CN202634273U - 一种太阳能电池板及其嵌入式直流转换器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件，包括功率开关器件M、第一电容C1、第二电容C2、二极管D1和电感L1；第一电容C1的第二端和第一端分别与电池片的正极和负极相连；第一电容C1的第一端与二极管D1的正极、第二电容C2的第一端相连；第一电容C1的第二端与功率开关器件M的漏极相连；功率开关器件M的源极与二极管D1的负极、电感L1的一端相连；电感L1的另一端与第二电容C2的第二端相连；第二电容C2的第二端和第一端分别为输出端的正极和负极。本实用新型提供的嵌入式直流转换器件能够提高被遮挡的太阳能电池板的输出功率。本实用新型公开的太阳能电池板应用了上述嵌入式直流转换器件，能够提高被遮挡的太阳能电池板的输出功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能设备技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能电池板及其嵌入式直流转换组件。
背景技术
太阳能电池板包括钢化玻璃、电池片、焊带、汇流带、背板、边框、封装材料和接线盒，其中，边框为矩形筒状结构；钢化玻璃和背板分别设置在边框的两端；电池片其设置在上述边框内；焊带设置在相邻的电池片之间，且与上述相邻的电池片相连；接线盒通过上述汇流带和焊带与电池片相连，汇流带靠近上述边框；接线盒内设有与上述电池片相连的旁路二极管；封装材料设置在边框、钢化玻璃和背板围成的空间内，其用于封装上述电池片，并使钢化玻璃和背板紧密连接。
在太阳能电池板的实际应用中，常发生树叶、乌云和鸟粪等物体遮挡电池片以至其不能接收阳光的现象，被遮挡的电池片不能发电，接线盒内的旁路二极管导通，其能够旁路掉与被遮挡的电池片串联的整个电池串产生的电能，防止未被遮挡的电池片产生的电流流过被遮挡的电池片，能够避免被遮挡的电池片发热甚至烧毁太阳能电池板的现象。
但是，现有的太阳能电池板中，与被遮挡的电池片串联的电池片被接线盒内的旁路二极管旁路掉，导致电池板的总体输出功率减少。
另外，当电池片的遮挡面积较小时，接线盒内的旁路二极管不足以导通，会发生少量电流流经被遮挡的电池片，导致太阳能电池板的性能下降，所有电池片均受影响，整个太阳能电池板的输出功率减少。
综上所述，如何提供能够替换现有的带旁路二极管的接线盒并提高被遮挡的太阳能电池板的输出功率的器件，并提供应用该器件的太阳能电池板，是本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件和应用该嵌入式直流转换器件的太阳能电池板，以替换现有的带旁路二极管的接线盒，提高被遮挡的太阳能电池板输出的功率。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件，包括：
功率开关器件M、第一电容C1、第二电容C2、二极管D1和电感L1；
其中，所述第一电容C1的第二端与所述电池片的正极相连，所述第一电容C1的第一端与所述电池片的负极相连；
所述第一电容C1的第一端分别与所述二极管D1的正极和所述第二电容C2的第一端相连；所述第一电容C1的第二端与所述功率开关器件M的漏极相连；
所述功率开关器件M的源极分别与所述二极管D1的负极和所述电感L1的一端相连；所述电感L1的另一端与所述第二电容C2的第二端相连；
所述第二电容C2的两端为输出端，且所述第二电容C2的第二端为所述输出端的正极，所述第二电容C2的第一端为所述输出端的负极。
优选的，上述用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件中，所述功率开关器件M、第一电容C1、第二电容C2、二极管D1和电感L1通过集成的方式连接。
优选的，上述用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件中，所述第一电容C1与6片相互串联的电池片并联。
优选的，上述用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件中，所述第二电容C2的第二端与所述第一电容C1的第二端集成在一起。
一种太阳能电池板，包括：
边框；
分别设置在所述边框两端的钢化玻璃和背板；
设置在所述边框内的电池片；
封装材料，所述封装材料设置在所述边框、所述钢化玻璃和所述背板围成的空间内；和
与多个相互串联的所述电池片相连的嵌入式直流转换器件，所述嵌入式直流转换器件设置在所述边框内，且其为上述技术方案中任意一项所述的嵌入式直流转换器件。
优选的，上述太阳能电池板中，每6片相互串联的所述电池片的正极与所述第一电容C1的第二端相连，其负极与所述第一电容C1的第一端相连。
本实用新型提供的用于太阳能电池的嵌入式直流转换器件中，包括功率开关器件M、第一电容C1、第二电容C2、二极管D1和电感L1，其中，第一电容C1的第二端与电池片的正极相连，其第一端与电池片的负极相连；第一电容C1的第一端分别与二极管D1的正极和第二电容C2的第一端相连；第一电容C1的第二端与功率开关器件M的漏极相连；功率开关器件M的源极分别与二极管D1的负极和电感L1的一端相连；电感L1的另一端与第二电容C2的第二端相连；第二电容C2的两端为输出端，且第二电容C2的第二端为输出端的正极，其第一端为输出端的负极。
本实用新型提供的用于太阳能电池的嵌入式直流转换器件中，各个部件组成了直流斩波电路，将电池片产生的电流通过上述直流斩波电路输出；直流斩波电路的输入电压Ui与输出电压Uo的关系为Uo=αUi（0≤α≤1），直流斩波电路的输入电流Ii与输出电流Io的关系为Io=Ii/α（0≤α≤1），其中，α为占空比，通过改变该占空比即可改变该直流斩波电路的输出电流的大小。应用时，上述嵌入式直流转换器件的控制程序根据时时采集电路的电压电流计算输出功率，比较前后两次的功率大小逐步调节功率开关器件的开关频率，即可调节占空比，从而维持应用此类直流转换器件的太阳能电池板的输出电流基本不变，使电池片被遮挡时仍有一定的功率输出，从而最大程度的增加太阳能电池板的功率输出。本实用新型提供的用于太阳能电池的嵌入式直流转换器件能够代替现有的接线盒实现将电池片产生的直流电直接输出，同时，能够使被遮挡的电池片仍然有功率输出，使电池板的输出功率时刻保持最大。
另外，本实用新型提供的用于太阳能电池的嵌入式直流转换器件能够迅速调节占空比，相比于现有技术中的电池盒，能够避免遮挡面积较小时电流流经被遮挡的电池片处，使太阳能电池板的性能维持良好，避免整个太阳能电池板的输出功率减少。
还有，本实用新型提供的用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件中，其内部的控制程序能够为其提供短路保护功能，防止电池片和内部部件受到损害。
再有，本实用新型提供的用于太阳能电池的嵌入式直流转换器件中，第二电容C2的第二端和第一电容C1的第二端集成在一起，即输出端的正极和输入端的正极集成在一起，利于节省材料。
本实用新型提供的太阳能电池板应用了本实用新型提供的嵌入式直流转换器件，亦能取得上述技术效果，在此不再赘述。同时，本实用新型提供的太阳能电池板中，嵌入式直流转换器件设置在边框内部，能够避免与空气接触，防止老化，使用寿命长。本实用新型提供的太阳能电池板中，每个嵌入式直流转换器件能够与多个电池片相连，节省材料和边框内的布置空间。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
图1为本实用新型实施例提供的用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件的电路示意图；
其中，上图中：
第一电容C1、功率开关器件M、二极管D1、电感L1、第二电容C2。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本实用新型实施例公开了一种用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件和太阳能电池板，以替换现有的带旁路二极管的接线盒，提高被遮挡的太阳能电池板输出的功率。
请参阅图1，本实用新型实施例提供的用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件包括功率开关器件M、第一电容C1、第二电容C2、二极管D1和电感L1，其中，第一电容C1的第二端与电池片的正极相连，第一电容C1的第一端与电池片的负极相连；第一电容C1的第一端分别与二极管D1的正极和第二电容C2的第一端相连；第一电容C1的第二端与功率开关器件M的漏极相连；上述功率开关器件M的源极分别与二极管D1的负极和电感L1的一端相连；电感L1的另一端与第二电容C2的第二端相连；上述第二电容C2的两端为输出端，且上述第二电容C2的第二端为输出端的正极，第二电容C2的第一端为输出端的负极。
具体的，上述实施例提供的用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件为集成芯片，上述功率开关器件M、第一电容C1、第二电容C2、二极管D1和电感L1通过集成的方式连接。
具体的，上述实施例提供的用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件中，第一电容C1为输入端，其与6片相互串联的电池片通过并联的方式连接。根据实际应用情况的不同，第一电容C1还可以与4片、5片、7片或7片以上相互串联的电池片通过并联的方式连接。
具体的，上述实施例提供的用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件中，第二电容C2的第二端与第一电容C1的第二端集成在一起，即输出端的正极和输入端的正极集成在一起，便于节省材料。
本实用新型实施例提供的太阳能电池板包括边框、钢化玻璃、背板、电池片、封装材料和嵌入式直流转换器件，其中，钢化玻璃和背板分别设置在上述边框的两端；电池片设置在边框内；封装材料设置在钢化玻璃、背板和边框围成的空间内；嵌入式直流转换器件为上述实施例提供的嵌入式直流转换器件，其设置在边框内，且与上述电池片相连。
上述实施例提供的太阳能电池板中，每6片相互串联的电池片与上述嵌入式直流转换器件相连；具体的，6片相互串联的电池片的正极与第一电容C1的第二端相连，6片相互串联的电池片的负极与第一电容C1的第一端相连。
上述实施例提供的太阳能电池板中，根据电池片个数的不同，还可以设置为每3片、每4片、每5片或每6片以上相互串联的电池片与一个上述嵌入式直流转换器件相连。
本实用新型实施例提供的用于太阳能电池的嵌入式直流转换器件中，各个部件组成了直流斩波电路，将电池片产生的电流通过上述直流斩波电路输出；直流斩波电路的输入电压Ui与输出电压Uo的关系为Uo=αUi（0≤α≤1），直流斩波电路的输入电流Ii与输出电流Io的关系为Io=Ii/α（0≤α≤1），其中，α为占空比，通过改变该占空比即可改变该直流斩波电路的输出电流的大小。应用时，嵌入式直流转换器件的控制程序根据时时采集电路的电压电流计算输出功率，比较前后两次的功率大小逐步调节电子开关器件的开关频率，以调节占空比，从而与维持采用嵌入式直流转换器件的太阳能电池板的输出电流基本不变，使被遮挡的电池片仍有一定的功率输出，从而最大程度的增加太阳能电池板的功率输出。本实用新型实施例提供的用于太阳能电池的嵌入式直流转换器件能够代替现有的接线盒实现将电池片产生的直流电直接输出，同时能够使被遮挡的电池片仍然有功率输出，使电池板的输出功率时刻保持最大。
另外，本实用新型实施例提供的用于太阳能电池的嵌入式直流转换器件能够迅速调节占空比，相比于现有技术中的电池盒，能够避免遮挡面积较小时电流流经被遮挡的电池片处，使各个电池片的性能维持良好，避免整个太阳能电池板的输出功率减少。
还有，本实用新型实施例提供的用于太阳能电池的嵌入式直流转换器件中，其内部的控制程序能够为其提供短路保护功能，防止电池片受到损害。
本实用新型实施例提供的太阳能电池板应用了本实用新型实施例提供的嵌入式直流转换器件，亦能取得上述技术效果，在此不再赘述。同时，本实用新型实施例提供的太阳能电池板中，嵌入式直流转换器件设置在边框内部，能够避免与空气接触，防止老化，使用寿命长。本实用新型实施例提供的太阳能电池板中，每个嵌入式直流转换器件能够与多个电池片相连，节省材料和边框内的布置空间。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件，其特征在于，包括：
功率开关器件M、第一电容C1、第二电容C2、二极管D1和电感L1；
其中，所述第一电容C1的第二端与所述电池片的正极相连，所述第一电容C1的第一端与所述电池片的负极相连；
所述第一电容C1的第一端分别与所述二极管D1的正极和所述第二电容C2的第一端相连；所述第一电容C1的第二端与所述功率开关器件M的漏极相连；
所述功率开关器件M的源极分别与所述二极管D1的负极和所述电感L1的一端相连；所述电感L1的另一端与所述第二电容C2的第二端相连；
所述第二电容C2的两端为输出端，且所述第二电容C2的第二端为所述输出端的正极，所述第二电容C2的第一端为所述输出端的负极。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件，其特征在于，所述功率开关器件M、第一电容C1、第二电容C2、二极管D1和电感L1通过集成的方式连接。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件，其特征在于，所述第一电容C1与6片相互串联的电池片并联。
4.根据权利要求3所述的用于太阳能电池板的嵌入式直流转换器件，其特征在于，所述第二电容C2的第二端与所述第一电容C1的第二端集成在一起。
5.一种太阳能电池板，其特征在于，包括：
边框；
分别设置在所述边框两端的钢化玻璃和背板；
设置在所述边框内的电池片；
封装材料，所述封装材料设置在所述边框、所述钢化玻璃和所述背板围成的空间内；和
与多个相互串联的所述电池片相连的嵌入式直流转换器件，所述嵌入式直流转换器件设置在所述边框内，且其为权利要求1-4任意一项所述的嵌入式直流转换器件。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池板，其特征在于，每6片相互串联的所述电池片的正极与所述第一电容C1的第二端相连，其负极与所述第一电容C1的第一端相连。
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| CN104078524A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-10-01 | 国电光伏有限公司 | 一种内置芯片的智能光伏组件 |
| CN106972074A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-07-21 | 中盛阳光新能源科技有限公司 | 一种新型半片电池组件 |
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2012
- 2012-06-18 CN CN2012202869268U patent/CN202634273U/zh not_active Expired - Fee Related
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