CN205986766U - 包封体分段式光伏旁路二极管模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型的包封体分段式光伏旁路二极管模块，包括多个间隔设置的铜框架，相邻的两铜框架之间通过二极管芯片相连通；其特征在于：每个二极管芯片的外围均设置有单独的包封体。本实用新型的光伏旁路二极管模块，两相邻铜框架之间的每个二极管芯片通过单独的包封体进行封装，改变了以往所有二极管芯片采用一个包封体的形式，大大降低了由于材料热膨系数不匹配所导致的变形问题，降低了应力，提高了二极管芯片工作的可靠性；同时，由于采用单独的包封体进行封装，使得每个二极管芯片均可均匀散热，避免了以往中间二极管芯片散热不良所导致的损坏。

Description

包封体分段式光伏旁路二极管模块

技术领域

本实用新型涉及一种光伏旁路二极管模块，更具体的说，尤其涉及一种的包封体分段式光伏旁路二极管模块。

背景技术

随着人们环保意识增强，利用太阳能的光伏发电站越来越普及。光伏发电站是由多个光伏电池组件通过接线盒串联组成，接线盒内部安装有旁路二极管，当对应的光伏电池片呈现高阻状态时，旁路二极管起到续流作用，维持光伏电站正常运行。随着行业竞争加剧，成本压力越来越大，为降低接线盒生产成本，行业内推出旁路二极管模块代替目前大量使用的单只二极管。现有技术旁路二极管模块结构是：一个环氧树脂包封体内包含三个二极管芯片，由于二极管芯片工作时电流大、模块内部温度高，对散热及高温下的可靠性提出更高要求，现有技术虽然将三个二极管集成，但存在以下缺点：

（1）、现有技术将三个二极管芯片包封在一起，二极管芯片热传导范围有交集，处在中间部位的二极管芯片温度更高，容易造成热击穿。

（2）、现有技术环氧树脂包封体长度尺寸大，铜框架、环氧树脂及二极管芯片（硅材料）热膨胀系数不同，热压成型过程收缩不一致，容易产生弯曲变形。

（3）、现有技术环氧树脂包封体尺寸大，与采用单只二极管相比增加了应力对二极管芯片损伤的风险。

（4）、现有技术环氧树脂包封体比采用三个单只二极管的总体积大，增加了材料成本。

（5）、光伏电池组件正、负极输出线的接线端子通过环氧树脂包封体引出，装配时产生的机械力对内部芯片存在损伤风险。

（6）、现有技术方案，光伏电池组件的输出电流需经过旁路二极管模块内部输出，导致热阻增加，不利于散热。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种包封体分段式光伏旁路二极管模块。

本实用新型的包封体分段式光伏旁路二极管模块，包括多个间隔设置的铜框架，相邻的两铜框架之间通过二极管芯片相连通；其特征在于：每个二极管芯片的外围均设置有单独的包封体。

本实用新型的包封体分段式光伏旁路二极管模块，所述包封体的材料为环氧树脂，在两个相邻的铜框架上，二极管芯片的负极粘贴于一个铜框架上，正极经跳片与另一个铜框架电连接。

本实用新型的包封体分段式光伏旁路二极管模块，每个铜框架上非封装部位的中部均开设有固定孔，固定孔的上端设置有汇流线连接端；两侧的铜框架上分别设置有正极输出端、负极输出端，以分别与光伏电池片的正极、负极相连接，正极输出端、负极输出端位于固定孔的下方。

本实用新型的包封体分段式光伏旁路二极管模块，铜框架位于包封体中的边缘部分开设有凹槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的光伏旁路二极管模块，两相邻铜框架之间的每个二极管芯片通过单独的包封体进行封装，改变了以往所有二极管芯片采用一个包封体的形式，大大降低了由于材料热膨系数不匹配所导致的变形问题，降低了应力，提高了二极管芯片工作的可靠性；同时，由于采用单独的包封体进行封装，使得每个二极管芯片均可均匀散热，避免了以往中间二极管芯片散热不良所导致的损坏。

本实用新型的光伏旁路二极管模块的优点体现在：

（1）、本实用新型采用树脂包封体分段设计，每个环氧树脂包封单元内包含一只二极管芯片，与现有技术多个二极管芯片包封在一起比外形尺寸减小，解决不同材料热膨胀系数不匹配导致的形变，同时降低应力对二极管芯片的损伤风险，提高可靠性。

