CN208271886U - 一种用于光伏充电的高效整流二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于光伏充电的高效整流二极管，属于半导体，本实用新型要解决的技术问题为现有的系统通常采用分立的二极管组成阵列结构来完成输电功能，使用量、安装、调试以及可靠性等等都难以保证，且成本较高，采用的技术方案为：其结构括塑封体、金属框架和三个二极管芯片，三个二极管芯片依次串联连接，一端二极管芯片的阴极引出一条引线，另一端二极管芯片的阳极引出一条引线，相邻两二极管芯片之间相串联连接且分别引出一条引线；金属框架上设置有对应塑封体的芯片安放位，芯片安放位设置有三个，二极管芯片设置在芯片安放位内，二极管芯片一面固定焊接在金属框架的芯片安放位内，另一面连接有跳片。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体元件，具体地说是一种用于光伏充电的高效整流二极管。
背景技术
随着我国半导体光伏产业的迅猛发展，光伏电池的应用也迅速普及，伴随着系统要求，大电流二极管在系统中起着至关重要的作用，使用量非常巨大。对光电池的续流保护、防反充隔离等在每一组单元电池组中都有应用。现有的系统通常采用分立的二极管组成阵列结构来完成输电功能，使用量、安装、调试以及可靠性等等都难以保证，且成本较高。
二极管在光伏产业中的应用，对防蓄电池反充以及对电池板1-1进行续流保护等都需要大量的二极管1-2阵列单元，如附图1和附图2所示，在工作中每一块电池板1-1都需要一只二极管1-2做续流保护，确保某一块电池板1-1在有光线遮挡或失效的状况下，不影响整个电池组的功能，但是存在使用量、安装、调试以及可靠性等等都难以保证，且成本较高的缺点。
发明内容
本实用新型的技术任务是提供一种用于光伏充电的高效整流二极管，来解决现有的系统通常采用分立的二极管组成阵列结构来完成输电功能，使用量、安装、调试以及可靠性等等都难以保证，且成本较高的问题。
本实用新型的技术任务是按以下方式实现的，一种用于光伏充电的高效整流二极管，包括塑封体、金属框架和三个二极管芯片，三个二极管芯片依次串联连接，一端二极管芯片的阴极引出一条引线，另一端二极管芯片的阳极引出一条引线，相邻两二极管芯片之间相串联连接且分别引出一条引线；
金属框架上设置有对应塑封体的芯片安放位，芯片安放位设置有三个，二极管芯片设置在芯片安放位内，二极管芯片一面固定焊接在金属框架的芯片安放位内，另一面连接有跳片。
作为优选，所述跳片设置有三个，三个跳片分别为跳片一、跳片二和跳片三，跳片二的长度大于跳片一和跳片三的长度；跳片一用于连接二极管芯片阳极与引线，跳片二用于连接二极管芯片阴极引出的引线和与其相邻的二极管芯片，跳片三用于连接相邻两二极管芯片。
作为优选，所述塑封体的中间位置设置有安装孔，可以通过螺丝安装散热片或固定于设备外壳。
更优地，所述金属框架采用无氧铜冲压框架，非常适合于自动化生，并且良好的散热性和导电性保证了产品通过大电流能力，大大提高了产品的功率密度以及可靠性。
更优地，所述引线一端连接跳片，另一端延伸出塑封体。
更优地，所述二极管芯片在金属框架上均匀分布且相邻两二极管芯片之间的间距为8mm~16mm。
更优地，所述二极管芯片的尺寸为100-200 mil，最大正向电流可以达到35A；击穿电压可以达到1000V以上；正向压降VF小于1.0V；最大浪涌电流IFSM可以达到350A以上；工作结温-55℃~150℃；工作环境温度-55℃~85℃。
更优地，所述二极管芯片与金属框架、二极管芯片与跳片以及跳片与引线均采用铅锡银高温焊料焊接连接。
更优地，所述跳片一、跳片二和跳片三均包括圆形连接部、过渡连接部和方形连接部，圆形连接部呈圆形，过渡连接部设置在圆形连接部和方形连接部之间且过渡连接部的宽度小于方形连接部的宽度；圆形连接部用于连接二极管芯片，过渡连接部用于连接圆形连接部和方形连接部，方形连接部用于连接引线。
更优地，所述过渡连接部与方形连接部的连接处通过圆弧过渡。
本实用新型的用于光伏充电的高效整流二极管具有以下优点：
