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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungseinheit.
Obgleich nicht auf diese Verwendung beschränkt kann die Verbindungseinheit
in geeigneter Weise zum elektrischen Anschließen an eine oder mehrere Solarzellen
und/oder Solarzellenmodule eingesetzt werden.
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Solarzellenmodule,
die typischerweise einen oder mehrere Strings von Solarzellen umfassen,
sind im Allgemeinen unter Verwendung einer elektrischen Verbindungseinheit
miteinander verbunden. Derartige elektrische Verbindungseinheiten
werden gelegentlich als Anschlussdose bezeichnet, insbesondere dann,
wenn sie mit Klemmen zum Anschließen externer Verdrahtung versehen
sind.
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Eine
solche elektrische Verbindungseinheit umfasst in der Regel Ein-
und Ausgangsleitungen sowie eine oder mehrere Bypass-Dioden, die
leitend mit den Ein- und Ausgangsleitungen verbunden sind. Die Eingangsleitungen
umfassen in der Regel(+)- und (–)-Anschlüsse oder
Klemmen zum Anschluss an die Anode bzw. Kathode des Solarzellenstrings.
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Da
die mit einer einzelnen Solarzelle assoziierte Spannung oft niedriger
ist als gewünscht,
werden typischerweise mehrere Solarzellen in Reihe zueinander zu
einem String angeordnet. Typischerweise umfasst ein Solarzellenmodul
ein oder mehrere Strings von Solarzellen, die in Reihe zueinander
angeordnet sind. Jeder String kann aus einer oder mehreren Solarzellen
bestehen, die in Reihe zueinander angeordnet sind. Mehrere Solarzellenmodule
können in
Reihe zueinander in einem System verbunden werden, um die Spannung
des Systems weiter zu erhöhen.
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Dies
stellt ein Problem dar, wenn in einem solchen System ein einzelnes
Modul, einige der Module, eine oder mehrere der Strings in einem
Modul, oder eine oder mehrere der Zellen in einem String weniger
Licht empfangen als die übrigen
Strings bzw. Module. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein
Teil des Systems abgeschattet wird. In diesem Fall kehrt sich die
Polarität
der abgeschatteten Zelle, des abgeschatteten Strings oder des abgeschatteten Moduls
um, so dass Zelle, String oder Modul einer Polung in Sperrrichtung
ausgesetzt sind. Dies kann ein Überhitzen
der Zelle, der Strings oder des Moduls bewirken, was zu einer Beschädigung des
jeweiligen Moduls führen
kann.
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Zum
Schutz der Zellen, der Strings bzw. des Moduls vor einem solchen Überhitzen
kann die elektrische Verbindungseinheit eine Bypass-Strecke für den Strom
um das abgeschattete String bzw. Modul herum bereitstellen. Dies
kann erreicht werden durch Bereitstellung der einen oder mehrerer
Bypass-Dioden in der elektrischen Verbindungseinheit.
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Die
Bypass-Dioden werden am besten antiparallel zu den Solarzellen,
zu deren Schutz sie dienen, konfiguriert, damit Strom sie frei durchlaufen kann,
so dass die Spannung in Sperrrichtung maximiert wird. Bei einer
solchen antiparallelen Konfiguration ist die Anode der Diode an
die Kathode einer Solarzelle, eines Strings oder eines Moduls anschließbar, und
ihre Kathode ist an die Anode der Solarzelle, des Strings oder des
Moduls anschließbar.
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U.S.-Patent
Nr. 6,828,503 beschreibt eine Anschlussdosenvorrichtung für ein Solarzellenmodul,
das ein beispielsweise aus einem Kunstharz gefertigtes Anschlussdosengehäuse umfasst,
in dem Bypassdioden untergebracht sind. Die Bypassdioden sind elektrisch
mit im Wesentlichen flachen Platten verbunden, die in der Dose wiederum
mit Hilfe einer Verriegelungskonstruktion befestigt sind. Von den Bypassdioden
entwickelte Wärme
wird über
an die im Wesentlichen flachen Platten angeschlossene Kabel an die
Umgebung abgestrahlt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Kühlleistung für die Bypassdioden
weiter zu verbessern und/oder die Konstruktion der Verbindungseinheit
zu vereinfachen.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Diese
und andere Merkmale der Erfindung werden nachstehend unter Bezug
auf die beigefügte Zeichnung
beispielhaft erläutert.
