旁路二极管作用及应用
功率因素校正电路旁路二极管的作用
电子产品世界功率因素校正电路旁路二极管的作用The function of the bypass diode in power factor correction.刘 松，刘 瞻，曹 雪，卢森茂 （万国半导体元件(深圳)有限公司，上海 200070）摘 要：本文总结了功率因素校正电路加旁路二极管作用的几种不同解释：减少主二极管的浪涌电流；提高系统抗雷击的能力；减少开机瞬间系统的峰值电流，防止电感饱和损坏功率MOSFET。
具体分析了输入交流掉电系统重起动，导致功率MOSFET驱动电压降低、其进入线性区而发生损坏，才是增加旁路二极管最重要、最根本的原因。
给出了在这种模式下，功率MOSFET发生损坏的波形和失效形态，同时给出了避免发生这种损坏的几个措施。
关键词：功率因素校正；旁路二极管；线性区；欠压保护0 引言中大功率的ACDC电源都会采用有源功率因数校正PFC电路来提高其功率因数，减少对电网的干扰。
在PFC电路中，常用的结构是boost升压电路，在实际的使用中，通常会加一个旁路二极管，连接在整流桥的输出端和高压直流输出端之间。
关于旁路二极管的作用，众说纷纭，不同的资料，不同的工程师，都有不同的解释，下面来逐个分析说明。
1 常见的增加旁路二极管作用的几种理由１．１ 减少ＰＦＣ输出二极管Ｄ１的浪涌电流功率因数校正电路所加的旁路二极管如图1中的D2所示，因为D1是快速恢复二极管，抗浪涌电流的能力比较差，D2是普通的二极管，承受浪涌电流的能力很强，这种解释似乎有一点道理，但是，在实际应用中，如果不加旁路二极管D2，D1也很少因为浪涌电流发生损坏，因为输出二极管D1和PFC电感串联，PFC 电感较大，电感固有的特性就是其电流不能突变，PFC 电感对输入的浪涌电流具有限流作用，因此，旁路二极管D2的最主要作用不是为了保护输出二极管D1。
１．２ 提高系统通过雷击测试的能力在实际的应用中，会经常发现：相对而言，如果不加旁路二极管D2，系统不容易通过雷击测试，那么，这说明，加旁路二极管D2，的确有提高系统通过雷击测试的作用。
光伏组件中旁路二极管之关键作用资料讲解
光伏组件中旁路二极管之关键作用光伏组件中旁路二极管之关键作用一、热斑效应一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
二、Bypassdiode的作用：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。
三、Bypassdiode选择原则：1、耐压容量为最大反向工作电压的两倍；2、电流容量为最大反向工作电流的两倍；3、结温温度应高于实际结温温度；4、热阻小；5、压降小；四、实际结温温度测量方法：把组件放在75度烘箱中至热稳定，在二极管中通组件的实际短路电流，热稳定后（例如1h），测量二极管的表面温度，根据以下公式计算实际结温：Tj=Tcase+R*U*I其中R为热阻系数，由二极管厂家给出，Tcase是二极管表面温度（用热电偶测出），U是二极管两端压降（实测值），I为组件短路电流。
计算出的Tj不能超过二极管规格书上的结温范围。
五、旁路二极管对电路影响示意图：当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电路不产生任何作用；若与旁路二极管并联的电池片组存在一个非正常工作的电池片时，整个线路电流将由最小电流电池片决定，而电流大小由电池片遮蔽面积决定，若反偏压高于电池片最小电压时，旁路二极管导通，此时，非正常工作电池片被短路。
