CN108010975B - 一种太阳能发电组件用旁路二极管 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能发电组件用旁路二极管。涉及太阳能发电组件用旁路二极管，尤其涉及一种能适用于电阻焊接（碰焊）工艺的太阳能发电组件旁路二极管。提出了一种结构精巧、结构强度高、结构稳定性好且可有效适用与电阻焊接工艺的太阳能发电组件用旁路二极管。包括阴极片、芯片和阳极片，所述芯片的N面焊接在阴极片上，所述阳极片的一侧焊接在芯片的P面上；所述阳极片包括本体、升高体和焊接体，所述升高体的一侧与本体之间通过连接体一连为一体，使得升高体高于本体，所述焊接体的一侧通过连接体二连接在低于升高体的位置；所述芯片的P面与焊接体的中部相焊接。本发明从整体上具有结构精巧、结构强度高、结构稳定性好、可适配于电阻焊的特点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电组件用旁路二极管，尤其涉及一种能适用于电阻焊接（碰焊）工艺的太阳能发电组件旁路二极管。
背景技术
太阳能发电组件是太阳能发电系统（站）的发电单元部件，太阳能发电系统是由若干块发电组件，通过串、并联连接实现大功率发电，并通过蓄电或者逆变，向用电者提供电力或并网供电。
为防止太阳能发电组件中电池片因阳光被物体或者物体阴影所遮挡，而产生热斑效应，造成电池片烧毁，太阳能发电组件中需要设置旁路二极管,当有物体遮挡或者物体阴影落在太阳能发电组件局部时，与该局部电池片连接的旁路二极管即可提供电流旁路作用，使电流避开该局部电池片，从而保护该局部电池片不被烧伤。旁路二极管一般被安装在太阳能接线盒内。
现有技术条件下，光伏旁路二极管均采用传统封装形式的二极管（即用于电器整机类的封装器件），目前大量使用的有R-6轴向封装系列二极管和TO-263贴片封装系列二极管。由于接线盒内部全部采用铜导电片结构，而并非PCB板结构，因此，传统封装形式的二极管无法在接线盒内应用成熟的波峰焊接工艺和SMD工艺来进行二极管的安装；
目前，接线盒内部二极管的安装一般采用卡接加焊接安装工艺或者回流焊接安装工艺；这些安装工艺在接线盒生产应用中，有以下不足：R-6轴向封装系列二极管通过卡接加焊接进行安装，其安装工艺较复杂，虽然能够采用设备进行，但效率较低；二极管的圆柱形塑料体，占用较大的接线盒高度空间，使接线盒无法实现扁平化，增加了客户应用中灌封用胶量和接线盒的材料成本；
由于接线盒内部均采用了铜片作为二极管的导电散热载体，而这些铜导体与PCB板相比都具有较强的热传导特性，因此要完成二极管的安装焊接，往往需要较高的焊接温度，才能达到合格的焊接效果。焊接温度高，会使二极管的封装材料发生膨胀，其产生的内部应力对二极管性能及使用寿命有较大的影响，给二极管留下质量隐患。
上述二极管的安装工艺需要采用较多的焊接材料，及焊锡丝和焊膏。同时也需要多个工艺步骤才能完成。材料成本和人工成本都较高。
对此，有人提出采用焊接效果更好，焊接后结构强度更高的电阻焊来实现二极管与接线盒的连接；然而，在实际应用时，却发现大多经过电阻焊焊接后的二极管，其中的跳线极易变形甚至与芯片松脱，使得废品率变得极大、且产品质量也得不到有效的保证。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、结构强度高、结构稳定性好且可有效适用与电阻焊接工艺的太阳能发电组件用旁路二极管。
本发明的技术方案为：包括阴极片、芯片和阳极片，所述芯片的N面焊接在阴极片上，所述阳极片的一侧焊接在芯片的P面上；
所述阳极片包括本体、升高体和焊接体，所述升高体的一侧与本体之间通过连接体一连为一体，使得升高体高于本体，所述焊接体的一侧通过连接体二连接在低于升高体的位置；所述芯片的P面与焊接体的中部相焊接。
所述旁路二极管还包括包覆在阴极片、芯片和阳极片外的封装体；
所述阴极片的一侧伸出至封装体外，形成阴极端子。