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In
der beigefügten
Zeichnung zeigen
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1 schematisch
eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinheit,
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2 schematisch
eine perspektivische Ansicht der elektrischen Verbindungseinheit
gemäß 1;
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3 schematisch
eine Querschnittsansicht der elektrischen Verbindungseinheit gemäß 1 entlang
der Linie X-X;
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4 schematisch
eine Draufsicht einer alternativen erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinheit;
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5 schematisch
eine Draufsicht einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen elektrischen
Verbindungseinheit;
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6 schematisch
eine Draufsicht einer wiederum weiteren alternativen erfindungsgemäßen elektrischen
Verbindungseinheit.
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Gleiche
oder ähnliche
Teile weisen in den Figuren die gleichen Bezugszeichen auf.
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Die
nachstehend beschriebene elektrische Verbindungseinheit umfasst
ein Gehäuse
mit einem Basisteil und einem Abdeckteil. Das Basisteil und das Abdeckteil
können
miteinander versiegelt werden oder auf andere Weise ein integrales
Gehäuse
ausbilden. Zum Zwecke der Darstellung zeigt 1 jedoch
schematisch eine Draufsicht dieser elektrischen Verbindungseinheit,
wobei davon ausgegangen wird, dass das Abdeckteil abgenommen wurde.
Das Basisteil 1 stützt
eine oder mehrere Metallplatten, hier bereitgestellt in Form der
ersten bis vierten Metallplatte 2a bis 2d. Die
Metallplatten 2a bis 2d sind geeigneter Weise
aus einem Metall ausgebildet, das gute elektrische Leitfähigkeit
mit guter thermischer Leitfähigkeit
verbindet. Besonders geeignet sind eine oder mehrere aus Kupfer,
Messing, Aluminium und/oder daraus bestehender Legierungen, jedoch können anstelle
dieser auch andere Metalle (pur oder Legierung) verwendet werden.
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Die
Platten werden mittels eines Klebers über ihre Rückflächen auf die Basisplatte 1 zementiert.
Zusätzlich
oder stattdessen können
andere Befestigungsmittel einschließlich mechanischer Befestigungen
verwendet werden, vorausgesetzt, dass eine gute thermische Verbindung
mit dem Gehäuse
hergestellt wird. Bevorzugt befindet sich ein überwiegender Teil des Rückflächenbereichs
in einem anstoßenden
mechanischen Kontakt mit der Ba sisplatte 1. Erforderlichenfalls
kann ein Wärmeleitgel,
ein thermisch leitfähiges
Fett oder eine thermisch leitfähige Masse,
oder ein Phasenänderungsmaterial
zusätzlich
zwischen der Metallplatte und dem Gehäuse vorgesehen werden, um den
thermischen Kontakt an Stellen, wo kein anstoßender mechanischer Kontakt vorherrscht,
zu verbessern.
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Ein
eventueller Abstand zwischen der Metallplatte und dem Gehäuse beträgt bevorzugt
weniger als 1 mm, oder besser sogar, weniger als 0,5 mm.
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Direkt
hartgelötet
auf die Frontflächen 12a bis 12c der
jeweiligen ersten drei der Metallplatten, 2a bis 2c,
sind erste bis dritte Oberflächen-montierte Dioden 3a bis 3c.
Eine solche Oberflächen-montierte Diode
ist ein gleichrichtendes Element ebener Art mit einem ebenen Kontakt,
wobei der ebene Kontakt eng mit einem der Metallplatten verbunden
ist. Normalerweise entspricht der ebene Kontakt der Basiskathode der
Diode, jedoch ist dies für
die Erfindung nicht wesentlich.
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Die
hartgelötete
Verbindung zwischen den Dioden 3a bis 3c und deren
jeweilige Metallplatte, 2a bis 2c, erleichtert
einen guten thermischen Kontakt zwischen der Diode und der Metallplatte.
Weitere gute Mittel zum Verbinden der Bypassdioden mit den Metallplatten
sind u.a. Löten,
die Verwendung eines leitfähigen
Klebers oder eines leitfähigen
Wärmeleitklebers,
eine mechanische Verbindung wie beispielsweise eine Klemmvorrichtung
oder Schraube, die Verwendung eines thermisch leitfähigen Fetts
oder einer thermisch leitfähigen
Masse, oder eines Phasenänderungsmaterials,
oder Kombinationen derselben.
