路开关相配合，从而将电路的发热功耗控制在较低的水平，解决了因电路发热对组件造成损坏，从而提高了光伏电池组件可靠性。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例所述的用于光伏电池组的保护电路的电气电路图；
图2为图1所示的用于光伏电池组的保护电路Vctr处的电压波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种用于光伏电池组的保护电路，包括电荷泵、电荷泵保护器和光伏电池组旁路开关，荷泵保护器和光伏电池组旁路开关均电连接在电荷泵上，电荷泵与光伏电池组旁路开关电连接；
电荷泵由变换器U1和电容C1构成，该变换器U1的电源地VSS端接地，变换器U1的泵电容CPC+端与电容C1的一端相接，该电容C1的另一端接地。
其中，光伏电池组旁路开关由MOS管Q1和二极管D1构成， MOS管Q1的源极与二极管D1的阳极电连接，MOS管Q1的漏极与二极管D1的阴极电连接，且MOS管Q1的源极与上述变换器U1的电源输入VIN端电连接，MOS管Q1的漏极与电荷泵保护器电连接，MOS管Q1的栅极与变换器U1的控制输出CTR端电连接。
电荷泵保护器为MOS管Q2，该MOS管Q2的源极与变换器U1的电源地VSS端电连接，MOS管Q2的栅极与变换器U1的输出电源VOUT端电连接，MOS管Q2的漏极与上述MOS管Q1的漏极电连接。MOS管Q2是变换器U1的保护管，当光伏电池组正常工作时关断，使变换器U1避免因电池组电压造成损坏，当电池组光伏电池组出现异常时，MOS管Q2导通，变换器U1正常工作。
本技术方案中的保护电路分别接到光伏电池组的负极与正极端。
其具体工作原理如下：
（1）如图2所示，在光伏电池正常工作情况下，本电路MOS管Q1的栅极G与变换器U1的CTR端相接，变换器U1由于电源电压反向而不能为其电容C1充电，使其输出端VOUT与其电源地VSS端电压相等，这样MOS管Q2的栅源电压Vgs不能达到MOS管Q2的门限电压Vth而使MOS管Q2处于关断状态，变换器U1不工作，于是MOS管Q1也处于关断状态，电路的阴阳极间不导通，只有很小的漏电流，在温度25度时，小于2uA，125度时小于20uA。
（2）在光伏电池组出现热斑效应或其它情况时，二极管D1形成正向电压（即二极管的结电压），根据这时正常电池组的电压与外接负载的情况，电压一般在0.4V~1V之间， MOS管Q2依靠其体二极管正向小电压和小的导通电流；此时，变换器U1的VIN端与VSS端获得正向电压，开始给电容C1充电，随着电容C1电压的升高，MOS管Q2完全导通，电容C1快速充满电；在这个阶段，变换器U1的CTR端为低电平，MOS管Q1不导通；当电容C1充满电时，变换器U1的控制输出端CTR输出高电平，此时MOS管Q1导通，MOS管Q1的漏源端的电压就下降到一个很小的值约几十毫伏到一百多毫伏，即阳极端与阴极端的电压为此值，比二极管导通时小几倍到几十倍，且其导通时间与关断时间之比一般大于95%，所以其平均功耗远小于只使用传统旁路二极管。当电容C1端电压下降到某一定值时，变换器U1的控制端CTR端被关断，输出低电平，MOS管Q1关断，此时只有二极管正向导通，变换器U1又开始给电容C1充电。如此重复，使阳极与阴极端的平均电压大大下降，节省电能，同时电路本身的温升与传统旁路二极管相比，温度大大下降，器件本身的可靠性和安全性得到极大的提高。
因二极管D1是MOS管Q1关断时的工作二极管，电流较大，漏电流要小。本电路中的MOS管Q2是变换器U1的保护管，当电池组正常工作时关断，使变换器U1免受电池电压（对本电路是反向高电压）而造成损坏，电池组出现异常时，MOS管导通，使变换器U1正常工作。凡是具有开关保护电荷泵，利用二极管D1短时工作的电压为电荷泵充电的方案均属本权利保护范围。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种用于光伏电池组的保护电路，其特征在于，包括电荷泵、电荷泵保护器和光伏电池组旁路开关，所述电荷泵保护器和光伏电池组旁路开关均电连接在电荷泵上，所述电荷泵与光伏电池组旁路开关电连接；
所述电荷泵由变换器U1和电容C1构成，该变换器U1的电源地VSS端接地，变换器U1的泵电容CPC+端与电容C1的一端相接，该电容C1的另一端接地；
所述光伏电池组旁路开关由MOS管Q1和二极管D1构成，所述MOS管Q1的源极与二极管D1的阳极电连接，MOS管Q1的漏极与二极管D1的阴极电连接，且所述MOS管Q1的源极与上述变换器U1的电源输入VIN端电连接，MOS管Q1的漏极与电荷泵保护器电连接，MOS管Q1的栅极与变换器U1的控制输出CTR端电连接；
所述电荷泵保护器为MOS管Q2，该MOS管Q2的源极与上述变换器U1的电源地VSS端电连接，MOS管Q2的栅极与变换器U1的输出电源VOUT端电连接，MOS管Q2的漏极与上述MOS管Q1的漏极电连接；所述MOS管Q2是变换器U1的保护管，当光伏电池组正常工作时关断，使变换器U1避免因电池组电压造成损坏，当光伏电池组出现异常时，MOS管Q2导通，变换器U1正常工作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310543630.9A CN103560159B (zh) | 2013-11-06 | 2013-11-06 | 用于光伏电池组的保护电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310543630.9A CN103560159B (zh) | 2013-11-06 | 2013-11-06 | 用于光伏电池组的保护电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103560159A CN103560159A (zh) | 2014-02-05 |
| CN103560159B true CN103560159B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=50014366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310543630.9A Expired - Fee Related CN103560159B (zh) | 2013-11-06 | 2013-11-06 | 用于光伏电池组的保护电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103560159B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106877812A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-06-20 | 李天万 | 一种高可靠性低功耗的光伏电池组保护电路 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101022258A (zh) * | 2006-02-14 | 2007-08-22 | 迪尔阿扣基金两合公司 | 用于光电系统的太阳能模块 |
