一種反向阻斷電流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種反向阻斷電流裝置，作用類似二極管，反向阻斷電流，正向電流導(dǎo)通，特點是載流量大，沒有正向壓降，屬于電子元器件技術(shù)領(lǐng)域。它用于光伏發(fā)電，阻斷被遮擋的光伏組件上的反向電流，防止因出現(xiàn)“熱斑現(xiàn)象”而損害光伏組件。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]光伏發(fā)電是利用太陽能一種重要方式，對保護(hù)環(huán)境、解決“能源危機(jī)”、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
[0004]光伏組件是光電池這種光伏元件的集合體，是按一定形式串聯(lián)、并聯(lián)起來的光電池陣列。光伏發(fā)電實踐中碰到了一些影響光電池壽命的不利因素，“熱斑現(xiàn)象”就是其中之一。所謂“熱斑現(xiàn)象”是指光伏組件在陽光照射下，由于組件的一部分受到云彩、樹葉、建筑物等遮擋無法正常工作，不僅不能發(fā)電，反而成了吸收功率的“負(fù)載”，電流方向逆轉(zhuǎn)，這樣一來，被遮擋的部分的溫升遠(yuǎn)大于未被遮擋部分，致使溫度過高出現(xiàn)燒壞的暗斑即熱斑，“熱斑現(xiàn)象”不僅降低了發(fā)電輸出功率，還有可能導(dǎo)致整個光伏組件損壞。
[0005]目前防止“熱斑現(xiàn)象”的辦法就是加裝旁路二極管和阻斷二極管，旁路二極管的作用是在被遮擋元件一側(cè)提供電流通路，阻斷二極管的作用是阻斷被遮擋的串聯(lián)元件上的反向電流，如圖1所示那樣，圖1中，(1)為光電池，(2)為旁路二極管，(3)為阻斷二極管。本發(fā)明只涉及阻斷二極管，不涉及旁路二極管。
[0006]通常要求阻斷二極管通流量為數(shù)十安培，耐壓1000伏以上，這種二極管的正向壓降約有IV，正常工作時自身有數(shù)十瓦的功率消耗，不僅降低了光伏發(fā)電的輸出功率，而且發(fā)熱量大，還得采取散熱措施，這又提高了成本，對此技術(shù)人員甚感無奈。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為一種反向阻斷電流裝置，作用類似二極管，反向阻斷電流，正向電流導(dǎo)通，特點是載流量大，沒有正向壓降。解決了阻斷二極管存在自身功率消耗大、發(fā)熱量大的問題。
[0009]本發(fā)明實質(zhì)上是一款自動磁保持繼電器，受到磁保持繼電器原理的啟示設(shè)計的，為方便敘述，下文把“反向阻斷電流裝置”簡稱為“自動繼電器”。
[0010]1，自動繼電器具有電壓線包L1和電流線包L2兩個線包，電壓線包L1與二極管VD1，限流電阻R依次串聯(lián)組成一條支路；電流線包L2與觸點K1串聯(lián)組成另一條支路，這兩條支路互相并聯(lián)，在L1和L2流過正向電流時，產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵的磁場方向一致。
[0011]2，自動繼電器的電壓線包L1和電流線包L2可共同繞在一個骨架上，亦可分別繞在各自的骨架上，但要保證各線包產(chǎn)生的磁力都作用在銜鐵上。自動繼電器觸點設(shè)計成常開，接入電路后它自動檢測有無反向電流，自動阻斷反向電流。開機(jī)時由光伏發(fā)電輸出的電壓使自動繼電器吸合，帶動常開觸點閉合，流過正向電流。由于觸點的接觸電阻極低，沒有什么壓降，吸合之后自動繼電器的線包不再需要吸合電流，可視為自身沒有功率消耗；當(dāng)檢測到有反向電流時，觸點自動斷開，阻斷反向電流，起到阻斷二極管的作用。
[0012]
【附圖說明】
[0013]圖1是光伏元件加裝旁路二極管和阻斷二極管的示意圖；
圖2是光伏組件加裝反向阻斷電流裝置的示意圖，虛線框內(nèi)的內(nèi)容即是反向阻斷電流裝置的電路，其中L1是電壓線包，匝數(shù)較多，線徑較細(xì)；L2是電流線包，匝數(shù)較少，線徑較粗。K1是繼電器的觸點，R是限流電阻，VD1作電壓極性限定二極管，&是光伏發(fā)電的負(fù)載。
[0014]圖3是自動繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中的各序號表示的含義為:
(1)光伏元件
(2)旁路二極管
(3)阻斷二極管
(4)線包骨架
(5)鐵芯
(6 )絕緣層
(7)電流線包
(8)電壓線包
(9)銜鐵
(10)銜鐵支點
(11)永久磁鐵
(12)軛鐵
(13)靜觸點
(14)動觸點
(15)塑料推竿。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例來解釋附圖和說明本發(fā)明的發(fā)明所在。