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Zwei
Kontaktstreifen 4a bis 4c sind derzeit auf der
anderen Kontaktseite für
jede Diode vorgesehen. Diese Kontaktstreifen sind direkt an die
zweite bis vierte der Metallplatten, 2b bis 2d,
gelötet,
wobei die zur ersten Diode 3a gehörenden Kontaktstreifen 4a an
die zweite Metallplatte 2b gelötet sind, die der zweiten Diode 3b an
die dritte Metallplatte 2c, und die der dritten Diode 3c an
die vierte Metallplatte 2d.
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Die
jeweiligen Dioden sind somit in Reihe zueinander angeordnet, Anode
an Kathode.
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Die
gelöteten
Verbindungen zwischen den Kontaktstreifen 4a bis 4c und
deren jeweiliger Metallplatte, 2b bis 2d, tragen
weiterhin zu einem guten thermische Kontakt zwischen der Diode und
der Metallplatte bei.
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Angeschlossen
an jede der jeweiligen Metallplatten 2a bis 2d sind,
beispielsweise mittels Löten,
erste bis vierte Verbindungsstreifen 5a bis 5d. Diese
metallenen Verbindungsstreifen 5a bis 5d fungieren
als Eingans- und Ausgangsleitungen, wobei jede an die Anoden- und
Kathodenenden eines Strings von Solarzellen in einem Modul (nicht
dargestellt) anzuschließen
ist, so dass die ersten bis dritten Dioden 3a bis 3c jeweils
antiparallel zu einem String von Solarzellen angeordnet sind.
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Angeschlossen
an die erste und vierte Metallplatte 2a und 2d sind
Eingans- und Ausgangsleitungen
in Form von Drähten 6 bzw. 7.
Diese Drähte 6 und 7 fungieren
als Eingangs- und Ausgangsleitungen für das Modul von Solarzellen-Strings,
zu dessen Schutz die elektrische Verbindungseinheit dient. Die Drähte 6 und 7 können an
ihre jeweilige Metallplatte gelötet
werden. Die Eingangs- und Ausgangsleitungen können auch in Form von Eingangs- und Ausgangsklemmen
vorgesehen werden, an die externe Drähte angeschlossen bzw. von
denen sie getrennt werden können.
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Während des
Betriebs kann die Metallplatte 2a sowohl als elektrischer
Stromleiter zur bzw. von der Diode 3a als auch als eine
Wärmesenke
zur Ableitung der in der Diode 3a generierten Wärme über das
Gehäuse
an die Umgebung wirken. Das Kombinieren des elektrischen Kontakts
mit dem thermischen Kontakt ermöglichet
einen sehr engen thermischen Kontakt zwischen der eigentlichen Quelle
der Wärme,
die im Wesentlichen durch den sich in der Diode befindenden Diodenübergang
gebildet wird, und der Wärmesenke.
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Die
Metallplatte kann sodann die Wärme durch
das Gehäuse
ableiten, wo sie an die Umgebung, in der das Gehäuse angeordnet ist, konvektiert werden
kann, welche im Allgemeinen aus Außenluft besteht.
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So
kann Wärme
schnell und effizient von der Diode an die Metallplatte, an das
Gehäuse
und letztendlich an die Umgebung übertragen werden. Dieselben
Prinzipien gelten für
die anderen Metallplatten und Dioden in der Ausführungsform.
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Die
thermische Verbindung zwischen der Diode und dem Gehäuse kann
von einem relativ großen
Wärmetauschbereich
profitieren, der zwischen der Metallplatte und dem Gehäuse zur
Verfügung stehen
kann.
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Die
Diode kann von jeder geeigneten Art sein. Insbesondere kann sie
eine Halbleiterdiode oder eine Metall-Halbleiterdiode sein. Letztere
kann als Schottky-Diode bezeichnet werden, und kann bevorzugt werden,
da Schottky-Dioden im allgemeinen einen relativ niedrigen Vorwärtsspannungsabfall,
so dass entsprechend die pro Ampere Strom erzeugte Menge an Wärme ebenfalls
relativ gering ist. Schottky-Dioden ermöglichen, möglicherweise aufgrund ihrer
Beschaffenheit mit einer Metallschicht, eine re lativ effektive Kühlung des Übergangsbereichs
in der Diode. Oberflächenmontierte
Dioden werden im Allgemeinen bevorzugt, da sie speziell dafür ausgelegt sind,
angelötet,
angeschweißt
oder hart angelötet
zu werden, was eine ganz aus Metall bestehende Schnittstelle ermöglicht.
Derartige Oberflächenmontierte
Dioden können
auch unter Verwendung eines leitenden Klebers angeklebt werden.