| CN102916056A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-02-06 | 谢可勋 | 太阳能电池组件保护电路、太阳能接线盒及太阳能发电系统 |
| CN203573988U (zh) * | 2013-11-06 | 2014-04-30 | 无锡清莲新能源科技有限公司 | 用于光伏电池组的保护电路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10222621A1 (de) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | Josef Steger | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuer- und Regelung von Photovoltaikanlagen |
-
2013
- 2013-11-06 CN CN201310543630.9A patent/CN103560159B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101022258A (zh) * | 2006-02-14 | 2007-08-22 | 迪尔阿扣基金两合公司 | 用于光电系统的太阳能模块 |
| CN102916056A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-02-06 | 谢可勋 | 太阳能电池组件保护电路、太阳能接线盒及太阳能发电系统 |
| CN203573988U (zh) * | 2013-11-06 | 2014-04-30 | 无锡清莲新能源科技有限公司 | 用于光伏电池组的保护电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103560159A (zh) | 2014-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201898330U (zh) | 一种防反接电路 | |
| CN202663092U (zh) | 一种电池过充电保护电路 | |
| CN102931647B (zh) | 一种浪涌电流抑制电路及灯具 | |
| CN102916056B (zh) | 太阳能电池组件保护电路、太阳能接线盒及太阳能发电系统 | |
| CN203645382U (zh) | 一种带尖峰电压抑制的太阳能充电装置的拓扑结构 | |
| CN103023116B (zh) | 一种移动通讯终端以及用于保护移动通讯终端充电的电路 | |
| CN103560159B (zh) | 用于光伏电池组的保护电路 | |
| CN203573988U (zh) | 用于光伏电池组的保护电路 | |
| CN103560160B (zh) | 太阳电池组件 | |
| CN103326327B (zh) | 浮充充电器过流保护电路 | |
| CN203574598U (zh) | 太阳电池组件 | |
| CN202167878U (zh) | 一种太阳能控制器的充电电路拓扑结构 | |
| CN204118791U (zh) | 移动电源的控制保护电路 | |
| CN209313501U (zh) | 一种基于理想二极管的双电池组并联隔离电路 | |
| CN105762769A (zh) | 一种应用于太阳能光伏产品的电池保护电路 | |
| CN106877812A (zh) | 一种高可靠性低功耗的光伏电池组保护电路 | |
| CN109039064A (zh) | 一种航天器防单供电二极管短路的分流调节装置 | |
| CN203562797U (zh) | 一种太阳能控制器的太阳能电池防反接保护电路 | |
| CN203933064U (zh) | 一种防反充电式太阳能充电控制电路 | |
| CN103236728A (zh) | 一种太阳能供电控制系统 | |
| CN202550490U (zh) | 低损耗太阳能电池隔离保护电路 | |
| CN102751969B (zh) | 一种小功率光伏控制器输出短路的保护电路及其方法 | |
| CN204046163U (zh) | 多用途充电器输出端极性反接保护电路 | |
| CN116915169B (zh) | 光伏电池旁路电路 | |
| CN202014215U (zh) | 一种太阳能控制器电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170707 Address after: 100020, room 1, unit 12, 8 Chaoyang Road, Beijing, Chaoyang District 1222, China Patentee after: Beijing Zhongke Qing Hui Information Technology Co., Ltd. Address before: 214000 Jiangsu New District of Wuxi City Linghu Road No. 200 Chinese Sensor Network International Innovation Park building E Patentee before: WUXI LOTUSOLAR NEW ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Tianwan Inventor before: Zhu Yu Inventor before: Li Tianwan |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180316 Address after: 200131 Shanghai city China (Shanghai) Free Trade Zone North Fute Road No. 211 room 368 302 parts Patentee after: Yongding (Shanghai) Energy Technology Co Ltd Address before: 100020, room 1, unit 12, 8 Chaoyang Road, Beijing, Chaoyang District 1222, China Patentee before: Beijing Zhongke Qing Hui Information Technology Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160824 Termination date: 20181106 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |