TWI530043B - 接線盒、電力系統及其控制方法 - Google Patents

Description

接線盒、電力系統及其控制方法

本發明係有關於一種接線盒及其方法，特別有關於使用於電源單元之接線盒、具有該接線盒之電力系統及其控制方法。

太陽光能是一種安全無污染的再生能源，且具有相當大的開發潛力，尤其將太陽能電池與建材或玻璃做整合應用更是符合目前節能潮流所需。例如將太陽能光伏板取代建造屋頂的物料、用於建築外牆、或建築物玻璃等。然而因單一太陽能光伏板所產生之電壓很小，通常需將多個太陽能光伏板透過接線盒(Junction Box)加以串聯，以形成較大的電壓以供應用。

傳統的接線盒是內含數顆蕭特基二極體與外接兩條具有正負極接頭的電纜的小盒子，而傳統的太陽能光伏系統是由多個太陽能光伏板透過這些接線盒之正負極接頭串聯後以形成數百伏特終端電壓，然後與高壓開關串接並接續串接一逆變器(Inverter)所組成。

然而，一旦傳統的太陽能光伏系統發生異常或火災事故時，此種直流高壓電力便成了滅火的一個重要的難題，因為正常日照下源源不絕的直流高壓電足以使消防人員觸電危及生命。

舉例來說，具有N個太陽能光伏板組成的太陽能系統則有N+1個正負極接頭相接的電氣接續點，要避免直流高壓電出現在任一電氣接續點的最好方法是斷開全部N+1個電氣接續點，但火災發生時安全快速斷開數量龐大的電氣接續點來實施消防灌救確實有困難。目前惟一的辦法是隔離其它易燃物後讓太陽能光伏板燒光殆盡，但此舉使得建築物屋頂上的火災可能因此沿燒至建築物內而蒙受重大損失。

在電動車的領域上，同樣地具有多個電池單元互相串聯的電力系統，用以供給車輛動力。當車輛出現故障或車輛溫度過高時，常發生火燒車的事件。此時，傳統的消防灌救方式亦會有觸電的問題。

因此，需要提出一種接線盒以及使用其的電力系統，使得當火災發生時可以全部解除每一個電源單元上的接線盒之間的串聯。

有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種連接一電力系統之電源單元之接線盒，使其可控制電源單元提供之直流電源的傳輸。

本發明之另一目的在於提供一種電力系統，使得每一個電源單元上的接線盒之間的串聯可以全部解除。

本發明之再一目的在於提供一種電力系統之控制方法，其可用以控制每一個電源單元上的接線盒之間的串聯與解串聯。

為達上述之目的，本發明提供一種連接一電力系統之一電源單元之接線盒，其包括一第一連接端子及一第二連接端子、至少一旁通二極體、一串聯載波介面模組、一開關及一控制模組。其中該第一連接端子及第二連接端子用於串聯該連接盒。該至少一旁通二極體(Bypass Diode)電性連接於該電源單元。該串聯載波介面模組電性連接於該第一連接端子及該第二連接端子，用於傳輸一載波及該電源單元提供之一直流電源。該開關設置於該串聯載波介面模組中，用以導通與斷開該直流電源。該控制模組分別電性連接於該串聯載波介面模組以及該開關，用於接收該載波，並根據該載波切換該開關，以控制該直流電源的傳輸。

其中該串聯載波介面模組包括一載波線路、並聯於該載波線路及一電力線路。其中該載波線路電性連接於該第一連接端子及該第二連接端子，用於傳輸該載波；該電力線路電性連接於該第一連接端子及該第二連接端子並且並聯於該載波線路，用於傳輸該直流電源。其中該開關設置於該電力線路上，用於導通與斷開該電力線路。具體來說，該載波線路具有一第一電感及一與該第一電感串聯之電容以形成一共振電路，且該電力線路電性連接該電源單元之一正極及一負極並且串聯有一第二電感。

在本發明之一較佳實施例中，該控制模組包含一載波接收器及一開關控制器。該載波接收器電性連接於該載波線路，用於接收該載波；該開關控制器電性連接於該載波接收器，用於根據該載波切換該開關。其中該開關控制器較佳係一逾時過濾器，該逾時過濾器用於設定超過一預定時間未接收到該載波時，則斷開該開關。

在本發明之另一較佳實施例中，其中該控制模組包含一載波收發器及一解編碼器，該載波收發器電性連接於該載波線路，用於接收具有一第一封包之該載波，及發送具有一第二封包之該載波；該解編碼器電性連接於該載波收發器，用於對該載波解碼出該第一封包，並提供該第二封包至該載波收發器，其中該解編碼器根據該第一封包控制該開關的斷開與接通。其中該第一封包係一解除串聯指令或一啟動串聯指令，該第二封包係對應該電源單元之一電壓、一電流、一溫度、及一火災偵測訊號所組成之群組之一。

根據本發明之接線盒，其具有串聯載波介面模組可同時傳輸該載波及該直流電源，並該控制模組可控制該電力線路上之開關的斷開，並且還可透過該載波線路上之載波控制該電力線路上之開關的導通。

