CN203574598U - 太阳电池组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳电池组件，包括电池组本体、电池保护电路和接线盒，所述电池保护电路设置在电池组本体内或接线盒内，接线盒内设置电池接线端口，该接线端口与电池组本体电连接，所述电池保护电路包括，电荷泵、电荷泵保护器和光伏电池组旁路开关。通过电池保护电路中MOS管Q1、电容C1和MOS管Q2的导通和截止，使电池保护电路中的MOS管Q1导通时间与关断时间之比大于95%，因此平均功耗远小于传统旁路二极管，减少了由于旁路管的高温对太阳电池组件的影响，以此达到提高组件电性能和安全性的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池领域，具体地，涉及一种太阳电池组件。
背景技术
目前，随着环境污染的加剧，清洁能源得到社会的广泛关注，而太阳能电池作为太阳能利用的重要载体，在生活中被大量使用，但现在的光伏电池组件在使用过程中，为防止组件内电池片由于品质不匹配或部分电池被遮挡而发生热斑效应导致电池组件的发热与或损坏，减少由于品质差异或使用环境对组件输出功率的影响，需要在多个串联电池上并联一个旁路二极管，从而保证太阳电池的使用寿命和输出功率。但现有旁路二极管由于发热与散热问题使电池组件的性能和安全性存在很大隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种太阳电池组件，以实现提高太阳电池性能和使用寿命的优点。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种太阳电池组件，包括电池组本体、电池保护电路和接线盒，所述电池保护电路设置在电池组本体或接线盒内，接线盒内设置电池接线端口，该接线端口与电池组本体电连接，
所述电池保护电路包括，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。
进一步的，所述电池保护电路可以用焊接的方式设置在上述电池组本体内或接线盒内。
进一步的，所述电池保护电路可以与电池组本体一起层压封装。
本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型的技术方案，通过本技术方案的电池保护电路代替现在常用的旁路二极管，通过控制光伏电池组件旁路开关MOS管Q1的导通和截止，使的光伏电池保护电路MOS管Q1导通时间与关断时间之比大于95%，使得平均功耗远小于传统旁路二极管，减少了由于温度问题对光伏电池组件的损坏，达到提高光伏电池电性能和稳定性的目的。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的太阳电池组件示意图；
图2为本实用新型实施例所述的太阳电池组件中电池保护电路的电气电路图；
图3为本实用新型实施例所述的电池保护电路变换器U1的控制输出端的电压波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1和图2所示，一种太阳电池组件，包括电池组本体、电池保护电路和接线盒，电池保护电路设置在电池组本体内或接线盒内，接线盒内设置电池接线端口，该接线端口与电池组本体电连接，
电池保护电路包括，电荷泵、电荷泵保护器和光伏电池组旁路开关，
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；
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。
其中，电池保护电路可以用焊接的方式设置在上述电池组本体内或接线盒内。电池保护电路可与电池组本体一起层压封装。
电池保护电路分别接到光伏电池组的负极与正极端。
其具体工作原理如图3所示：
（1）在光伏电池组正常工作情况下，本电路MOS管Q1的栅极G与变换器U1相接，变换器U1由于电源电压反向而不能为其泵电容充电，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下，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停止充电，变换器U1的控制端CTR输出高电平使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传统旁路二极管。当电容C1两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压降大大下降，节省电能，同时电路本身的温升与传统二极管相比，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免受电池组电压（对本电路是反向高电压）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。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种太阳电池组件，其特征在于，包括电池组本体、电池保护电路和接线盒，所述电池保护电路设置在电池组本体内或接线盒内，接线盒内设置电池接线端口，该接线端口与电池组本体电连接，
所述电池保护电路包括，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。
2.根据权利要求1所述的太阳电池组件，其特征在于，所述电池保护电路用焊接的方式设置在上述电池组本体内或接线盒内。
3.根据权利要求1或2所述的太阳电池组件，其特征在于，所述电池保护电路与电池组本体一起层压封装。
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| CN103560160A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-02-05 | 无锡清莲新能源科技有限公司 | 太阳电池组件 |
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