Beispiele für
flache oberflächenmontierte
Dioden sind u.a. D2Pak, T0220.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind im Betrieb
mindestens 25% der in der mindestens einen Diode erzeugten Wärme über die thermische
Leitung durch die mindestens eine Metallplatte und das Gehäuse an eine
Umgebung übertragbar.
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Bevorzugt
ist die Verbindungseinheit in der Lage, einen überwiegenden Teil der in der
Diode erzeugten Wärme über Metallplatten
an die Umgebung zu übertragen.
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Die
thermische Verbindung der Metallplatte mit dem Gehäuse ist
bevorzugt von einer im Wesentlichen leitenden Beschaffenheit.
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Die
elektrische Verbindungseinheit gemäß 1 ist in 2 in
einer perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei das Abdeckteil 8 angebracht
ist. Das Abdeckteil 8 kann so ausgebildet sein, dass es nach
außen
hervortretende Kanäle 16 und 17 aufweist,
die Zugangsöffnungen
für jeden
der jeweiligen Drähte 6 und 7 bereitstellen.
Das Abdeckteil 8 kann gleichermaßen mit Rücksprüngen versehen sein, um einen
Durchtritt der metallenen Verbindungsstreifen 5a bis 5d zu
ermöglichen.
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Eine
Erhöhung 9 ragt
aus der Oberfläche
der Abdeckung 8 in die Umge bung außerhalb des Gehäuses heraus.
Die Erhöhung 9 korrespondiert
mit einer zurückgesetzten
Aussparung (in 3 als 19 dargestellt),
die in der Innenfläche
des Abdeckteils 8 vorgesehen ist. Die Erhöhung 9 und
die korrespondierende zurückgesetzte
Aussparung 19 sind so angeordnet, dass sie die Körper der
Dioden 3a bis 3c aufnehmen.
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3 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie X-X der
elektrischen Verbindungseinheit gemäß 1, wobei
das Abdeckteil 8 angebracht dargestellt ist. Es ist nunmehr
deutlich zu sehen, wie die Erhöhung 9 mit
der zurückgesetzten Aussparung 19 korrespondiert,
die so adaptiert ist, dass sie den Körper der Diode 3a aufnimmt.
Die Funktion der zurückgesetzten
Aussparung 19 ist es, zu ermöglichen, dass ein Spalt zwischen
der Innenfläche 18 der
Abdeckung 8 und der Frontfläche 12a der Metallplatte
kleiner ist als die Entfernung, um die Diode 3 aus der
Frontfläche 12a herausragt.
Je kleiner der Spalt, desto höher
und besser die thermische Leitfähigkeit
zwischen der Metallplatte und dem Abdeckteil des Gehäuses, was
zu einem geringen thermischen Widerstand zwischen der Metallplatte 2a und
dem Gehäuse
beiträgt.
Auch ist der Spalt zwischen der Bypassdiode und der zurückgesetzten Aussparung 19 bevorzugt
möglichst
klein.
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Es
sei angemerkt, dass die Dioden auch auf der Seite der Metallplatten,
der Basisplatte 1 zugewandt, montiert sein können. In
diesem Fall kann die Basis zur Aufnahme der Bypassdioden mit einem
Innen-Rücksprung
versehen sein.
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Die
elektrische Verbindungseinheit gemäß einer oder mehrerer erfindungsgemäßer Ausführungsformen
wird geeigneter Weise zum Anschluss von Solarzellenmodulen verwendet,
insbesondere einschließlich
solcher, die so angeordnet sind, dass sie mehr als 50 Watt elektrische
Leistung liefern. Geeigneter Weise können eine oder mehrere dieser elektrischen
Verbindungseinheiten auf der Rückseite eines
jeden der Module montiert werden, wobei eine Bypassdiode für das Umgehen
eines Solarzellenstrings verwendet wird, der multiple Solarzellen,
bevorzugt zwischen 18 und 24 Zellen, umfasst. In einem typischen
großen
72-Zellen-Modul würden
demnach drei Dioden verwendet, jeweils angeordnet um 24 Solarzellen
zu umgehen.
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Zu
diesem Zweck würden
die Anoden- und Kathoden-Ausgangsleitungen eines solchen Strings von
Solarzellen mit angrenzenden Verbindungsstreifen verbunden, wobei
die Anode des Strings mit dem Verbindungsstreifen verbunden würde, der
zur Kathode der Diode führt,
seine Kathode wäre
mit dem mit der Anode dieser Diode assoziierten Verbindungsstreifen
verbindbar.