（一）、本实用新型主要用于光电池组的续流保护作用，具有安装简单、过流能力强、可靠性高、综合成本低的优势，可大大提升光伏产品的竞争力，具有非常可观的应用前景；本实用新型可以替代分立的三只二极管组成的光电池阵列，提高了光电池阵列的可靠性以及安装的易用性；
（二）、本实用新型采用二极管芯片阴极与阳极相连组成串联式结构，应用时与光伏电池相并联，其作用是如果某一光电池失效或有遮挡不能发电，整体的光伏板系统也不会停止工作；
（三）、封装体采用四引脚直插式外形且封装体的中间位置设有安装孔，方便加装散热片或安装固定；无氧铜冲压框架结构，保证了产品的过大电流能力和功率密度以及可靠性；
（四）、内部二极管芯片间布局均匀，间距大，适合在大电流状态下工作；
（五）、本实用新型可放置较大尺寸二极管芯片，实现电流、功率最大化，最大电流可达到25A，非重复性浪涌电流可达到300A以上。
（六）、本实用新型采用封装体封装，封装形式方便加装散热片以及工程安装。
（七）、本实用新型采用框架结构，在工艺上可方便实现自动化生产。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
附图1为背景技术中二极管在光电池组中的接线图；
附图2为背景技术中二极管对光电池的续流保护原理图；
附图3为用于光伏充电的高效整流二极管的结构示意图；
附图4为附图3的原理图；
附图5为附图3中跳片一、跳片二和跳片的结构示意图；
附图6为附图5中A向的结构示意图；
附图7为实施例二的结构示意图。
附图1和附图2中：1-1、电池板，1-2、二极管；
附图3-6中：3-1、塑封体，3-2、金属框架，3-3、二极管芯片，3-4、芯片安放位，3-5、引线，3-6、跳片一，3-7、跳片二，3-8、跳片三，3-9、安装孔，3-10、圆形连接部，3-11、过渡连接部，3-12、方形连接部，3-13、圆弧。
附图7中：7-1、二极管封装模组，7-2、光伏电池，7-3、蓄电池，7-4、负载。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本实用新型的一种用于光伏充电的高效整流二极管作以下详细地说明。
实施例一：
如附图4所示，本实用新型的用于光伏充电的高效整流二极管, 其结构包括包括塑封3-1、金属框架3-2和三个二极管芯片3-3，三个二极管芯片3-3依次串联连接，一端二极管芯片3-3的阴极引出一条引线3-5，另一端二极管芯片3-3的阳极引出一条引线3-5，相邻两二极管芯片3-3之间相串联连接且分别引出一条引线3-5；引线3-5一端连接跳片，另一端延伸出塑封体3-1。
如附图3所示，金属框架3-2上设有对应塑封体3-1的芯片安放位3-4，芯片安放位3-4设有三个，二极管芯片3-3安装在芯片安放位3-4内，二极管芯片3-3一面固定焊接在金属框架3-2的芯片安放位3-4内，另一面连接有跳片。金属框架3-2采用无氧铜冲压框架，保证了产品的过大电流能力和功率密度以及可靠性。跳片有三个，三个跳片分别为跳片一3-6、跳片二3-7和跳片三3-8，跳片二3-7的长度大于跳片一3-6和跳片三3-8的长度；跳片一3-6用于连接二极管芯片3-3阳极与引线，跳片二3-7用于连接二极管芯片3-3阴极引出的引线3-5和与其相邻的二极管芯片3-3，跳片三3-8用于连接相邻两二极管芯片3-3。塑封体3-1的中间位置开设有安装孔3-9，方便加装散热片或安装固定。二极管芯片3-3与金属框架3-2、二极管芯片3-3与跳片以及跳片与引线3-5均采用铅锡银高温焊料焊接连接，采用全自动组焊机。二极管芯片3-3在金属框架3-2上均匀分布且相邻两二极管芯片3-3之间的间距为8mm。二极管芯片3-3的尺寸为100 mil，最大电流可以达到35A；击穿电压可以达到1000V以上。
如附图5和6所示，跳片一3-6、跳片二3-7和跳片三3-8均包括圆形连接部3-10、过渡连接部3-11和方形连接部3-12，圆形连接部3-10呈圆形，过渡连接部3-11设在圆形连接部3-10和方形连接部3-12之间且过渡连接部3-11的宽度小于方形连接部3-12的宽度；圆形连接部3-10用于连接二极管芯片3-3，过渡连接部3-11用于连接圆形连接部3-10和方形连接部3-12，方形连接部3-12用于连接引线3-5。过渡连接部3-11与方形连接部3-12的连接处通过圆弧3-13过渡。