本發明還提供一種電力系統，其包括複數個電源單元、複數個接線盒、一手動開關裝置、及一載波設備。其中該些電源單元用以輸出一直流電源。該些接線盒分別電性連接於該些電源單元，用以串聯該些電源單元，其中每一接線盒包括一串聯載波介面模組、一開關及一分別電性連接於該開關及該串聯載波介面模組之控制模組。該手動開關裝置電性連接於該些接線盒之一端及該載波設備之間，用以斷開直流電源的迴路。該載波設備電性連接於該手動開關裝置，用於產生一載波至該些接線盒以控制該些接線盒解除串聯或進行串聯。其中該串聯載波介面模組用於傳輸該載波及該直流電源，且該控制模組用於接收該載波並根據該載波控制該直流電源的傳輸。

在本發明之一較佳實施例中，每一該接線盒之該串聯載波介面模組包括一載波線路及一電力線路。其中該載波線路用於傳輸該載波，該電力線路並聯於該載波線路，用於傳輸該直流電源，且該開關設置於該電力線路上，用於導通與斷開該電力線路。此外，每一該接線盒之該控制模組包含一載波接收器，電性連接於該載波線路，用於接收該載波；及一開關控制器，電性連接於該載波接收器，用於根據該載波切換該開關。而該載波設備係為一載波產生器。

在本發明之另一較佳實施例中，每一該接線盒之該控制模組包含一載波收發器及一解編碼器。該載波收發器電性連接於該載波線路，用於接收具有一第一封包之該載波，及發送具有一第二封包之該載波。該解編碼器電性連接於該載波收發器，用於對該載波解碼出該第一封包，並提供該第二封包至該載波收發器，其中該解編碼器根據該第一封包控制該開關的斷開與接通。而該載波設備係為一主控制模組，該主控制模組用於接收具有該第二封包之該載波，並且產生具有該第一封包之該載波至該些接線盒以控制該些接線盒解除串聯或進行串聯。

根據本發明之電力系統，其利用上述本發明之接線盒，並提供該手動開關裝置或該載波設備，用以阻斷或停止產生該載波傳輸至該些接線盒，使得該些接線盒可斷開其開關而解除該些接線盒之串聯。

本發明進一步還提供一種電力系統之控制方法，該電力系統包括複數個電源單元、複數個接線盒、一手動開關裝置及一載波設備，每一接線盒包括一串聯載波介面模組、一開關及一分別電性連接於該開關及該串聯載波介面模組之控制模組，其中串聯載波介面模組具有一載波線路用於傳輸一載波，及一電力線路用於傳輸一直流電源，該控制方法包括下列步驟：

(1)　同時傳輸該直流電源及該載波至該些接線盒，其中該直流電源係傳輸至該電力線路，該載波係傳輸至該載波線路；以及

(2)該些控制模組判斷該載波，以斷開或接通該些開關。

在本發明之一較佳實施例中，步驟(1)中傳輸或截斷該載波係包括接通或斷開該手動開關裝置以傳輸或截斷該載波傳輸至該些接線盒之每一載波線路。或者是該載波設備產生該載波或停止產生該載波。

另外，步驟(2)中該些控制模組判斷該載波包括下列步驟：

(S1)判斷該直流電源之電壓是否達工作電壓，如果否，則斷開該開關，如果是，則執行步驟(S2)；

(S2)判斷該載波線路是否接收到該載波，如果否，則斷開該開關，如果是，則保持接通該開關。

在本發明之另一較佳實施例中，步驟(1)中傳輸或截斷該載波係包括下列步驟：

(S21)該載波設備偵測一第二封包以判斷異常是否發生，如果是，則停止傳輸載波，如果否，則執行步驟(S22)；

(S22)檢查是否啟動該載波設備，如果否，則停止傳輸載波，如果是，則執行步驟(S23)；

(S23)該載波設備輪詢該些接線盒；

(S24)判斷該些電源單元是否有異常，如果否，則報告電源單元狀態並返回步驟(S21)，如果是，則執行步驟(S25)；及

(S25)停止傳輸載波或傳輸解串聯指令之一第一封包，並發出警報。

另外，步驟(2)中該些控制模組判斷該載波包括下列步驟：

(S31)判斷該直流電源之電壓是否達工作電壓，如果否，則斷開該開關並返回步驟(S31)，如果是，則執行步驟(S32)；

(S32)判斷是否接收到該第一封包，如果否，則執行步驟(S33)，如果是，則執行步驟(S34)；

(S33)判斷是否逾時未接收到該載波，如果否，則返回步驟(S31)，如果是，則斷開該開關；及

(S34)解析該第一封包，並傳出具有該第二封包的該載波，並根據該第一封包進行接通或斷開該開關。

根據本發明之電力系統之控制方法，其利用上述本發明之電力系統，並利用該控制模組斷開或接通該開關以同時解除該些每一接線盒之串聯，達到在火災時可全部解除每一個電源單元上之間的串聯，以減少財物損失。

