專利名稱：一種反向阻斷電流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為ー種反向阻斷電流裝置，作用類似ニ極管，反向阻斷電流，正向電流導(dǎo)通，特點(diǎn)是載流量大，沒(méi)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。
背景技術(shù)：
光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能ー種重要方式，對(duì)保護(hù)環(huán)境、解決“能源危機(jī)”、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。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(lái)的光電池陣列。光伏發(fā)電實(shí)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(yáng)光照射下，由于組件的一部分受到云彩、樹(shù)葉、建筑物等遮擋無(wú)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)，這樣ー來(lái)，被遮擋的部分的溫升遠(yuǎn)大于未被遮擋部分，致使溫度過(guò)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(gè)光伏組件損壞。目前防止“熱斑現(xiàn)象”的辦法就是加裝旁路ニ極管和阻斷ニ極管，旁路ニ極管的作用是在被遮擋元件ー側(cè)提供電流通路，阻斷ニ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I所示那樣，圖I中，(I)為光電池，(2)為旁路ニ極管，(3)為阻斷ニ極管。本實(shí)用新型只涉及阻斷ニ極管，不涉及旁路ニ極管。通常要求阻斷ニ極管通流量為數(shù)十安培，耐壓1000伏以上，這種ニ極管的正向壓降約有IV，正常工作時(shí)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(duì)此技術(shù)人員甚感無(wú)奈。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為ー種反向阻斷電流裝置，它具有電壓線包LI和電流線包L2兩個(gè)線包，電壓線包LI與ニ極管VD1，電阻R串聯(lián)組成一條支路；電流線包L2與觸點(diǎn)Kl串聯(lián)組成另一條支路，這兩條支路互相并聯(lián)，在電壓線包LI和電流線包L2流過(guò)正向電流時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與永久磁鐵的磁場(chǎng)方向一致。其作用類似ニ極管，反向阻斷電流，正向電流導(dǎo)通，特點(diǎn)是載流量大，沒(méi)有正向壓降。解決了阻斷ニ極管存在自身功率消耗大、發(fā)熱量大的問(wèn)題。本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)上是ー款自動(dòng)磁保持繼電器，受到磁保持繼電器原理的啟示設(shè)計(jì)的，為方便敘述，下文把“反向阻斷電流裝置”簡(jiǎn)稱為“自動(dòng)繼電器”。自動(dòng)繼電器觸點(diǎn)設(shè)計(jì)成常開(kāi)，接入電路后它自動(dòng)檢測(cè)有無(wú)反向電流，自動(dòng)阻斷反向電流。開(kāi)機(jī)時(shí)由光伏發(fā)電輸出的電壓使自動(dòng)繼電器吸合，帶動(dòng)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，流過(guò)正向電流。由于觸點(diǎn)的接觸電阻極低，沒(méi)有什么壓降，吸合之后自動(dòng)繼電器的線包不再需要吸合電流，可視為自身沒(méi)有功率消耗；當(dāng)檢測(cè)到有反向電流時(shí)，觸點(diǎn)自動(dòng)斷開(kāi)，阻斷反向電流，起到阻斷ニ極管的作用。
圖I是光伏元件加裝旁路ニ極管和阻斷ニ極管的示意圖；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LI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。Kl是繼電器的觸點(diǎn)，R是限流電阻，VDl作電壓極性限定ニ極管，も是光伏發(fā)電的負(fù) 載。圖3是自動(dòng)繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的各序號(hào)表不的含義為(I)光伏元件(9)銜鐵(2)旁路ニ極管(10)銜鐵支點(diǎn)(3)阻斷ニ極管(11)永久磁鐵(4)線包骨架(12)軛鐵(5)鐵芯(13)靜觸點(diǎn)(6)絕緣層(14)動(dòng)觸點(diǎn)(7)電流線包(15)塑料推竿(8)電壓線包
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)解釋附圖和說(shuō)明本實(shí)用新型的發(fā)明所在。圖2是光伏組件加裝自動(dòng)繼電器的示意圖，虛線框內(nèi)的內(nèi)容即是自動(dòng)繼電器的電路，其中LI是電壓線包，匝數(shù)較多，線徑較細(xì)，VDl是電壓極性限定ニ極管，R是限流電阻，這三個(gè)元件串聯(lián)起來(lái)；L2是電流線包，匝數(shù)較少，線徑較粗，Kl是自動(dòng)繼電器的觸點(diǎn)，設(shè)計(jì)為常開(kāi)觸點(diǎn)，將Kl與電流線包L2串聯(lián)；も是光伏發(fā)電的負(fù)載。電路具體連接的方式為將電壓線包LI的一端與ニ極管VDl的正極連接、VDl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(diǎn)Kl的一端，L2的另一端與LI的另一端相連，Kl的另一端與電阻R的另一端相連。正常使用吋，電壓線包LI與電流線包L2的互連點(diǎn)接光伏發(fā)電的正極，Kl與電阻R的互連點(diǎn)接光伏發(fā)電的負(fù)載も；如果接反，自動(dòng)繼電器不起作用，不能接通光伏發(fā)電的負(fù)載も，但不會(huì)損壞。自動(dòng)繼電器未使用時(shí)，其觸點(diǎn)Kl是斷開(kāi)的。