六、每个旁路二极管并联电池片数目的计算1、旁路二极管电流容量最小应为：I＝4．73×2＝8.46A2、选用10SQ030型二极管最大返偏电压为：VRRM=30vIAV＝10AVF＝0.55VTJ＝-55－200℃3、耐压容量为30Ⅴ的旁路二极管最多可保护125×125电池片数目为：N＝30/（2×0.513）≈29.24即最多可保护29片125×125电池片；4、旁路二极管截止状态时存在反向电流，即暗电流，一般小于0.2微安；原则上每个电池片应并联一个旁路二极管，以便更好保护并减少在非正常状态下无效电池片数目，但因为旁路二极管价格成本的影响和暗电流损耗以及工作状态下压降的存在，对于硅电池，每十五个电池片可并联一个旁路二极管为最佳。
局部阴影条件下光伏阵列旁路二极管和阻塞二极管的影响和作用
局部阴影条件下光伏阵列旁路二极管和阻塞二极管的影响和作用张明锐;蒋利明;欧阳丽【摘要】本文通过分析局部阴影条件下,光伏阵列旁路二极管和阻断二极管对其输出特性的不同影响,区别出旁路和阻断二极管减小功率失配损失的效果.采用适用于建立局部阴影条件下光伏阵列电路模型的Matlab自带solar cell双二极管电路模型,代替构建复杂的数学模型.仿真试验验证了光伏电池短路电流随辐照度线性变化,旁路二极管不同配置方式对应光伏阵列输出特性变化明显,光伏电池开路电压随辐照度非线性变化且变化范围更小,阻塞二极管配置前后对应输出特性变化小.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】6页(P1-5,11)【关键词】旁路二极管;阻塞二极管;输出特性;功率失配损失;solarcell【作者】张明锐;蒋利明;欧阳丽【作者单位】同济大学电子与信息工程学院,上海 201804;同济大学电子与信息工程学院,上海 201804;上海电气集团股份有限公司中央研究院,上海 200070【正文语种】中文光伏阵列输出特性容易受到光伏电池温度、太阳辐照度和负载等因素的影响[1]。
电池是光伏发电的最小单元，经过封装后构成组件，组件经过串并联连接后构成光伏阵列。
在局部阴影条件（partially shaded conditions，PSC）下，即使只有1个阴影电池，也可能造成大量功率损失[2]。
PSC下为避免组件损坏和提高输出功率，配置旁路二极管和阻塞二极管。
导致PSC下光伏阵列的输出特性出现多个功率峰值点，具有复杂非线性特点[3]。
分析其输出特性，有助于研究光伏阵列旁路二极管配置、故障诊断和多峰值最大功率点跟踪算法等[4-8]。
PSC下光伏阵列的仿真模型与均匀光照时不同。
PSC下光伏阵列的分段函数拟合模型[9]、工程用模型[10]和基于基尔霍夫定律模型[11]等数学模型具有构建复杂等缺点。
文献[12]利用电池单二极管模型分析局部阴影条件下集中式光伏阵列的输出特性，但未考虑阻塞二极管的影响。
二极管在电路中的五个作用
二极管在电路中的五个作用二极管是一种具有两个端口的电子器件，通常由硅（Si）或锗（Ge）制成。
它们是电路中最基本的元器件之一，具有广泛的应用。
在电子设备中，二极管有许多作用。
在本篇文章中，我们将介绍二极管在电路中的五个作用。
1.整流作用：二极管最基本的用途是将交流电转换为直流电，这种转换过程称为整流。
在整流电路中，二极管被放置在电路的正半部分，使正半部分的电流可以流过二极管，而负半部分的电流在二极管中被截止。
这种整流电路常见于电源设备中。
2.信号检波作用：二极管还可以用来检测信号，这种作用称为信号检波。
在通信设备中，二极管可以将无线电信号转换为音频信号，这种转换过程称为检波。
在检波电路中，二极管被放置在信号电路的输出端，以便使高频部分被过滤而只剩下低频部分。
3.调制作用：二极管还可用于信息调制。
在无线电设备中，二极管可以被用于将调制信号与信息信号进行混合。
较高的频率信号常常用来调制较低的频率信号，这可以用来将音频信号进行调制，从而传输信号。
4.稳压作用：二极管还可用于电路的稳定。
在稳压电路中，二极管被放置在电路中，可使电路在整个操作范围内保持稳定。
稳压器可以具有不同的输出电压，这使得它们可以在不同的应用中发挥作用。