本發明之第一較佳實施例藉由所附圖式與下面之說明作詳細描述，在不同的圖式中，相同的元件符號表示相同或相似的元件。

請參考第1圖，第1圖繪示本發明之第一較佳實施例之連接電源單元之接線盒之線路方塊圖，以參考標號10表示該接線盒。該接線盒10包括一第一連接端子112及一第二連接端子114、至少一旁通二極體120、一串聯載波介面模組130、一開關136及一控制模組140。其中連接該接線盒10之該電源單元20以一太陽能光伏板(Photovoltaic Panel,PV Panel)或一電池單元為較佳，此處以電池符號表示之。

該第一連接端子112及第二連接端子114用於串聯該連接盒10，例如各為MC4之正負極接頭，用於串聯多個本發明較佳實施例之連接盒10。該至少一旁通二極體120，例如為一蕭特基二極體(Schottky diode)用於電性連接於該電源單元20，用以防止逆向電壓以保護該電源單元20。

該串聯載波介面模組130電性連接於該第一連接端子112及該第二連接端子114，用於傳輸一載波22及該電源單元20提供之一直流電源24。其中該載波是一交流電流。該開關136設置於該串聯載波介面模組130中，以導通與斷開該直流電源。

更進一步地說，該串聯載波介面模組130包括一載波線路132及一電力線路134。其中該載波線路132電性連接於該第一連接端子112及該第二連接端子114，用於傳輸該載波22。該電力線路134電性連接於該第一連接端子112及該第二連接端子114並且並聯於該載波線路132，用於傳輸該直流電源24。該開關136設置於該電力線路134上，用於導通與斷開該電力線路134。

具體來說，該載波線路132具有一第一電感1322及一與該第一電感1322串聯之電容1324以形成一共振電路(Resonance circuit)，例如一串聯共振電路(Series resonance circuit)。且該電力線路134電性連接該電源單元20之一正極及一負極並且串聯有一第二電感1342。該開關136例如為一單刀單擲(single-pole single-throw,SPST)開關，在電源單元20正常狀態時係為導通狀態。

當該電源單元20運作正常時，該接線盒10可透過該電力線路134傳輸該電源單元20提供之該直流電源24。而透過該第一連接端子112及該第二連接端子114串聯到另外兩接線盒(未圖示)之第一連接端子112及第二連接端子以傳輸直流電源。此時為穩態電流，對該電力線路134而言，該第二電感1342可視為短路(short)；對該載波線路132而言，該電容1324可視為斷路，僅能傳輸交流電流的載波22。

該控制模組140分別電性連接於該串聯載波介面模組130以及該開關136，用於接收該載波22，並根據該載波22切換該開關136，以控制該直流電源24的傳輸。在此第一較佳實施例中，該控制模組140包含一載波接收器142及一開關控制器144。該載波接收器142電性連接於該載波線路132，用於接收該載波22。該開關控制器144，分別電性連接於該開關136及該載波接收器142，用於根據該載波22控制該開關136的導通與關閉。

在此第一較佳實施例中，該開關控制器136係一逾時過濾器，該逾時過濾器用於設定為超過一預設時間未收到該載波22時，則斷開該開關136而停止該直流電源24的傳輸。具體地說，當該電源單元20運作不正常時，例如火災等，可由外部控制該載波22的輸入，使得該逾時過濾器超過一預設時間收不到該載波22，而則斷開該開關136以停止該直流電源24的傳輸。

請參考第2圖，第2圖繪示本發明之第二較佳實施例之連接電源單元之接線盒之線路方塊圖，以參考標號12表示該接線盒。該接線盒12包括一第一連接端子112及一第二連接端子114、至少一旁通二極體120、一串聯載波介面模組130、一開關136及一控制模組141。其中連接該接線盒12之該電源單元20較佳係為一太陽能光伏板或一電池單元，特別以電池符號表示之。簡言之，與第一較佳實施例之接線盒10不同之處僅在於該控制模組141，其餘元件均以第一較佳實施例之接線盒10相同，在此僅說明該控制模組141，其餘元件請參考前述。

該控制模組141電性連接於該串聯載波介面模組130，用於接收該載波22並根據該載波22控制該直流電源24的傳輸。在此第二較佳實施例中，該控制模組141包含一載波收發器146及一解編碼器148。該載波收發器146電性連接於該載波線路132，用於接收具有一第一封包(未圖示)之該載波22，及發送具有一第二封包(未圖示)之該載波22。該解編碼器148電性連接於該載波收發器146，用於對該載波解碼出該第一封包，並提供該第二封包至該載波收發器146，其中該解編碼器148根據該第一封包控制該開關136的斷開與接通。具體的說，該第一封包係一解除串聯指令或一啟動串聯指令，當解碼出的該第一封包為該解除串聯指令時，則斷開該開關136；當解碼出的該第一封包為該啟動串聯指令時，則接通該開關136。