[0018]圖2是光伏組件加裝自動繼電器的示意圖，虛線框內(nèi)的內(nèi)容即是自動繼電器的電路，其中L1是電壓線包，匝數(shù)較多，線徑較細(xì)，VD1是電壓極性限定二極管，R是限流電阻，這三個元件串聯(lián)起來山2是電流線包，匝數(shù)較少，線徑較粗，K1是自動繼電器的觸點，設(shè)計為常開觸點，將K1與電流線包L2串聯(lián)凡是光伏發(fā)電的負(fù)載。電路具體連接的方式為:將電壓線包L1的一端與二極管VD1的正極連接、VD1的負(fù)極連接限流電阻R的一端；電流線包L2的一端連接觸點K1的一端，L2的另一端與L1的另一端相連，K1的另一端與電阻R的另一端相連。正常使用時，電壓線包L1與電流線包L2的互連點接光伏發(fā)電的正極，K1與電阻R的互連點接光伏發(fā)電的負(fù)載如果接反，自動繼電器不起作用，不能接通光伏發(fā)電的負(fù)載&，但不會損壞。
[0019]自動繼電器未使用時，其觸點K1是斷開的。將自動繼電器如圖2正確接入之后，由光伏發(fā)電的輸出提供空載電壓，左端為正，右端為負(fù)(該空載電壓較高，通常高于帶負(fù)載時的輸出電壓10~100V，對繼電器吸合有利)，電壓線包L1、二極管VD1和限流電阻R這個串聯(lián)支路及負(fù)載IV流過正向激磁電流，自動繼電器吸合，帶動觸點K1閉合；K1閉合后，負(fù)載&、觸點K1與電流線包L2流過正向電流，同時并聯(lián)了電壓線包L1、二極管VD1和限流電阻R這個串聯(lián)支路，由于電流線包L2的阻抗遠(yuǎn)小于電壓線包L1的阻抗，流過電壓線包L1的電流微小可忽略，可視為電流全部流經(jīng)電流線包L2。此時主要由永久磁鐵提供的磁力保持自動繼電器繼續(xù)吸合，流過電流線包L2的正向電流產(chǎn)生的磁場起輔助吸合作用，這就要求設(shè)計自動繼電器時，要保證電壓線包L1和電流線包L2流過正向電流時產(chǎn)生的磁場與永久磁鐵的磁場方向一致，即合成磁力是增強(qiáng)的。這就是自動繼電器起到二極管正向電流導(dǎo)通作用的道理。
[0020]如果因“熱斑現(xiàn)象”出現(xiàn)了反向電流，這個反向電流流過電流線包L2，產(chǎn)生的磁場力反向，抵消永久磁鐵的吸力，當(dāng)這個反向電流達(dá)到某個值，就會完全抵消永久磁鐵的吸力，使自動繼電器釋放，帶動觸點K1斷開，這就是自動繼電器起到二極管反向阻斷電流作用的道理。由于有二極管VD1存在，反向電流不會流過電壓線包L1。
[0021]如果反向電流消失，光伏組件正常發(fā)電，電壓線包L1重新獲得電壓，產(chǎn)生激磁電流，自動繼電器則再度吸合，如此循環(huán)不已。
[0022]圖3是自動繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖，(4)是線包骨架，一般由塑料制成，電壓線包(8)和電流線包(7)同繞在這個骨架上，兩線包之間隔以絕緣層(6)，各個線包的引出端焊片省略未畫，當(dāng)然電壓線包和電流線包亦可分別各自繞在一個骨架上；線包骨架(4)中心貫穿柱形鐵芯(5 )，軛鐵(12 )和鐵芯(5 )可采取鉚接方式或其它方式固連，軛鐵(12 )與永久磁鐵
(11)可采取粘接方式固連，它們共同組成磁路。注意裝配時，要保證電壓線包L1和電流線包L2流過電流產(chǎn)生的磁場與永久磁鐵的磁場方向一致，即磁力是增強(qiáng)的。
[0023]銜鐵(9)在線包通過正向電流時被鐵芯(5)吸附，由于銜鐵支點(10)的存在產(chǎn)生角位移，帶動塑料推竿(15)推動動觸點(14)與靜觸點(13)接觸閉合。
[0024]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施范例而已，并非對發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種反向阻斷電流裝置，實質(zhì)上是一款自動磁保持繼電器，其特征在于:它具有電壓線包L1和電流線包L2兩個線包，電壓線包L1與二極管VD1，電阻R串聯(lián)組成一條支路；電流線包L2與觸點K1串聯(lián)組成另一條支路，這兩條支路互相并聯(lián)，在L1和L2流過正向電流時，產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵的磁場方向一致。2.如權(quán)利要求1所述的反向阻斷電流裝置，其特征在于:電壓線包L1和電流線包L2可共同繞在一個骨架上，亦可分別繞在各自的骨架上。
【專利摘要】光伏發(fā)電是利用太陽能一種重要方式，“熱斑現(xiàn)象”是影響光伏組件壽命的不利因素，目前防止“熱斑現(xiàn)象”的辦法就是加裝旁路二極管和阻斷二極管。但阻斷二極管的通流量為數(shù)十安培，耐壓1000伏以上，這種二極管的正向壓降約有1V，正常工作時自身有數(shù)十瓦的功率消耗，不僅降低了光伏發(fā)電的輸出功率，而且發(fā)熱量大，還得采取散熱措施，這又提高了成本。本發(fā)明為一種反向阻斷電流裝置，作用類似二極管，反向阻斷電流，正向電流導(dǎo)通，特點是載流量大，沒有正向壓降。解決了阻斷二極管存在自身功率消耗大、發(fā)熱量大的問題。
【IPC分類】H02S40/30
【公開號】CN105375875
【申請?zhí)枴緾N201510877705
【發(fā)明人】徐華, 何曙光, 徐云, 丁勤
【申請人】深圳市華杰電氣技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月4日