5.发光作用：二极管可以被用于发光。
这种二极管通常被称为LED（发光二极管）。
LED广泛用于灯具、显示屏和其他电子设备。
最常见的应用是照明，以及用于指示设备正在运行的状态。
综上所述，二极管在电路中具有多种作用。
无论是在电源设备、通信设备还是其他电子设备中，它们都扮演着至关重要的角色。
因此，在设计和开发电子设备时，必须考虑二极管的使用方法和其在电路中的五个基本作用。
二极管的用途和种类
二极管的用途和种类二极管是一种最简单的电子元件，主要由一个PN结构组成。
它具有只允许电流在一个方向流动的特性，广泛应用于各种电子电路中。
下面将介绍二极管的用途和种类。
1.二极管的用途：(1)整流器：二极管可以将交流电转换为直流电。
当正半周的电压高于负半周时，二极管导通；当负半周的电压高于正半周时，二极管截止。
通过二极管的导通和截止特性，可以将交流电中的负半周去除，实现电流的单方向流动。
这在电路中被广泛应用于电源和电子设备的电源输入端。
(2)防反向电压：二极管可以用来防止电流在一些特定方向上流动，从而实现防反向电压的保护。
例如，当电路中有电源和负载时，二极管可以安装在电源和负载之间，以防止电流在负载到电源的方向上流动，从而避免对电源的损坏。
(3)温度补偿：二极管的漏电流与温度成反比。
因此，在一些电路中，可以使用二极管来实现温度的补偿。
例如，在温度传感器电路中，可以使用二极管来补偿温度对传感器输出的影响。
(4)非线性电路：由于二极管具有非线性的特性，可以用于构建各种非线性电路，如振荡电路、调制电路等。
这些电路在通信和无线电领域中非常重要。
2.二极管的种类：按照应用领域和结构特点，可以将二极管分为以下几类：(1)小信号二极管：这种二极管通常用于低功率的信号处理和放大电路中。
它具有高电流放大系数和低反向恢复时间。
常见的小信号二极管有通用型、高频型、超快型等。
(2)功率二极管：功率二极管主要用于大功率电子设备中，如电源、开关等。
它具有较高的电流和耐压能力，其特点是具有较低的正向压降和较大的正向电流。
常见的功率二极管有整流型、开关型等。
(3)高频二极管：高频二极管主要用于无线通信和雷达等高频电路中。
它具有较小的截止频率和较短的反向恢复时间。
常见的高频二极管有热噪声型、环区放大型等。
(4)光电二极管：光电二极管主要用于光电转换，将光信号转换为电信号。
它具有较高的响应速度和较小的漏电流，适用于光通信、光电测量等领域。
二极管的作用介绍
二极管的作用介绍二极管（Diode）是一种具有两个电极的电子元件，通常由半导体材料制成。
它被广泛应用于电子电路中，具有多种功能和应用，为电子设备的正常工作提供了保障。
下面将详细介绍二极管的作用。
1.整流功能：二极管最基本的功能之一就是整流。
当二极管的P端连接正电压源，N端连接负电压源时，二极管可以导通，电流可以通过。
而当P端连接负电压源，N端连接正电压源时，二极管处于反向偏置状态，无法导通。
利用这种特性，我们可以将交流信号转换为直流信号，实现电能的转换和传输。
2.保护功能：二极管具有保护电源和其他器件的功能。
它具有正向导通和反向截止的特性，可以将输入电压限制在一定范围内。
例如，在电路中加入反向二极管可以保护电子元件免受反向电压的破坏，同时还可以防止电流的突变和过载。
3.信号检波：二极管可用作信号检波器。
当交流信号通过二极管时，只有正半周或负半周能够导通二极管。
这样就可以将交流信号转换为脉冲信号，方便后续电子元件的处理和分析。
4.电压调节：二极管可用作电压稳压器。
当二极管正向导通时，其压降约为0.7V。
在电路中合理配置二极管，可以起到稳定电压的作用，使电路在一定电压范围内工作。
5.光电转换：光二极管是一种将光信号转换为电信号的二极管。
当光照射到光二极管上时，光能量激发电子在PN结内移动，产生电流。
这种光电转换的特性使光二极管被广泛应用于光电传感、显示和通信等领域。
