光伏電池板的旁路二極體保護

2021-01-08 電子產品世界

　肖特基勢壘整流器一般用在單晶矽和多晶矽光伏(PV)面板的旁路二極體中，在出現低分流和高分流阻抗時，保護過熱點的光伏電池(參考圖1)。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/162801.htm

　　


　　圖1A，電池板中的低分流阻抗單元

　　

　　圖1B，電池板中的高分流阻抗單元

　　在旁路應用中，肖特基勢壘整流器可發揮低正向電壓降的優勢，而且比普通P-N結整流器的功率耗散更小。然而，這種器件也具有低反向電壓擊穿的缺點，很容易因ESD(靜電放電)的電過應力(EOS)和感應的高電壓而損壞。圖1顯示的是，一個肖特基整流器在250V電壓下施加高電壓8/20 μs脈衝後失效的測試結果。

　　

　　圖1，肖特基整流器在250V電壓和一個8/20 μs脈衝(2-Ω線阻)情況下失效。

　　ESD——靜電放電

　　光伏電池是用層壓膜與玻璃或透明的二氧化矽板壓到一起，或是用環氧樹脂材料粘在一起。玻璃、化學材料平板和層壓薄膜都很容易產生ESD，ESD的強度取決於表面直徑。ESD可能損壞肖特基整流器的晶片端，主要是通過過熱失效的方式(圖2A和2B)。

　　

　　圖2A和2B：在肖特基晶片由ESD造成的過熱痕跡。

　　大多數旁路二極體的最大擊穿電壓只有45V到60V。然而，它們能處理的ESD也較低。Vishay的SB15H45和150SQ045的典型ESD為25KV(空氣放電)，採用10個100pF/1.5KΩ(per IEC61000-4-2)的脈衝。這些器件的測試結果參見表1。

　　

　　表 1: SB15H45和 150SQ045的25KV 戶外空氣放電測試結果

　　這種ESD防護能力還不足以在為所有ESD狀況或從電源線和其他來源感應的高電壓提供保護。一個脈衝寬度為60ns的典型ESD波形如圖3所示。

　　由ESD和浪湧造成失效之間的區別是，他們涉及的失效器件的數量是不同的。在大多數由ESD引起的失效故障中，在接線盒裡的兩個或三個器件當中的某一個會失效。而浪湧會損毀所有的旁路二極體。

　　

　　圖3：典型的ESD波形。

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