所述焊接体的一侧通过连接体二与本体连为一体，所述本体的一侧伸出至封装体外，形成阳极端子。
所述焊接体的一侧通过连接体三焊接与升高体连接一体，所述阳极片中的升高体的一侧、连接体和本体均伸出至封装体外，形成阳极端子。
所述阳极片中本体的底面与封装体的底面处在同一平面上，所述阴极端子具有下折弯部、且所述下折弯部的底面与封装体的底面处在同一平面上。
所述升高体远离本体的一侧还设有至少一个与其连为一体且高度一致的加强体，所述加强体位于焊接体的上方、且加强体中开设有至少一用于穿过封装体的加强孔。
所述阳极片和阴极片上还开设有位于封装体内的长条形凹槽。
所述阳极片的厚度小于阴极片的厚度。
由于本案取消了跳线，采用了结构强度更好的阳极片，且阳极片相较跳线与芯片之间具有更好的接触面积与焊接强度，因此，本案在后续使用电阻焊完成阴极片、阳极片与接线盒的焊接时，可使得二极管整体保持较好的结构强度，且在电阻焊完成后保持较高的产品品质。本发明从整体上具有结构精巧、结构强度高、结构稳定性好、可适配于电阻焊的特点。
附图说明
图1是本案的结构示意图，
图2是图1的俯视图，
图3是图1中A-A向剖视图，
图4是本案中阳极端子的第二种实施例的结构示意图，
图5是本案封装完毕后的结构示意图，
图6是图5的俯视图，
图7是本案中阳极端子和阴极端子的优化实施方式示意图；
图中1是阴极片，10是下折弯部，2是芯片，3是阳极片，31是本体，32是升高体，320是连接体一，33是焊接体，330是连接体二，34是加强体，340是加强孔，4是封装体。
具体实施方式
本发明如图1-7所示，包括阴极片1、芯片2和阳极片3，所述芯片2的N面焊接在阴极片1上，所述阳极片3的一侧焊接在芯片2的P面上；
所述阳极片3包括本体31、升高体32和焊接体33，所述升高体32的一侧与本体31之间通过连接体一320连为一体，使得升高体32高于本体31，所述焊接体33的一侧通过连接体二330连接在低于升高体32的位置；所述芯片2的P面与焊接体33的中部相焊接。这样，即有效取消了传统二极管中连接强度较为薄弱的跳线，直接将芯片的P面焊接在了阳极片上，从而一方面，较于跳线具有更好的结构强度；另一方面，使得芯片和阳极片之间具有更好的连接强度；最后，也正由于与芯片P面的接触有跳线变为了体积更大的铜制阳极片，因此，显著提升了热容量，使得芯片可利用铜制的阳极片进行更为良好的散热作用。
与此同时，受本案中阳极片的特殊结构影响，使得对阴极片、芯片和阳极片进行焊接时，可借用外力压住阳极片中的升高体（由于焊接体的中部低于升高体，因此，受到下压力时，可通过自身的弹性变形化解多余的下压力，而传统的跳线则不能受力），使得芯片和焊接体可在焊接完成后保持较为良好的接触面积与焊接强度，阳极片自身也可在焊接完成后保持更为良好、稳定的结构形态。
综合上述几点，由于本案取消了跳线，采用了结构强度更好的阳极片，且阳极片相较跳线与芯片之间具有更好的接触面积与焊接强度，因此，本案在后续使用电阻焊完成阴极片、阳极片与接线盒的焊接时，可使得二极管整体保持较好的结构强度，且在电阻焊完成后保持较高的产品品质。本发明从整体上具有结构精巧、结构强度高、结构稳定性好、可适配于电阻焊的特点。
所述旁路二极管还包括包覆在阴极片1、芯片2和阳极片3外的封装体4；
所述阴极片1的一侧伸出至封装体4外，形成阴极端子。即可通过阴极端子方便的与接线盒进行焊接。
关于连接体二的连接位置和阳极端子的结构，下面以两种实施例进行代表性阐述：
实施例一，如图3所示：所述焊接体33的一侧通过连接体二330与本体31连为一体，所述本体31的一侧伸出至封装体4外，形成阳极端子。即可通过阳极端子方便的与接线盒进行焊接。
