光伏电池板的旁路二极管保护.pdf

Vishay Intertechnology Website: 欲购买Vishay产品， 您可至Mouser Electronics网站 光伏电池板的旁路二极管保护 作者：Sweetman (Soo Man) Kim，Vishay二极管市场拓展经理 肖特基势垒整流器一般用在单晶硅和多晶硅光伏（PV）电池板的旁路二极管中，在热点出现 低分流阻抗和高分流阻抗的情况下保护光伏电池 （参见图1）。 图1A，电池板中的低分流阻抗单元 图1B，电池板中的高分流阻抗单元 在旁路应用中，肖特基整流器具有低正向压降的优点，而且比普通P-N结整流器的功率耗散 更小。然而，这种器件的缺点是反向电压击穿特性较低，很容易因ESD （静电放电）的电过 应力 （EOS）和感应的高电压而损坏。图1显示的是一个肖特基整流器在250V 电压下施加高 压8/20 μs脉冲后失效的测试结果。 Failed point 图1：肖特基整流器在250V 电压和一个8/20 μs脉冲 （2-Ω线路阻抗）情况下失效 ESD-静电放电 光伏电池是用层压膜与玻璃或透明的聚碳酸酯基板压在一起，或是用环氧树脂材料粘在一起。 玻璃、化学材料基板和层压膜都很容易产生ESD，ESD强度取决于电池板的表面直径。ESD 可能损坏肖特基整流器的芯片侧，主要是通过过热失效的方式 （图2A和2B ）。 威世（中国）投资有限公司 电话：86-21-5258 5000 传真：86-21-5258 7979 Vishay Intertechnology Website: 欲购买Vishay产品， 您可至Mouser Electronics网站 图2A和2B ：在肖特基芯片由ESD造成的过热痕迹 多数旁路二极管的最大击穿电压只有45V~60V ，然而其能应对的ESD也较低。Vishay 的 SB15H45和150SQ045的典型ESD为25kV （空气放电），测试条件是采用10个 100pF/1.5KΩ(按照per IEC61000-4-2规范)的脉冲。这些器件的试验结果见表1。 测试条件 – 25-KV，户外空气放电 100 pF / 1.5 KΩ 150 pF / 330 Ω 150 pF / 150 Ω (10个脉冲) (单脉冲) (单脉冲) SB15H45 零缺陷 / 100样本 零缺陷 / 100样本 1个缺陷 / 100样本 150SQ045 零缺陷 / 100样本 零缺陷 / 100样本 零缺陷 / 100样本 表 1: SB15H45和 150SQ045的25KV 户外空气放电测试结果 这种ESD防护能力还不足以抵御所有的 ESD情况，或是从电源线和其他来源感 应生成的高电压。一个脉冲宽度为60ns 的典型ESD波形如图3所示。 由ESD和浪涌造成失效之间的区别是失 效器件的数量是不同的。在大多数由ES D引起的失效故障中，在接线盒里的两 个或三个器件当中的某一个会失效。而 浪涌会损坏所有的旁路二极管。 图3 ：典型的ESD波形 威世（中国）投资有限公司 电话：86-21-5258 5000 传真：86-21-5258 7979 Vishay Intertechnology Website: 欲购买Vishay产品， 您