[发明专利]一种反向阻断电流装置

说明书

技术领域

本发明为一种反向阻断电流装置，作用类似二极管，反向阻断电流，正向电流导通，特点是载流量大，没有正向压降，属于电子元器件技术领域。它用于光伏发电，阻断被遮挡的光伏组件上的反向电流，防止因出现“热斑现象”而损害光伏组件。

背景技术

光伏发电是利用太阳能一种重要方式，对保护环境、解决“能源危机”、实现可持续发展具有重大意义。

光伏组件是光电池这种光伏元件的集合体，是按一定形式串联、并联起来的光电池阵列。光伏发电实践中碰到了一些影响光电池寿命的不利因素，“热斑现象”就是其中之一。所谓“热斑现象”是指光伏组件在阳光照射下，由于组件的一部分受到云彩、树叶、建筑物等遮挡无法正常工作，不仅不能发电，反而成了吸收功率的“负载”，电流方向逆转，这样一来，被遮挡的部分的温升远大于未被遮挡部分，致使温度过高出现烧坏的暗斑即热斑，“热斑现象”不仅降低了发电输出功率，还有可能导致整个光伏组件损坏。

目前防止“热斑现象”的办法就是加装旁路二极管和阻断二极管，旁路二极管的作用是在被遮挡元件一侧提供电流通路，阻断二极管的作用是阻断被遮挡的串联元件上的反向电流，如图1所示那样，图1中，(1)为光电池，(2)为旁路二极管，(3)为阻断二极管。本发明只涉及阻断二极管，不涉及旁路二极管。

通常要求阻断二极管通流量为数十安培，耐压1000伏以上，这种二极管的正向压降约有1V，正常工作时自身有数十瓦的功率消耗，不仅降低了光伏发电的输出功率，而且发热量大，还得采取散热措施，这又提高了成本，对此技术人员甚感无奈。

发明内容

本发明为一种反向阻断电流装置，作用类似二极管，反向阻断电流，正向电流导通，特点是载流量大，没有正向压降。解决了阻断二极管存在自身功率消耗大、发热量大的问题。

本发明实质上是一款自动磁保持继电器，受到磁保持继电器原理的启示设计的，为方便叙述，下文把“反向阻断电流装置”简称为“自动继电器”。自动继电器触点设计成常开，接入电路后它自动检测有无反向电流，自动阻断反向电流。开机时由光伏发电输出的电压使自动继电器吸合，带动常开触点闭合，流过正向电流。由于触点的接触电阻极低，没有什么压降，吸合之后自动继电器的线包不再需要吸合电流，可视为自身没有功率消耗；当检测到有反向电流时，触点自动断开，阻断反向电流，起到阻断二极管的作用。

附图说明

图1是光伏元件加装旁路二极管和阻断二极管的示意图；

图2是光伏组件加装反向阻断电流装置的示意图，虚线框内的内容即是反向阻断电流装置的电路，其中L1是电压线包，匝数较多，线径较细；L2是电流线包，匝数较少，线径较粗。K1是继电器的触点，R是限流电阻，VD1作电压极性限定二极管，R_L是光伏发电的负载。

图3是自动继电器的结构示意图。

图中的各序号表示的含义为：

(1)光伏元件            (9)衔铁

(2)旁路二极管          (10)衔铁支点

(3)阻断二极管          (11)永久磁铁

(4)线包骨架            (12)轭铁

(5)铁芯                (13)静触点

(6)绝缘层              (14)动触点

(7)电流线包            (15)塑料推竿

(8)电压线包

具体实施方式

下面结合实施例来解释附图和说明本发明的发明所在。

图2是光伏组件加装自动继电器的示意图，虚线框内的内容即是自动继电器的电路，其中L1是电压线包，匝数较多，线径较细，VD1是电压极性限定二极管，R是限流电阻，这三个元件串联起来；L2是电流线包，匝数较少，线径较粗，K1是自动继电器的触点，设计为常开触点，将K1与电流线包L2串联；R_L是光伏发电的负载。电路具体连接的方式为：将电压线包L1的一端与二极管VD1的正极连接、VD1的负极连接限流电阻R的一端；电流线包L2的一端连接触点K1的一端，L2的另一端与L1的另一端相连，K1的另一端与电阻R的另一端相连。正常使用时，电压线包L1与电流线包L2的互连点接光伏发电的正极，K1与电阻R的互连点接光伏发电的负载R_L；如果接反，自动继电器不起作用，不能接通光伏发电的负载R_L，但不会损坏。