旁路二極體工作原理

2021-01-08 電子發燒友
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旁路二極體工作原理

姚遠香 發表於 2019-07-03 14:19:24

　　旁路二極體常用在光伏電池組件上，用串上並聯旁路二極體的方法來減輕熱斑的影響。

　　首先來看看熱斑的形成原理：被遮擋的電池片不再發電，自身相當於一個消耗電阻；在其兩端產生S-1 片電池片的方向偏壓，如無旁路二極體保 護，則組件電流流過後將產生熱量。組件的正向I-V特性曲線和被遮擋的電池片的反向I-V特性曲線相交出形成的陰 影為電池片的最大消耗功率。

　　在太陽電池（串）兩端並聯旁路二極體，旁路二極體開始工作，將被遮擋的一串電池片旁路掉， 組件電流從旁路二極體流過，保證組件工作正常，並保護了 被遮擋的電池片不會被損壞。即使這樣，被旁路掉的那部分電池串中沒有被遮蓋的電池片也無法正常發電，是一種損失。

　　另外，由於旁路二極體是並聯方式連接在一串電池片兩端，常態下二極體處於反向截至狀態，反向壓降取決於 反向壓降約為：0.5N V（一串電池片的數量N），由二極體反向電流特性知，二極體反偏時有漏電流經過，此電流很 小，一般在微安級。反向電偏置電壓和溫度對反向電流的影響。

　　溫度及反向偏置壓降對IR 的影響；溫度升高使得IR 成倍地升高，同樣，反向壓降的增 加可以導致二極體漏電流的增加。所以理想狀態下是每片電池片加旁路二極體一隻，但在實際應用中，沒有廠家會 這麼做，只能是在在滿足組件使用要求的情況下，統籌考慮每個旁路二極體旁路的太陽電池數量。

　　這樣一來，對旁路二極體的性能要求就尤為重要了。由於大多數二極體安裝在接線盒內，盒內受有限的散熱空 間及接線盒結構和材料的限制，要求二極體的熱性能一定要好，關於二極體的熱性能，IEC61215 10.18節有旁路二 極管熱性能試驗專門介紹。熱斑發生時，組件電流基本上都流經旁路二極體，有電流流過就會有熱產生，同時，由於接線盒內的二極體發熱也對接線盒提出了要求：接線盒要具備好的耐熱和好的散熱特性。

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