6.振荡功能：在一些电子元件或电路中，二极管也可以用来产生振荡信号。
例如，在压控振荡器（VCO）中，通过控制二极管的工作状态，可以调节输出频率。
7.温度传感：热敏二极管具有根据温度变化而变化电阻值的特性。
根据热敏二极管的电阻变化，可以测量和感知环境的温度变化。
8.备份电源：二极管可以用作电池或蓄电池的备份电源，确保在主电源中断时仍能提供电能。
9.逻辑电路：二极管可以作为逻辑门（And、Or、Not门）的基本组成元件。
通过不同的组合和连接方式，可以构成各种逻辑电路，实现数字信号的处理和判断。
二极管在电路中的作用
二极管在电路中的作用二极管是一种常见的电子元件，它在电路中起着重要的作用。
下面我将详细介绍二极管的工作原理以及在电路中的各种应用。
1.二极管的工作原理二极管是一种由半导体材料制成的电子器件，通常有PN结构，即一个P型半导体和一个N型半导体通过扩散形成的结。
当PN结上加有外加电压时，二极管将以不同的方式工作。
正向偏置：当PN结的正端连接到正极电源，而负端连接到负极电源时，即为正向偏置状态。
此时，N区的自由电子与P区的空穴开始扩散，但由于在PN 结处形成了一个耗尽层，电子和空穴会在耗尽层内复合，导致电流无法通过。
只有当外加电压超过二极管的漏斗电压，才会使PN结逆转，导致电流流过二极管。
反向偏置：当PN结的正端连接到负极电源，而负端连接到正极电源时，即为反向偏置状态。
此时，N区的自由电子和P区的空穴会分别被建立起来的电场吸引到一起。
这种电场阻止了电流流动，称为反向偏置。
在正常工作情况下，反向偏置下的电流非常微小，几乎可以忽略不计。
2.二极管在电路中的应用整流器：因为二极管在正向偏置时能够允许电流流动，而在反向偏置时阻止电流流动，所以二极管在整流电路中起着关键的作用。
整流电路将交流电转变为直流电，常用的整流电路是单相和三相的桥式整流电路。
在这些电路中，二极管将电流只能流向一个方向，从而使得交流电被转换为单一方向的直流电。
保护电路：二极管还可以用于保护电路。
当电路中的电压发生过高或过低时，二极管可以将多余或不合适的电压引导到接地或其他回路，以防止其他部件受到损坏。
例如，二极管可以用作电流限制器、过压保护器和过流保护器。
信号处理：二极管还可以用于信号处理。
在放大器电路中，二极管可以调整电路的增益和频率响应，从而提高信号的质量。
例如，二极管可以用来实现调幅、调频和调相。
光电器件：光电二极管是一种特殊的二极管，它可以将光能转化为电能。
光电二极管通常用于光电传感器、光电开关和光电耦合器等应用。
当光线照射到光电二极管上时，它会产生一个电流输出，根据光照的强度来控制其他电路的行为。
二极管的作用与接法
二极管的作用与接法二极管是一种最基本的电子元件，它有着广泛的应用，是电子技术中不可或缺的一部分。
在本篇文章中，将会介绍二极管的作用与接法，以及其在电子技术中的应用。
二极管是一种半导体器件，由P型和N型半导体材料组成。
在二极管中，P型半导体和N型半导体通过一个PN结相连。
当二极管处于正向偏置状态时，电流可以流过二极管；而当二极管处于反向偏置状态时，电流几乎不能通过二极管。
二极管的作用主要有两个：整流和稳压。
整流是指将交流电转换为直流电，而稳压是指将电压稳定在一个固定值。
下面分别介绍这两个作用。
1. 整流在电子技术中，交流电和直流电都有着广泛的应用。
但是，有些电子设备需要使用直流电，因此需要将交流电转换为直流电。
这就是整流的作用。
二极管的正向电阻很小，反向电阻很大，因此在正向偏置状态下，电流可以通过二极管；而在反向偏置状态下，电流几乎不能通过二极管。
因此，当二极管连接在交流电源的正半周时，电流可以通过二极管，从而产生输出电压；而在负半周时，电流几乎不能通过二极管，因此没有输出电压。
这样，就实现了将交流电转化为直流电的目的。
2. 稳压在电子设备中，很多时候需要将电压稳定在一个固定值。