在此第二較佳實施例中，該解編碼器148連接有數個感測器(未圖示)，該些感測器用於偵測電源單元20的電壓、電流、溫度、及火災偵測等資訊，並提供該第二封包，其中該第二封包係對應該電源單元之一電壓、一電流、一溫度、及一火災偵測訊號所組成之群組之一。具體地說，當該些感測器偵測到該電源單元20運作不正常時，例如火災等，該解編碼器148可發出包含該火災偵測訊號之第二封包至該載波收發器146。而該載波收發器146可發送具有該第二封包之載波22至外部。而由外部輸入具有第一封包之該載波22至該處理器148，用以斷開該開關136。

綜上所述，本發明之接線盒具有串聯載波介面模組可同時傳輸該載波及該直流電源，並該控制模組可控制該電力線路上之開關的斷開，並且還可透過該載波線路上之載波控制該電力線路上之開關的導通。

請一併參考第1圖及第3圖，第3圖繪示本發明第一較佳實施例之電力系統方塊圖，本發明第一較佳實施例之電力系統是搭配上述第一時實施例之接線盒10實施之。該電力系統包括複數個電源單元20、複數個接線盒(如第一實施例之接線盒10)、一手動開關裝置30、一載波設備(如一載波產生器40)及一逆變器(Inverter)50。

其中該些電源單元20用以輸出一直流電源24。該些接線盒10分別電性連接於該些電源單元20，用以串聯該些電源單元20，其中每一接線盒10包括一串聯載波介面模組130、一開關136及一分別電性連接於該開關136及該串聯載波介面模組130之控制模組140。該手動開關裝置30電性連接於該些接線盒10之一端，用以斷開該直流電源24的迴路。該載波設備(如該載波產生器40)電性連接於該手動開關裝置30，用於產生一載波22至該些接線盒10以控制該些接線盒10解除串聯或進行串聯。該逆變器50係用以將直流電源24轉換成交流電源以供市電使用。

請再參考第1圖，其中該串聯載波介面模組130電性連接於該第一連接端子112及該第二連接端子114，用於傳輸該載波22及該電源單元20提供之該直流電源24。該開關136設置於該串聯載波介面模組130中，以導通與斷開該直流電源24。該控制模組140分別電性連接於該串聯載波介面模組130以及該開關136，用於接收該載波22，並根據該載波22切換該開關136，以控制該直流電源24的傳輸。進一步地說，每一該接線盒10之該串聯載波介面模組130如上所述包括一載波線路132及一電力線路134。其中該載波線路132電性連接於該第一連接端子112及該第二連接端子114，用於傳輸該載波22。該電力線路134電性連接於該第一連接端子112及該第二連接端子114並且並聯於該載波線路132，用於傳輸該直流電源24。該開關136設置於該電力線路134上，用於導通與斷開該電力線路134。

在本發明第一較佳實施例之電力系統中，每一該接線盒係為上述第一較佳實施例之接線盒10。每一該接線盒10之該控制模組140包含一載波接收器142及一開關控制器144。同樣地，該載波接收器142電性連接於該載波線路132，用於接收該載波22；該開關控制器144分別電性連接於該開關136及該載波接收器142，用於根據該載波22控制該開關136的導通與關閉。需注意的是，搭配上述第一較佳實施例之接線盒10之該載波設備係為一載波產生器40。

舉例而言，該開關控制器144係一逾時過濾器(Time-out filter)，該逾時過濾器用於設定為超過一預設時間未收到該載波22時，則斷開該開關136而停止該直流電源24的傳輸。具體地說，當其中之一電源單元20運作不正常時，例如火災等，可由該載波產生器40停止產生該載波22，使得該些逾時過濾器超過一預設時間收不到該載波22，而則斷開該些開關136以停止該直流電源24的傳輸而解除串聯。

值得一提的是，雖然該些電力線路134上之開關136成為開路而無法傳輸直流電源24，但該些該載波線路132由於具有該第一電感1324及一電容1322所形成串聯共振電路，因此還可以傳輸交流訊號至每一接線盒10之該載波線路132。因此，如要將該些接線盒10重新串聯的話，則可由該載波產生器40重新產生該載波22以傳輸至該些逾時過濾器。該些逾時過濾器收到該載波22後則控制該些開關136導通，使得該些電源單元20可藉由該些接線盒10重新串聯在一起。

除此之外，亦可關斷該手動開關裝置30，以切斷該直流電源24的迴路，使得該載波22無法傳輸至該些逾時過濾器，進而斷開該些開關136以停止該直流電源24的傳輸而解除串聯。

請一併參考第2圖及第4圖，第4圖繪示本發明第二較佳實施例之電力系統方塊圖，本發明第二較佳實施例之電力系統是搭配上述第一時實施例之接線盒12實施之。該電力系統包括複數個電源單元20、複數個接線盒(如第二時實施例之接線盒12)、一手動開關裝置30、一載波設備(如一主控制模組42)及一逆變器(Inverter)50。簡言之，本發明第二較佳實施例之電力系統與前述第一較佳實施例之電力系統的不同之處僅在於該些接線盒12係為上述第二較佳實施例之接線盒12，以及該載波設備為該主控制模組42，其餘元件均以第一較佳實施例之電力系統相同，在此僅說明該些接線盒12之該控制模組141及該主控制模組42，其餘元件請參考前述。