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Wenn
im Betrieb eine bestimme Diode eine Vorwärts-Vorspannung erhält – was beispielsweise der
Fall sein kann, wenn der antiparallel an diese Diode angeschlossene
String von Zellen abgeschattet oder nicht ausreichend illuminiert
wird –,
so fließt Strom über eine Übergangsspannung.
Dies verursacht eine Ableitung von Leistung, und somit eine Erzeugung
von Wärme.
Aufgrund des direkten engen Kontakts zwischen der Diode und der
Metallplatte wird ein signifikanten Bruchteil der Wärme an die
Metallplatte geleitet. Aufgrund des thermischen Kontakts zwischen
der Metallplatte und dem Basisteil kann die Wärme über das Gehäuse und das Modul selbst an
die Umgebung abgeführt
werden. Ein signifikanter Bruchteil der Wärme in den Metallplatten kann
zum Abdeckteil geführt
oder abgestrahlt werden, insbesondere wenn der Spalt zwischen der Frontfläche der
Metallplatte und der Innenfläche
des Abdeckteils gering ist.
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Geeigneter
Weise sind mehrere Solarzellmodule miteinander in Reihe ver bunden
um die Spannung weiter zu erhöhen.
Wird das ganze Modul abgeschattet, so würden alle drei Dioden in Vorwärts-Vorspannung
betrieben und Wärme
würde in
jeder von ihnen abgeleitet. Wenn beispielsweise der Betriebsstrom
eines solchen Moduls 5 A und die Vorwärtsspannung einer jeden Bypassdiode
0,9V beträgt,
so würde
ein Betrag von 4,5 W in jeder Diode abgeleitet, insgesamt 13,5 W.
Die Erfindung reicht aus, um diese Wärmemenge aus der elektrischen
Verbindungseinheit bei einer Temperatur weit unter der maximalen Betriebstemperatur
der Dioden zu abzunehmen.
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Ein
Prototyp der elektrischen Verbindungseinheit gemäß 1 bis 3 ist
unter Verwendung von drei Aluminiumplatten, auf die Schottky-Dioden direkt
aufgelötet
waren, getestet worden. Ein Strom von 5,6 A verursachte einen Temperaturanstieg
von 69 °C
nach zwei Stunden Betrieb, und von 66 °C nach Betrieb über Nacht.
Angesichts einer maximalen spezifizierten Betriebstemperatur von
150 °C lässt ein
solcher Temperaturanstieg unter den meisten Betriebsbedingungen
eine ausreichende Sicherheitsmarge, selbst in einer Wüste mit
einer Umgebungstemperatur von bis zu 50 °C.
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Bei
einem anderen Test wurde ein Strom von 5,6 A durch einen Prototyp
mit Kupferplatten geleitet, auf die die Schottky-Dioden direkt aufgelötet waren. Der
Temperaturanstieg betrug in einer 24 °C-Umgebung am Übergang
56 °C.
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Bei
wiederum einem weiteren Test wurde ein Strom von 9,8 A durch alle
drei auf den Kupferplatten montierten Dioden geleitet. Dies verursachte
nach 90 Minuten einen Temperaturanstieg von 70 °C.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
sind vier Metallplatten gleicher Größe vorgesehen, es können aber
eine andere Anzahl und/oder andere Größen eingesetzt werden. Die
vorstehende Ausführungsform
gemäß 1 basiert
auf einer Anzahl von Metallplatten, die der Anzahl der Dioden plus
eins entspricht.
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Da
der thermische Kontakt zwischen der Diode und der Metallplatte,
an die sie über
ihren Oberflächen-montierten
ebenen Kontakt angeschlossen ist, im Allgemeinen viel besser ist
als der thermische Kontakt zur angrenzenden Metallplatte, mit der
ihre Kontaktstreifen verbunden sind, ist der Wärmesenkeneffekt der erstgenannten
Metallplatte für
jene Diode am entscheidendsten. Aus diesem Grund ist die Rolle der
vierten Metallplatte 2d in 1 beim Transport
von Wärme
geringer als die der anderen drei, und daher kann die Erfindung
im Prinzip auch ohne diese vierte Metallplatte oder mit einer vierten
Metallplatte reduzierier Größe ausgeführt werden.
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Bei
einer solchen Ausführungsform
entspricht die Anzahl der Metallplatten der Anzahl der Dioden. Ein
Beispiel einer solchen, auf drei Dioden basierenden Ausführungsform
ist in 4 dargestellt. Ein Vorteil einer derartigen Ausführungsform ist,
dass der zum Kühlen
zur Verfügung
stehende Oberflächenbereich
auf Basisteil 1 von den drei Metallplatten 2a bis 2c voll
genutzt werden kann, die ihn am meisten benötigen. Die vierte Metallplatte,
entsprechend der Metallplatte 2d in 1, kann
durch eine viel kleinere Metallplatte 11 oder durch einen Draht
oder einen Stab ersetzt werden, der nur elektrisch leitend sein
muss.