实施例二，如图4所示：所述焊接体33的一侧通过连接体二330与升高体32连接一体，所述阳极片3中的升高体32的一侧、连接体一320和本体31均伸出至封装体4外，形成阳极端子。这样，使得由升高体的一侧、连接体和本体所形成的一“折弯结构”伸出至封装体外，从而在进行阳极片与接线盒的焊接时，可利用该“折弯结构”的弹性变形消除多余的应力，有效保护了阳极片另一侧与芯片之间的焊接的稳定性，进而在电阻焊的过程中进一步保证了产品的品质，进一步使得本案中的二极管可更好的适应于电阻焊工艺。
如图7所示，所述阳极片3中本体31的底面与封装体4的底面处在同一平面上，所述阴极端子1具有向下折弯的下折弯部10、且所述下折弯部10的底面与封装体4的底面处在同一平面上。从而使得在后续对二极管整体进行安装加工时，对其可进行更好的定位与放置，使得二极管整体的结构更为稳定、合理。此外，当外部出现拉力等应力时，可通过折弯部的弹性变形进行有效的缓冲、化解，使得二极管整体可更好的适应于电阻焊工艺。
所述升高体32远离本体31的一侧还设有至少一个与其连为一体且高度一致的加强体34，所述加强体34位于焊接体33的上方、且加强体34中开设有至少一用于穿过封装体的加强孔340。这样，一方面，进一步提升了阳极片与封装体之间的连接强度，使得二极管整体可保持更为良好的结构稳定性，从而使得本案中的二极管可更好的适应于电阻焊工艺；另一方面，在对阴极片、芯片和阳极片进行焊接时，可借用外力同时压住阳极片中的升高体与加强体，显著提升了压合效果，从而进一步保证了焊接后芯片和焊接体可保持较为良好的接触面积与焊接强度，并进一步保证了阳极片自身可保持更为良好、稳定的结构形态。
所述阳极片和阴极片上还开设有位于封装体内的长条形凹槽。从而进一步提升了封装体与阳极片，以及封装体与阴极片之间的连接强度，使得更好的适应于电阻焊工艺。
所述阳极片3的厚度小于阴极片1的厚度。这样，当阳极片和阴极片同时受力时，可通过阳极片先开始的弹性变形对应力进行有效的化解，从而使得本案中的二极管即使在受到较大的外力时，依然可保持较好的产品质量，即可更好的适应于电阻焊工艺。
Claims (4)
1.一种太阳能发电组件用旁路二极管，其特征在于，包括阴极片、芯片和阳极片，所述芯片的N面焊接在阴极片上，所述阳极片的一侧焊接在芯片的P面上；
所述阳极片包括本体、升高体和焊接体，所述升高体的一侧与本体之间通过连接体一连为一体，使得升高体高于本体，所述焊接体的一侧通过连接体二连接在低于升高体的位置；所述芯片的P面与焊接体的中部相焊接；
所述旁路二极管还包括包覆在阴极片、芯片和阳极片外的封装体；
所述阴极片的一侧伸出至封装体外，形成阴极端子；
连接体二的连接位置和阳极端子的结构A：所述焊接体的一侧通过连接体二与本体连为一体，所述本体的一侧伸出至封装体外，形成阳极端子；
或连接体二的连接位置和阳极端子的结构B：所述焊接体的一侧通过连接体二与升高体连接一体，所述阳极片中的升高体的一侧、连接体和本体均伸出至封装体外，形成阳极端子；
所述阳极片和阴极片上还开设有位于封装体内的长条形凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能发电组件用旁路二极管，其特征在于，连接体二的连接位置和阳极端子的结构B时，所述阳极片中本体的底面与封装体的底面处在同一平面上，所述阴极端子具有下折弯部、且所述下折弯部的底面与封装体的底面处在同一平面上。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能发电组件用旁路二极管，其特征在于，所述升高体远离本体的一侧还设有至少一个与其连为一体且高度一致的加强体，所述加强体位于焊接体的上方、且加强体中开设有至少一用于穿过封装体的加强孔。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能发电组件用旁路二极管，其特征在于，所述阳极片的厚度小于阴极片的厚度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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