[发明专利]一种用于太阳能电池的旁路电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术，具体的说是设计一种用于太阳能电池的旁路电路。

背景技术

太阳能电池作为一种产生电能的设备，其由多个单元组成，小的单元可以通过串联或并联的方式构成太阳能模块。这种串联或者并联的连接方式本身不会对太阳能电池的工作状态产生影响，然而针对于太阳能电池的应用及其特有的属性，即小的太阳能电池单元可以提供较大的驱动电流，可达到几个安培甚至十安培，而其电压却只有几个伏特。我们假设各单元采取并联方式连接，那么整个太阳能电池模块产生的电流将成倍的增大，而电压仍然保持在几个伏特，这一电压难以驱动基本的电器设备，严重限制了其应用。此外，并联方式要求各电池单元具有相同的物理特性，而这一要求实际中常无法满足。并联的单元中电压相对较高的会对电压较低的单元充放电，导致电池产生自损耗。因而在实际中太阳能电池单元多采取串联连接方式，在保持较大的电流驱动能力的同时，增大了所能提供的电压，也避免了不必要的自行损耗。

太阳能电池特性之一是必须要接收光的照射方能产生电能。实际应用中，由于乌云或尘埃对光线的反射，又或是建筑物及树木等的阴影的遮蔽，太阳能电池板受到光线的照射是不均匀的；或者太阳能电池由于其他可能的原因受到损坏，不能接收太阳能产生电能。这将会导致太阳能电池单元的电压反向，把这些情况统称为遮蔽状态，与遮蔽状态的相对的是正常工作状态，此时太阳能电池能正常产生电能。当太阳能电池处于遮蔽状态，造成的影响是整个电池板的总的功率减小，更严重的是此时电池成为负载，会消耗电能。处于遮蔽状态时电池两端电压会反向，若这一反向电压过大，将可能会击穿电池单元，甚至造成不可逆的损坏。从而设计一种保护电路成为必要。

已知的方法之一是给电池单元并联二极管，起到旁路的作用。当电池正常工作时，施加在旁路二极管上的电压是反向的，二极管不起作用；当电池处于遮蔽状态时，电池两端电压反向，二极管正偏将电池短路掉，电流流经旁路二极管。这一方式成功的保护了电池单元，但这会产生另外的问题，典型的二极管正向压降为0.7V，流过的电流可以达到8A，单一二极管产生的功耗就将达到好几个瓦特，产生的热量会非常可观以致会严重影响太阳能电池的安全。

而目前采用的旁路电路控制逻辑复杂，为了解决供电的问题，多采用定时信号刷新来给控制电路供电，需要额外的定时电路或振荡器及分频器等，电路庞大。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述传统旁路电路存在的问题，提出了一种用于太阳能电池的旁路电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于太阳能电池的旁路电路，包括太阳能电池，其特征在于，还包括电子开关，包括状态监测模块、控制电路模块、电源产生模块、稳压电路模块和二极管D1；电子开关的正端接太阳能电池的阳极，负端接太阳能电池的阴极；电子开关的正端与状态监测模块的输入端连接，其负端通过二极管D1后与电源产生模块连接；状态监测模块的输出端与控制电路的一个输入端连接；控制电路模块的另一个输入端与稳压电路模块的输出端连接，其电源端与电源产生模块连接，其输出端与电子开关的控制端连接；稳压电路的输入端与电源产生模块连接。

具体的，电子开关由NMOS管T10、T11构成；其中T10和T11的源极互连并接地；T10的漏极接太阳能电池的阳极；T11的漏极接太阳能电池的阴极；状态监测模块为NMOS管T9；T9的栅极接T10的漏极，其漏极接T10和T11的栅极，其源极接地；控制电路由PMOS管T7和NMOS管T8构成；T7和T8的栅极互连；T7的源极接电源VDD，其漏极接T9的漏极和T8的漏极；T8的源极接地；稳压电路模块由NMOS管T1、T2、T3、PMOS管T4、T5、T6构成；T2、T5的漏极与T3、T6的栅极互连；T1、T2、T3、T4的栅极互连接电源VDD；T1的漏极接T2的源极，其源极接地；T2的漏极接T7、T7的栅极；T3的源极接T2的源极；T4的漏极接T5的源极；T6的源极接T4的漏极，其漏极接地；电源产生模块由电阻R1、R2、电容C1、C2、二极管D2、D3、D4、D5、D6构成；T11的漏极通过二极管D1后分别接R1和R2的一端；R1的另一端接电源VDD和电容C1的一端；电容C1的另一端接地；R2的另一端接T4的源极和T3的漏极；R2的另一端通过电容C2后接地；R2的另一端还依次通过D2、D3、D4、D5、D6后接地。

本发明的有益效果为，电路结构简单，克服了已述旁路电路的缺点，具有更好电压适应性，对并联的太阳能电池单元在遮蔽状态下所产生的反向电压能够自适应。

附图说明