例如，电子元件中的电压通常需要在一定范围内稳定，否则可能会导致元件损坏或性能下降。
这就是稳压的作用。
二极管在反向偏置状态下，电流几乎不能通过，因此可以起到稳压的作用。
例如，如果将一个二极管连接在一个电路中，使其反向偏置，那么当电路中的电压超过二极管的反向击穿电压时，二极管会开始导电，从而将电压稳定在反向击穿电压的值。
除了整流和稳压之外，二极管还有很多其他的应用。
例如，二极管可以用来制作逻辑门、放大器、振荡器等电子元件。
在这些应用中，二极管的作用是将电信号转换为其他形式的信号，从而实现电子设备的功能。
接下来，将介绍二极管的几种常见接法。
1. 单向导通二极管单向导通二极管是最常见的二极管接法之一。
在这种接法中，二极管的正极连接在电源的正极，而负极连接在负载的正极。
在太阳能电池中,太阳能光强的变化引发会输出电流电压的变化
在太阳能电池中，太阳能光强的变化引发会输出电流电压的变化。
有的公司在太阳能电池介绍这样说“接线盒内装有两个旁路二极管以减少热斑效应，三个旁路二极管减弱了由于阴影引起的功率衰减。
一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗,旁路二极管的电流值不能低于该块太阳能组件的电流值。
该二极管的作用是当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况该怎样挑选合适规格的二极管呢？组件旁路二极管的最高反向电压、反向电流等参数应该怎样去确定和设计？二极管1、二极管作用：作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。
使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、稳压二极管等。
2、识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。
发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。
3、测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
两种旁路二极管结温测试方法的分析与比较
两种旁路二极管结温测试方法的分析与比较作者：杨敏杰张伟来源：《科技创新与应用》2013年第20期摘要：旁路二极管主要是应用在太阳能电子产品中的一种晶体管，其主要的功能作用是为了避免太阳能电子产品在阳光的直射下，受外界遮挡等因素的影响而使得一部分太阳能电子产品没有被阳光直射到，使这部分产生了一定的负载，继而引发较为严重的发热而使得电子产品整体受损。
为了避免这种热斑效应对电子产品造成的危害，可以采用在太阳能电子产品的输出端安置一个两级旁路二极管，以起到良好的保护作用。
而在旁路二极管的应用中，影响其性能作用的主要因素就是温度。
文章就从稳态法与瞬态法这两种方法出发，通过实验来分别对旁路二极管结温进行测试，以分析比较何种方法是最好的旁路二极管结温测试方法。
关键词：旁路二极管；稳态法；瞬态法目前，太阳能电池、太阳能电子产品的研发已经取得了一定的成就，并且也被成功运用到一些领域中，为缓解当前的能源危机，提高太阳能利用效率做出巨大贡献。
而在太阳能电子产品的应用中，常常会发生一些热斑效应，给电池或电子产品的组件造成一定影响，降低组件的质量，且容易引起火灾，会造成一定的安全隐患。
为此，加强对太阳能电池组件安全可靠运行的研究是非常有必要的。
在当前的技术条件下，主要是利用旁路二极管为主要的解决方法。
而在使用旁路二极管时，需要选择合适的晶体管。
这主要取决于旁路二极管的结温大小，结温大小判定其热性能是否达到技术要求的重要指标。
以下本文就来探讨两种旁路二极管的结温测试方法。