二极管芯片3-3最大尺寸可以达到200mil；最大电流可以达到35A；击穿电压可以达到1000V以上；其他性能参数如下：
a、二极管芯片采用GPP工艺芯片；
b、表面金属化Ni-Ag；
c、芯片尺寸：
芯片尺寸范围：100mil-200mil，对应于最大电流从12A-35A；
击穿电压范围（单芯片）：200V~1000V。
本实用新型的技术质量指标
A、最大击穿电压大于1000V；
B、最大输出电流35A；
C、最大浪涌电流：350A；
D、正向压降小于1.0V；
E、满足RoHS要求
实施例二：
如附图7所示，将实施例1的二极管封装模组7-1与光伏电池7-2相并联，之后与蓄电池7-3串联，蓄电池7-3的阳极外接负载7-4即可，其作用是如果某一光伏电池7-2失效或有遮挡不能发电，整体的光伏板系统也不会停止工作。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本实用新型。但是应当理解，本实用新型并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (10)
1.一种用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，包括塑封体、金属框架和三个二极管芯片，三个二极管芯片依次串联连接，一端二极管芯片的阴极引出一条引线，另一端二极管芯片的阳极引出一条引线，相邻两二极管芯片之间相串联连接且分别引出一条引线；
金属框架上设置有对应塑封体的芯片安放位，芯片安放位设置有三个，二极管芯片设置在芯片安放位内，二极管芯片一面固定焊接在金属框架的芯片安放位内，另一面连接有跳片。
2.根据权利要求1所述的用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，所述跳片设置有三个，三个跳片分别为跳片一、跳片二和跳片三，跳片二的长度大于跳片一和跳片三的长度；跳片一用于连接二极管芯片阳极与引线，跳片二用于连接二极管芯片阴极引出的引线和与其相邻的二极管芯片，跳片三用于连接相邻两二极管芯片。
3.根据权利要求1或2所述的用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，所述塑封体的中间位置设置有安装孔。
4.根据权利要求3所述的用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，所述金属框架采用无氧铜冲压框架。
5.根据权利要求4所述的用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，所述引线一端连接跳片，另一端延伸出塑封体。
6.根据权利要求5所述的用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，所述二极管芯片在金属框架上均匀分布且相邻两二极管芯片之间的间距为8mm~16mm。
7.根据权利要求6所述的用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，所述二极管芯片的尺寸为100-200 mil。
8.根据权利要求7所述的用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，所述二极管芯片与金属框架、二极管芯片与跳片以及跳片与引线均采用铅锡银高温焊料焊接连接。
9.根据权利要求2所述的用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，所述跳片一、跳片二和跳片三均包括圆形连接部、过渡连接部和方形连接部，圆形连接部呈圆形，过渡连接部设置在圆形连接部和方形连接部之间且过渡连接部的宽度小于方形连接部的宽度；圆形连接部用于连接二极管芯片，过渡连接部用于连接圆形连接部和方形连接部，方形连接部用于连接引线。
10.根据权利要求9所述的用于光伏充电的高效整流二极管，其特征在于，所述过渡连接部与方形连接部的连接处通过圆弧过渡。
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