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Wie
in 1 und 4 zu sehen, teilen sich die
erste und zweite Diode 3a und 3b zu ihrer Kühlung die
zweite Metallplatte 2b. Ebenso teilen sich die zweite und
dritte Diode 3b und 3c die dritte Metallplatte 2c.
Bei wiederum einer weitem Ausgestaltung können kleinere Module mit weniger
Strings, wie beispielsweise ein 36-Zellen-Modul mit zwei Strings,
ein Zwei-Dioden-Aufbau,
ausreichen, wovon ein Beispiel in 5 dargestellt
ist. Bei dieser Ausführungsform wurde
die zweite Diode 3b der frühem Ausführungsformen durch Jumperverbindung 14 ersetzt,
die eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten und dritten
Metallplatte 2b und 2c herstellt. Alternativ können zwei
Dioden mit zwei oder drei Metallplatten verwendet werden.
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Für Fachmann
ist selbstverständlich,
dass dieselben Prinzipien bei einer nur eine Bypassdiode umfassenden
Verbindungseinheit angewendet werden können. In diesem Fall kann eine
einzige Metallplatte ausreichen.
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6 stellt
schematisch eine wiederum weitere Ausführungsform dar, wobei die Vorteile
der zuvor beschriebenen Ausführungsformen
kombiniert werden. Insbesondere bezogen auf die Ausführungsform
gemäß 1 sind
die zweite Diode 3b durch eine Jumperverbindung 14,
und die zweite und vierte Metallplatte 2b und 2d durch
die kleineren Metallplatten 11' bzw. 11 ersetzt worden.
Der verfügbare
Oberflächenbereich
auf der Basisplatte 1 ist durch größere erste und dritte Metallplatten 2a und 2c besetzt
worden.
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Das
Abdeckteil (nicht dargestellt) kann bei jeder der alternativen Ausführungsformen
gemäß 4 bis 6 dasselbe
wie das unter Bezug auf 2 und 3 in Verbindung
mit der Ausführungsform
gemäß 1 beschriebene
sein.
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Das
Gehäuse
kann aus einem hitzebeständigen
Kunststoffmaterial hergestellt sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf,
eines oder mehrere der folgenden: Polyphenylenether, Polyetherimid, Polykarbonat,
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polycarbonat/ABS-Blends, auf
Poly buthylenterephtalat basierendes Polyesterharz, oder ähnliche
Kunststoffe. Diese Kunststoffe sind beispielsweise bei GE Plastics
kommerziell erhältlich.
Ein thermisch leitender, elektrisch isolierender Kunststoff wie
beispielsweise Polyphenylensulfid wäre besonders geeignet.
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Am
Abdeckten des Gehäuses
können
zusätzliche
Wärmeübertragungsrippen
vorgesehen werden, um die Wärmeübertragung
vom Gehäuse
an die Umgebung zu verbessern.
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Bei
jeder der vorgestellten Ausführungsformen
decken die Metallplatten kumulativ mehr als 50 % des Innenflächenbereichs
des Basisteils ab.
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Es
ist festgestellt worden, dass ein Gesamtbereich von mehr als 5 cm2 pro Ampere des antizipierten Diodenstroms
bevorzugt wird, um die Wärmeübertragung
ausreichend zu ermöglichen.
Es gibt keine Obergrenze für
den Bereich pro Ampere, jedoch ist festgestellt worden, dass für die meisten
Anwendungen ca. 10 cm2/A, oder zwischen
5 und 20 cm2/A, zweckmäßig ist.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
werden drei Dioden verwendet, jedoch kann die Erfindung auch unter
Nutzung nur einer Diode, oder zwei, oder vier oder mehr Dioden ausgestaltet
werden.
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Die
Erfindung ist nicht beschränkt
auf die Art der verwendeten Diode, jedoch bieten einige Arten bestimmte
Vorteile, die zur Erfindung in Bezug stehen. So werden beispielsweise
ebene Dioden gegenüber
Axialdioden bevorzugt, da bei Axialdioden die thermische Kühlung des Übergangs
durch die Wärmeübertragung
durch die axialen Drähte
erheblich eingeschränkt
ist.