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光伏電池板的旁路二極管保護

作者: 時間:2010-10-08 來源:網(wǎng)絡 收藏

  反應能量和感應能量

  當高功率電纜與太陽能的電纜交錯或是平行擺放時,反應能量和感應能量也可能引起的失效。這種情況非常少見,也很難通過標準化的措施加以避免。

  當接線盒與電路斷開,存儲在電纜里的能量會反作用到接線盒里的,這時就會產生反應能量。能量等級取決于電纜的長度和供電電壓。

  大多數(shù)肖特基整流器的雪崩容量低于20mJ,還不足以應付反應能量。但Vishay的瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)的雪崩能量可以從1/4焦耳到2焦耳。

  

圖4,標準8/20 μs IEC61000-4-5波形與350V和2-Ω線路阻抗條件下的旁路二極管

  圖4,標準8/20 μs IEC61000-4-5波形與350V和2-Ω線路阻抗條件下的

  圖4顯示給接線盒中的3個旁路二極管施加350V(2-Ω線路阻抗)的測試結果。由于產生了電短路,所有3個旁路二極管都失效了。

  TVS硅雪崩擊穿二極管可以用來旁路二極管免受來自閃電、高電荷的表面能量,以及高壓電源線等其他來源的感應電的高功率瞬態(tài)和浪涌的損害。為二極管免受此類瞬態(tài)和浪涌的損害,最好能在每個旁路二極管旁邊并聯(lián)一個TVS器件,如圖5所示。

  

圖5,Vishay TVS器件與每個旁路二極管并聯(lián)

  圖5,Vishay TVS器件與每個旁路二極管并聯(lián)

  上面的電路結構能夠在光伏的生產、現(xiàn)場安裝過程中,以及驅動光伏系統(tǒng)時發(fā)生任何瞬態(tài)和浪涌的情況下,極好地旁路二極管。另一種解決辦法是在每個接線盒上加上一個TVS器件,如圖6所示。這種辦法也能保護旁路二極管免遭大多數(shù)瞬態(tài)和浪涌。

  

圖6,TVS器件與每個旁路二極管串并聯(lián)

  圖6,TVS器件與每個旁路二極管串并聯(lián)

  為旁路二極管保護選擇TVS

  在為光伏和接線盒里的旁路二極管選擇TVS時,有幾個因素需要加以考慮。首先是TVS的耐壓。耐壓的意思是施加到器件上的電壓沒達到這個電壓時,TVS器件是不工作的。這個電壓比光伏電池板在瞬間高壓試驗的VOC高,是常規(guī)峰值VOC的1.4到1.6倍。

  

常規(guī)Voc與瞬間高壓試驗時的Voc

  常規(guī)Voc與瞬間高壓試驗時的Voc

  而且,TVS的功率等級應當根據(jù)應用的瞬態(tài)和浪涌能量的級別而定。軸向的P6KE和SMBJ系列表面貼裝器件的雪崩容量是1/4焦耳,足以對ESD和來自短電纜的反應能量提供保護。出于為旁路二極管和太陽能電池面板提供高功率瞬態(tài)和浪涌保護的目的,1.5KE和5KP系列軸向SMCJ器件針對出現(xiàn)的多數(shù)ESD、反應和感應浪涌,以及瞬態(tài)情況,提高了接線盒的可靠性。

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