（2）、本实用新型拓宽了旁路二极管芯片的散热通道、增加了侧面散热通道，改善了旁路二极管模块的散热性能，从而降低温度，提高可靠性。

（3）、本实用新型中环氧树脂包封体体积减小，节省材料，降低成本。

（4）、本实用新型中汇流线连接端与树脂包封体之间设有固定孔，汇流线装配时产生的作用力不会影响二极管模块内部，降低二极管芯片损伤风险。

（5）、新技术方案太阳能电池组件正、负极输出端设在固定孔的下部，外部拉力直接作用于固定孔位置，对二极管模块内部无影响。

附图说明

图1为现有光伏旁路二极管模块的结构示意图；

图2为本实用新型的光伏旁路二极管模块的结构示意图；

图3为图2中A-A截面的剖视图；

图4为现有光伏旁路二极管模块的散热通道示意图；

图5为本实用新型的光伏旁路二极管模块的散热通道示意图。

图中：11、12、13均为包封体，21、22、23、24均为铜框架，31、32、33均为二极管芯片，41、42、43均为跳片，51、52、53、54固定孔，61负极输出端，62正极输出端，7汇流线连接端。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了现有光伏旁路二极管模块的结构示意图，有图可知，所有的二极管芯片采用一个环氧树脂包封体，这种封装形式，由于封装体的尺寸较长，当多个二极管芯片包封在一个尺寸相对较大的包封体中时，由于不同材料热膨胀系数不匹配容易导致二极管模块的形变，增加了应力对二极管芯片损伤风险。如图4所示，给出了现有光伏旁路二极管模块的散热通道示意图，位于中间部位的二极管芯片的散热效果差，易发生二极管芯片的热击穿损坏。

如图2所示，给出了本实用新型的光伏旁路二极管模块的结构示意图，图3给出了图2中A-A截面的剖视图，图5给出了本实用新型的光伏旁路二极管模块的散热通道示意图，所示的光伏旁路二极管模块由4个铜框架（21、22、23、24）、3个二极管芯片（31、32、33）、3个包封体（11、12、13）组成，每个二极管芯片的均采用单独的包封体进行封装，这种封装形式，解决了不同材料热膨胀系数不匹配所导致的形变问题，同时还保证了每个二极管芯片均具有良好的散热性能。

所示的4个铜框架（21、22、23、24）间隔设置，包封体11中的二极管芯片31的负极粘贴于铜框架22下端的左侧，二极管芯片31的正极经跳片41与铜框架21的下端相连接。包封体12中的二极管芯片32的负极粘贴于铜框架23下端的左侧，二极管芯片32的正极经跳片42与铜框架22的下端的右侧相连接。包封体13中的二极管芯片33的负极粘贴于铜框架24的下端，二极管芯片33的正极经跳片43与铜框架23的下端的右侧相连接。

所示的铜框架（21、22、23、24）的非封装部位的中部均开设有固定孔（51、52、53、54），固定孔的上部为汇流线连接端；由于固定孔的开设，当汇流线装配时所产生的应力不会传递到二极管芯片中，避免了二极管芯片的损伤。所示两端的铜框架（51、54）上分别设置有负极输出端61、正极输出端62，当与光伏电池片的负极、正极相连接时，外部拉力直接作用于固定孔位置，对二极管芯片内部无影响，实现了进一步的保护作用。铜框架位于包封体中的边缘部分开设有若干凹槽8，保证了环氧树脂包封体对二极管芯片封装的牢固性。

Claims (4)

1.一种包封体分段式光伏旁路二极管模块，包括多个间隔设置的铜框架，相邻的两铜框架之间通过二极管芯片相连通；其特征在于：每个二极管芯片的外围均设置有单独的包封体。

2.根据权利要求1所述的包封体分段式光伏旁路二极管模块，其特征在于：所述包封体的材料为环氧树脂，在两个相邻的铜框架上，二极管芯片的负极粘贴于一个铜框架上，正极经跳片与另一个铜框架电连接。

3.根据权利要求1或2所述的包封体分段式光伏旁路二极管模块，其特征在于：每个铜框架上非封装部位的中部均开设有固定孔，固定孔的上端设置有汇流线连接端；两侧的铜框架上分别设置有正极输出端、负极输出端，以分别与光伏电池片的正极、负极相连接，正极输出端、负极输出端位于固定孔的下方。

4.根据权利要求1或2所述的包封体分段式光伏旁路二极管模块，其特征在于：铜框架位于包封体中的边缘部分开设有凹槽。