旁路二極管（避免熱斑效應(yīng)的電子元件）

熱斑效應(yīng)

一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽(yáng)電池組件，將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽(yáng)電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽(yáng)電池組件此時(shí)會(huì)發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。這種效應(yīng)能?chē)?yán)重的破壞太陽(yáng)電池。有光照的太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的部分能量，都可能被遮蔽的電池所消耗。為了防止太陽(yáng)電池由于熱斑效應(yīng)而遭受破壞，最好在太陽(yáng)電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個(gè)旁路二極管，以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。

作用

當(dāng)電池片出現(xiàn)熱斑效應(yīng)不能發(fā)電時(shí)，起旁路作用，讓其它電池片所產(chǎn)生的電流從二極管流出，使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電，不會(huì)因?yàn)槟骋黄姵仄霈F(xiàn)問(wèn)題而產(chǎn)生發(fā)電電路不通的情況。

選擇原則

1、耐壓容量為最大反向工作電壓的兩倍；

2、電流容量為最大反向工作電流的兩倍；

3、結(jié)溫溫度應(yīng)高于實(shí)際結(jié)溫溫度；

4、熱阻小；

5、壓降??；

測(cè)量方法

把組件放在75度烘箱中至熱穩(wěn)定，在二極管中通組件的實(shí)際短路電流，熱穩(wěn)定后（例如1h），測(cè)量二極管的表面溫度，根據(jù)以下公式計(jì)算實(shí)際結(jié)溫：

Tj=Tcase + R*U*I其中R為熱阻系數(shù)，由二極管廠家給出，Tcase是二極管表面溫度（用熱電偶測(cè)出），U是二極管兩端壓降（實(shí)測(cè)值），I為組件短路電流。計(jì)算出的Tj不能超過(guò)二極管規(guī)格書(shū)上的結(jié)溫范圍。

示意圖

當(dāng)電池片正常工作時(shí)，旁路二極管反向截止，對(duì)電路不產(chǎn)生任何作用；若與旁路二極管并聯(lián)的電池片組存在一個(gè)非正常工作的電池片時(shí)，整個(gè)線(xiàn)路電流將由最小電流電池片決定，而電流大小由電池片遮蔽面積決定，若反偏壓高于電池片最小電壓時(shí)，旁路二極管導(dǎo)通，此時(shí)，非正常工作電池片被短路。

數(shù)目計(jì)算

1、旁路二極管電流容量最小應(yīng)為：

I=4．73×2=8.46A

2、選用10SQ030型二極管

最大返偏電壓為：VRRM=30vIAV=10AVF=0.55V

TJ=-55－200℃

3、耐壓容量為30Ⅴ的旁路二極管最多可保護(hù)125×125電池片數(shù)目為：

N=30/（2×0.513）≈29.24

即最多可保護(hù)29片125×125電池片；

4、旁路二極管截止?fàn)顟B(tài)時(shí)存在反向電流，即暗電流，一般小于0.2微安；

原則上每個(gè)電池片應(yīng)并聯(lián)一個(gè)旁路二極管，以便更好保護(hù)并減少在非正常狀態(tài)下無(wú)效電池片數(shù)目，但因?yàn)榕月范O管價(jià)格成本的影響和暗電流損耗以及工作狀態(tài)下壓降的存在，對(duì)于硅電池，每十五個(gè)電池片可并聯(lián)一個(gè)旁路二極管為最佳。

Bypass diodes are not needed on 12 volt systems, optional on 24 volt, and should always be used on 36 volt or higher systems

遮蔽一個(gè)電池片與遮蔽兩塊電池片各一半的效果不同，所以遮蔽不可避免時(shí)，盡量使遮蔽盡可能多的電池，每個(gè)電池盡可能少的陰影。

幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。