請再參考第2圖，每一該接線盒12之該控制模組141包含一載波收發器146及一解編碼器148。該載波收發器146電性連接於該載波線路132，用於接收具有一第一封包(未圖示)之該載波22，及發送具有一第二封包(未圖示)之該載波22。該解編碼器148電性連接於該載波收發器146，用於對該載波解碼出該第一封包，並提供該第二封包至該載波收發器146，其中該解編碼器148根據該第一封包控制該開關136的斷開與接通。具體的說，該第一封包係一解除串聯指令或一啟動串聯指令，當解碼出的該第一封包為該解除串聯指令時，則斷開該開關136；當解碼出的該第一封包為該啟動串聯指令時，則接通該開關136。

請參考第5圖，其繪示第4圖之電力系統部分電路示意圖。其中接線盒12之詳細說明可參考第2圖之說明，在此不予贅述，該手動開關裝置30串接於該些接線盒12之第二連接端子114，用於切斷直流電源24及載波22的迴路。

該主控制模組42串接於該手動開關裝置30及該逆變器50(繪示於第4圖)之間，其與接線盒12之電路相同的具有一載波發射器、一解編碼器，以及一串聯載波介面模組，該串聯載波介面模組同樣可以傳輸由該些太陽能模組版20所提供之該直流電源24，以及傳輸該載波22，其細節可參考第2圖之說明。該主控制模組42用於接收具有該第二封包之該載波22b，並且產生具有該第一封包之該載波22a至該些接線盒12以控制該些接線盒12解除串聯或進行串聯。

舉例來說，該些接線盒12之該解編碼器148連接有數個感測器(未圖示)，該些感測器用於偵測該些電源單元20的電壓、電流、溫度、及火災偵測等資訊，並提供該第二封包，其中該第二封包係對應該電源單元20之一電壓、一電流、一溫度、及一火災偵測訊號所組成之群組之一。當該些感測器偵測到其中之一該電源單元20運作不正常時，例如火災等，對應之該解編碼器148可發出包含該火災偵測訊號之第二封包至對應之該載波收發器146。而該載波收發器146可發送具有該第二封包之載波22b至該主控制模組42。而該主控制模組42之該解編碼器可解碼出該第二封包之該火災偵測訊號，而發出具有「解串聯指令De-serialized command」之該第一封包的載波22a。而具有第一封包之該載波22a透過該些接線盒12之該些該載波線路132輸入該些載波發射器146，再將該第一封包輸入至該解編碼器148。同樣地，該些接線盒12之該解編碼器148可將該第一封包之解串聯指令解碼，藉此控制並斷開該開關136。

值得一提的是，雖然該些電力線路134上之開關136成為開路而無法傳輸直流電源24，但該些該載波線路132由於具有該第一電感1324及一電容1322所形成串聯共振電路。因此，如要將該些接線盒12重新串聯的話，則可由該主控制模組42重新產生具有「啟動串聯指令」資訊的第一封包之載波22a，以傳輸至該些解編碼器148。該些解編碼器148收到具有「啟動串聯指令」資訊的第一封包後則進行解碼，並重新導通該些開關136，使得該些電源單元20可藉由該些接線盒12重新串聯在一起。

除此之外，同樣的亦可關斷該手動開關裝置30，以切斷該直流電源24的迴路，使得具有「執行串聯」資訊的第一封包之該載波22a無法傳輸至些該些解編碼器148。隨後當些該解編碼器148未收到具有「執行串聯」資訊的第一封包時，也可斷開該些開關136以解除串聯。

綜上所述，本發明之電力系統利用上述本發明之接線盒，並提供該手動開關裝置或該載波設備，用以阻斷或停止產生該載波傳輸至該些接線盒，使得該些接線盒可斷開其開關而解除該些接線盒之串聯。

請再參考第1至第4圖，以下將詳細說明本發明之電力系統之控制方法。本發明之電力系統之控制方法係利用上述第一及第二較佳實施例之電力系統實施之，該電力系統包括複數個電源單元20、複數個接線盒10或12、一手動開關裝置30及一載波設備(例如載波產生器40或主控制模組42)，其中每一接線盒10或12包括一串聯載波介面模組130、一開關136及一分別電性連接於該開關136及該串聯載波介面模組130之控制模組140或141，該串聯載波介面模組130包括一載波線路132、一電力線路134及一開關136，其中該串聯載波介面模組130具有一載波線路132用於傳輸一載波22，及一電力線路134用於傳輸一直流電源24。