將自動(dòng)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(shí)的輸出電壓10 100V，對(duì)繼電器吸合有利)，電壓線包LI、ニ極管VDl和限流電阻R這個(gè)串聯(lián)支路及負(fù)載IV流過(guò)正向激磁電流，自動(dòng)繼電器吸合，帶動(dòng)觸點(diǎn)Kl閉合；K1閉合后，負(fù)載も、觸點(diǎn)Kl與電流線包L2流過(guò)正向電流，同時(shí)并聯(lián)了電壓線包LI、ニ極管VDl和限流電阻R這個(gè)串聯(lián)支路，由于電流線包L2的阻抗遠(yuǎn)小于電壓線包LI的阻抗，流過(guò)電壓線包LI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(shí)主要由永久磁鐵提供的磁力保持自動(dòng)繼電器繼續(xù)吸合，流過(guò)電流線包L2的正向電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)起輔助吸合作用，這就要求設(shè)計(jì)自動(dòng)繼電器時(shí)，要保證電壓線包LI和電流線包L2流過(guò)正向電流時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鐵的磁場(chǎng)方向一致，即合成磁力是增強(qiáng)的。這就是自動(dòng)繼電器起到ニ極管正向電流導(dǎo)通作用的道理。[0023]如果因“熱斑現(xiàn)象”出現(xiàn)了反向電流，這個(gè)反向電流流過(guò)電流線包L2，產(chǎn)生的磁場(chǎng)カ反向，抵消永久磁鐵的吸力，當(dāng)這個(gè)反向電流達(dá)到某個(gè)值，就會(huì)完全抵消永久磁鐵的吸力，使自動(dòng)繼電器釋放，帶動(dòng)觸點(diǎn)Kl斷開(kāi)，這就是自動(dòng)繼電器起到ニ極管反向阻斷電流作用的道理。由于有ニ極管VDI存在，反向電流不會(huì)流過(guò)電壓線包LI。如果反向電流消失，光伏組件正常發(fā)電，電壓線包LI重新獲得電壓，產(chǎn)生激磁電流，自動(dòng)繼電器則再度吸合，如此循環(huán)不已。圖3是自動(dòng)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(gè)骨架上，兩線包之間隔以絕緣層(6)，各個(gè)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ー個(gè)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(shí)，要保證電壓線包LI和電流線包L2流過(guò)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鐵的磁場(chǎng)方向一致，即磁力是增強(qiáng)的。銜鐵(9)在線包通過(guò)正向電流時(shí)被鐵芯(5)吸附，由于銜鐵支點(diǎn)(10)的存在產(chǎn)生 角位移，帶動(dòng)塑料推竿(15)推動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)(14)與靜觸點(diǎn)(13)接觸閉合。綜上所述，本發(fā)明的特征是1，自動(dòng)繼電器具有電壓線包LI和電流線包L2兩個(gè)線包，電壓線包LI與ニ極管VDl,限流電阻R依次串聯(lián)組成一條支路；電流線包L2與觸點(diǎn)Kl串聯(lián)組成另一條支路，這兩條支路互相并聯(lián)，在LI和L2流過(guò)正向電流時(shí),產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與永久磁鐵的磁場(chǎng)方向一致。2，自動(dòng)繼電器的電壓線包LI和電流線包L2可共同繞在ー個(gè)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。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施范例而已，并非對(duì)發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種反向阻斷電流裝置，實(shí)質(zhì)上是ー款自動(dòng)磁保持繼電器，其特征在于它具有電壓線包LI和電流線包L2兩個(gè)線包，電壓線包LI與ニ極管VD1，電阻R串聯(lián)組成一條支路；電流線包L2與觸點(diǎn)Kl串聯(lián)組成另一條支路，這兩條支路互相并聯(lián)，在電壓線包LI和電流線包L2流過(guò)正向電流時(shí),產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與永久磁鐵的磁場(chǎng)方向一致。
2.如權(quán)利要求I所述的反向阻斷電流裝置，其特征在于電壓線包LI和電流線包L2可共同繞在ー個(gè)骨架上，亦可分別繞在各自的骨架上。
專利摘要光伏發(fā)電中的“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。但阻斷二極管正常工作時(shí)自身有數(shù)十瓦的功率消耗，發(fā)熱量大，還降低了光伏發(fā)電的輸出功率，需要采取散熱措施，提高了成本。本實(shí)用新型為一種反向阻斷電流裝置，參考了磁保持繼電器原理，它具有電壓線包L1和電流線包L2兩個(gè)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(diǎn)K1串聯(lián)組成另一條支路，這兩條支路互相并聯(lián)，在電壓線包L1和電流線包L2流過(guò)正向電流時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與永久磁鐵的磁場(chǎng)方向一致。其作用類似二極管，沒(méi)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(wèn)題。
文檔編號(hào)H01H47/00GK202454501SQ20112056490
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者何曙光 申請(qǐng)人:何曙光