請參考第1、第3及第6圖，第6圖是本發明電力系統之進行串聯或解除串聯之控制方法的流程圖。該控制方法包括步驟S10及步驟S20。

在步驟S10中，傳輸或截斷該載波22至該些接線盒10或12之每一載波線路132。

在步驟S20中，該些控制模組140或141判斷該載波22，以斷開或接通該些開關136。

以下將詳細說明利用本發明第一較佳實施例之電力系統所實施之控制方法，其為一種手動控制方式。在本發明第一較佳實施例之電力系統所實施之控制方法中，其中步驟S10中傳輸或截斷該載波22係包括接通或斷開該手動開關裝置30以傳輸或截斷該載波22傳輸至該些接線盒10之每一載波線路132。如上所述，亦可以手動控制該載波設備(如載波產生器40)產生該載波或停止產生該載波22，同樣的可以傳輸或截斷該載波22傳輸至該些接線盒10之每一載波線路132。

以下將說明在此手動控制方式中，每一接線盒10內之判斷流程。請參考第1圖及第7圖，第7圖是第一較佳實施例之控制模組的判斷流程圖。步驟S20中該些控制模組140判斷該載波22開始於步驟S100。

在步驟S110中，該控制模組140判斷該直流電源24之電壓是否達工作電壓，如果否，則斷開該開關136並回到步驟S110繼續進行判斷，如果是，則執行步驟S120。其中該工作電壓為一預設值，依據該電力系統需求而做調整。

在步驟S115中，斷開該開關136並回到步驟S110繼續進行判斷。

在步驟S120中，該開關控制器144判斷該載波線路132是否接收到該載波22，如果否，則進行步驟S115，即斷開該開關136並回到步驟S110繼續進行判斷，如果是，則進行步驟S130，即保持接通該開關136。

舉例而言，該控制模組140之該開關控制器144係一逾時過濾器，當該逾時過濾器超過一預設時間未收到該載波22時，則斷開該開關136而停止該直流電源24的傳輸，而解除該些接線盒10的串聯。

以下將詳細說明利用本發明第二較佳實施例之電力系統所實施之控制方法，其為一種自動預警式控制方式。請參考第4、第5及第8圖，第8圖是本發明第二實施例之電力系統之主控制單元的控制流程圖。在本發明第二較佳實施例之電力系統所實施之控制方法中，其中步驟S10中傳輸或截斷該載波22係開始於步驟S200。

在步驟S210中，該載波設備(如主控制單元42)偵測一第二封包以判斷火災是否發生，如果是，則停止傳輸載波22，如果否，則執行步驟S220。舉例而言，如上所述，主控制單元42接收具有該火災偵測訊號之第二封包之載波22，而該主控制模組42可解碼出該火災偵測訊號以判斷火災是否發生。

在步驟S220中，檢查是否啟動該載波設備(如主控制單元42)，如果否，則停止傳輸載波，如果是，則執行步驟S230。具體而言，該主控制單元42例如具有一手動按鈕，可人工啟動或關閉該主控制單元42發送該載波22。

在步驟S230中，該載波設備(如主控制單元42)輪詢(Polling)該些接線盒12。例如每隔數秒發出一輪詢載波，用以詢問每一電源單元20之該第二封包內之資訊。

在步驟S240中，該主控制單元42判斷該些電源單元20是否有異常，如果否，則執行步驟S245，即報告電源單元狀態並返回步驟S210，如果是，則執行步驟S250。承上所述，即判斷所接收的該載波內之第二封包中對應該電源單元20之電壓、電流、溫度、及火災偵測訊號是否異常，如果沒異常，則可產生對應該電源單元20之電壓、電流、溫度、及火災偵測訊號之報告，返回步驟S210繼續偵測。

在步驟S250中，停止傳輸載波22或傳輸解串聯指令之該第一封包。具體而言，傳輸解串聯指令之該第一封包即為傳輸具有「解串聯指令」之該第一封包的載波22，使得該些接線盒12斷開該些開關136。

在步驟S260中，發出警報，以通知使用者。

以下將說明在此自動預警式控制方式中，每一接線盒12內之判斷流程。請參考第2圖及第9圖，第9圖是第二較佳實施例之控制模組141的判斷流程圖。步驟S20中該些控制模組141判斷該載波22開始於步驟S300。

在步驟S310中，該控制模組141判斷該直流電源24之電壓是否達工作電壓，如果否，則執行S315，即斷開該開關136並返回步驟S310繼續判斷，如果是，則執行步驟S320。其中該工作電壓為一預設值，視該電力系統而定。

在步驟S320中，該控制模組141內之該解編碼器148判斷是否接收到該第一封包，如果否，則執行步驟S330，如果是，則執行步驟S340。

在步驟S330中，該解編碼器148判斷是否逾時未接收到該載波22，如果否，則返回步驟S31，如果是，則斷開該開關136。舉例而言，該解編碼器148具有一逾時過濾機制，當超過一預設時間未收到該載波22時，則斷開該開關136而停止該直流電源24的傳輸，而解除該些接線盒12的串聯。

在步驟S340中，該解編碼器148解析該第一封包，並執行步驟S352，即傳出具有一第二封包的該載波，並執行步驟S354或S356，即根據該第一封包進行接通或斷開該開關，最後再回到步驟S310繼續判斷。舉例而言，該解編碼器148解碼出該第一封包，並提供該第二封包至該載波收發器146。具體的說，該第一封包係一解除串聯指令或一啟動串聯指令，當解碼出的該第一封包為該解除串聯指令時，則斷開該開關136；當解碼出的該第一封包為該啟動串聯指令時，則接通該開關136。其中該第二封包係對應該電源單元20之一電壓、一電流、一溫度、及一火災偵測訊號所組成之群組之一，以提供給外部之該主控制模組42。

綜上所述，本發明之電力系統之控制方法利用上述本發明之電力系統，並利用該控制模組斷開或接通該開關以同時解除該些每一接線盒之串聯，達到在異常發生時可全部解除每一個電源單元上之間的串聯，以確保維修操作人員進行檢測或救災人員進行救災工作時之安全。

雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．接線盒

12．．．接線盒

20．．．電源單元

22．．．載波

24．．．直流電源

30．．．手動開關裝置

40．．．載波產生器

42．．．主控制模組

50．．．逆變器

112．．．第一連接端子

114．．．第二連接端子

120．．．二極體

130．．．串聯載波介面模組

132．．．載波線路

1322．．．第一電感

1342．．．第二電感

1324．．．電容

134．．．電力線路

136．．．開關

140．．．控制模組

141．．．控制模組

142．．．載波接收器

144‧‧‧開關控制器

146‧‧‧載波收發器

148‧‧‧解編碼器

第1圖繪示本發明之第一較佳實施例中電源單元的接線盒之線路方塊圖。

第2圖繪示本發明之第二較佳實施例之連接電源單元之接線盒之線路方塊圖。

第3圖繪示本發明第一較佳實施例之電力系統方塊圖。

第4圖繪示本發明第二較佳實施例之電力系統方塊圖。

第5圖繪示本發明第4圖之電力系統部分電路示意圖。

第6圖繪示本發明電力系統之進行串聯或解除串聯之控制方法的流程圖。

第7圖繪示本發明第一較佳實施例之控制模組的判斷流程圖。

第8圖繪示本發明第二實施例之電力系統之主控制單元的控制流程圖。

第9圖繪示本發明第二較佳實施例之控制模組的判斷流程圖。

10．．．接線盒

20．．．太陽能光伏板

22．．．載波

24．．．直流電源

112．．．第一連接端子

114．．．第二連接端子

120．．．二極體

130．．．串聯載波介面模組

132．．．載波線路

1322．．．第一電感

1342．．．第二電感

1324．．．電容

134．．．電力線路

136．．．開關

140．．．控制模組

142．．．載波接收器

144．．．開關控制器

Claims (19)

1. 一種電力系統之接線盒，用於連接一電力系統之一電源單元，該接線盒包括：一第一連接端子及一第二連接端子，用於串聯另一該連接盒；至少一旁通二極體，電性連接於該電源單元；一串聯載波介面模組，電性連接於該第一連接端子及該第二連接端子，用於傳輸一載波及該電源單元提供之一直流電源；一開關，設置於該串聯載波介面模組中，用以導通與斷開該直流電源；以及一控制模組，分別電性連接於該串聯載波介面模組以及該開關，用於接收該載波，並根據該載波切換該開關，以控制該直流電源的傳輸；其中該串聯載波介面模組包括：一載波線路，電性連接於該第一連接端子及該第二連接端子，用於傳輸該載波，該載波線路具有一第一電感及一與該第一電感串聯之電容以形成一共振電路；以及一電力線路，電性連接於該第一連接端子及該第二連接端子並且並聯於該載波線路，用於傳輸該直流電源，其中該開關設置於該電力線路，用於導通與斷開該電力線路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之接線盒，其中該電力線路電性連接該電源單元之一正極及一負極並且串聯有一第二電感。
3. 如申請專利範圍第1項所述之接線盒，其中該控制模組包含：一載波接收器，電性連接於該載波線路，用於接收該載波；及 一開關控制器，電性連接於該載波接收器，用於根據該載波切換該開關。
4. 如申請專利範圍第3項所述之接線盒，其中該開關控制器係一逾時過濾器，用以設定超過一預定時間未接收到該載波時，則斷開該開關。
5. 如申請專利範圍第1項所述之接線盒，其中該控制模組包含：一載波收發器，電性連接於該載波線路，用於接收具有一第一封包之該載波，及發送具有一第二封包之該載波；及一解編碼器，電性連接於該載波收發器，用於對該載波解碼出該第一封包，並提供該第二封包至該載波收發器，其中該解編碼器根據該第一封包控制該開關的斷開與接通。
6. 如申請專利範圍第5項所述之接線盒，其中該第一封包係一解除串聯指令或一啟動串聯指令。
7. 如申請專利範圍第5項所述之接線盒，其中該第二封包係對應該電源單元之一電壓、一電流、一溫度、及一火災偵測訊號所組成之群組之一。
8. 一種電力系統，包括：複數個電源單元，用以輸出一直流電源；複數個接線盒，分別電性連接於該些電源單元，用以串聯該些電源單元，其中每一接線盒包括一串聯載波介面模組、一開關及一分別電性連接於該開關及該串聯載波介面模組之控制模組；以及一載波設備，電性連接於該些接線盒之一端，用於產生一載波至該些接線盒以控制該些接線盒解除串聯或進行串聯，其中該串聯載波介面模組用於傳輸該載波及該直流電源，且該控制模組用於接收該載波並根據該載波控制該直流電源的傳輸； 其中該串聯載波介面模組包括：一載波線路，電性連接於第一連接端子及第二連接端子，用於傳輸該載波，該載波線路具有一第一電感及一與該第一電感串聯之電容以形成一共振電路；以及一電力線路，電性連接於該第一連接端子及該第二連接端子並且並聯於該載波線路，用於傳輸該直流電源，其中該開關設置於該電力線路，用於導通與斷開該電力線路。。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電力系統，進一步包括一手動開關裝置，電性連接於該些接線盒之一端及該載波設備之間，用以斷開該直流電源的迴路。
10. 如申請專利範圍第8項所述之電力系統，其中每一該接線盒之該控制模組包含：一載波接收器，電性連接於該載波線路，用於接收該載波；以及一開關控制器，電性連接於該載波接收器，用於根據該載波切換該開關。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電力系統，其中該載波設備係為一載波產生器。
12. 如申請專利範圍第8項所述之電力系統，其中每一該接線盒之該控制模組包含：一載波收發器，電性連接於該載波線路，用於接收具有一第一封包之該載波，及發送具有一第二封包之該載波；以及一解編碼器，電性連接於該載波收發器，用於對該載波解碼出該第一封包，並提供該第二封包至該載波收發器，其中該解編碼器根據該第一 封包控制該開關的斷開與接通。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電力系統，其中該載波設備係為一主控制模組，該主控制模組用於接收具有該第二封包之該載波，並且產生具有該第一封包之該載波至該些接線盒以控制該些接線盒解除串聯或進行串聯。
14. 一種電力系統之控制方法，該電力系統包括複數個電源單元、複數個接線盒、一手動開關裝置及一載波設備，每一接線盒包括一串聯載波介面模組、一開關及一分別電性連接於該開關及該串聯載波介面模組之控制模組，其中該串聯載波介面模組具有一載波線路用於傳輸或截斷一載波，該載波線路具有一第一電感及一與該第一電感串聯之電容以形成一共振電路，及一電力線路並聯於該載波線路，用於傳輸一直流電源，該控制方法包括下列步驟：(1)同時傳輸該直流電源及該載波至該些接線盒，其中該直流電源係傳輸至該電力線路，該載波係傳輸至該載波線路；以及(2)該些控制模組判斷該載波，以斷開或接通該些開關。
15. 如申請專利範圍第14項所述之控制方法，其中步驟(1)中傳輸或截斷該載波係包括接通或斷開該手動開關裝置以傳輸或截斷該載波傳輸至該些接線盒之每一載波線路。
16. 如申請專利範圍第14項所述之控制方法，其中步驟(1)中傳輸或截斷該載波之步驟係包括該載波設備產生該載波或停止產生該載波。
17. 如申請專利範圍第14、15或16項所述之控制方法，其中步驟(2)中該些控制模組判斷該載波包括下列步驟： (S1)判斷該直流電源之電壓是否達工作電壓，如果否，則斷開該開關，如果是，則執行步驟(S2)；(S2)判斷該載波線路是否接收到該載波，如果否，則斷開該開關，如果是，則保持接通該開關。
18. 如申請專利範圍第14項所述之控制方法，其中步驟(1)中傳輸該載波係包括下列步驟：(S21)該載波設備偵測一第二封包以判斷異常是否發生，如果是，則停止傳輸該載波，如果否，則執行步驟(S22)；(S22)檢查是否啟動該載波設備，如果否，則停止傳輸該載波，如果是，則執行步驟(S23)；(S23)該載波設備輪詢該些接線盒；(S24)判斷該些電源單元是否有異常，如果否，則報告該些電源單元狀態並返回步驟(S21)，如果是，則執行步驟(S25)；以及(S25)停止傳輸該載波或傳輸解除串聯指令之一第一封包，並發出警報。
19. 如申請專利範圍第14或18項所述之控制方法，其中步驟(2)中該些控制模組判斷該載波包括下列步驟：(S31)判斷該直流電源之電壓是否達工作電壓，如果否，則斷開該開關並返回步驟(S31)，如果是，則執行步驟(S32)；(S32)判斷是否接收到該第一封包，如果否，則執行步驟(S33)，如果是，則執行步驟(S34)；(S33)判斷是否逾時未接收到該載波，如果否，則返回步驟(S31)，如果是，則斷開該開關；以及 (S34)解析該第一封包，並傳出具有該第二封包的該載波，並根據該第一封包進行接通或斷開該開關。