1 稳态法结温测试平台稳态法测试结温是通过测量旁路二极管的表面结温，采用制造商提供的热阻，利用公式（1）计算得到的。
1.1 试验装置将被测组件放置在环境箱中，用热电偶控制光伏组件的表面温度，采用直流稳压源为被测样品提供稳态电流，直流源的正极与组件的负极连接，使电流正向通过旁路二极管。
通过0.1Ω标准电阻两端的压降控制电流的大小。
在每一个旁路二极管的两端引出电源线，表面粘贴热电偶，利用数字示波器MX100 实现旁路二极管表面温度Tcase和正向压降UD 数据的采集和记录。
二极管8个常用用途详解
二极管8个常用用途详解二极管是十分常用的基础元器件，二极管的作用主要有防反、整流、稳压、续流、检波、倍压、钳位、包络线检测等。
1、防反在主回路中，串联一个二极管，是利用二极管的单向导电的特性，实现了最简单可靠的低成本防反接功能电路。
这种低成本方案一般在小电流的场合，类似小玩具等。
因为二极管导通会有一个0.7V（硅管）的导通压降，如果实际电流很大的话，那么就会产生一个热损耗，会导致发热。
而且如果反接的电压很大的话，超过反向截止电压，也会击穿二极管本身，导致二极管失效，起不到防反接的功能，从而不能起到保护后级电路的作用了。
2、整流整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。
经4、续流续流二极管都是并联在线圈（感性元器件）的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势。
当电流消失时，其感应电动势会对电路中的原件产生反向电压。
当反向电压高于原件的反向击穿电压时，会把原件如三极管，等造成损坏。
续流二极管并联在线两端，当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉，保护了电路中其他元件的安全。
又或者BUCK芯片电路中的续流二极管。
5、检波峰值检波电路是对输入信号幅值的最大值进行检测，其工作原理是：当输入电压幅度大于二极管正向电压时，二极管导通，输出电压加在电容C1上，电容两端充电完毕，当输入电压幅值低于先前输入电压幅值时，二极管处于反偏截止状态。
此时，电容两端的电压基本保持不变；若再输入信号，输入电压幅度必须高于此时电容两端的电压（即加在二极管的正向电压），二极管才能导通。
6、倍压下图是一个2倍压电路原理图，其工作过程大概分析如下：电源负半周时，二极管D1导通，D2截止，电流从电源下端流出经过D1, C1回到电源，因此电容C1右正左负，如下图中红色箭头。
电源正半周时，电容C1上的电压叠加电源电压，使二极管D2导通，二极管D1截止，电容C2上正下负，峰值电压可达2倍电源的峰值电压，即实现二倍压。
组件旁路二极管详解
组件旁路⼆极管详解组件旁路⼆极管详解⼀般⽤在单晶硅和多晶硅光伏(PV)⾯板的旁路⼆极管中，在出现低分流和⾼分流阻抗时，保护过热点的光伏电池(参考图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，肖特基势垒整流器可发挥低正向电压降的优势，⽽且⽐普通P-N结整流器的功率耗散更⼩。
然⽽，这种器件也具有低反向电压击穿的缺点，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电压下施加⾼电压8/20 µs脉冲后失效的测试结果。
图1，肖特基整流器在250V电压和⼀个8/20 µs脉冲(2-Ω线阻)情况下失效。
ESD——静电放电光伏电池光伏电池是太阳能光伏电池的简称，⽤于把太阳的光能直接转化为电能。
⽬前地⾯光伏系统⼤量使⽤的是以硅为基底的硅太阳能电池，可分为单晶硅、多晶硅、⾮晶硅太阳能电池。
在能量转换效率和使⽤寿命等综合性能⽅⾯，单晶硅和多晶硅电池优于⾮晶硅电池。
多晶硅⽐单晶硅转换效率低，但价格更便宜。
按照应⽤需求，太阳能电池经过⼀定的组合，达到⼀定的额定输出功率和输出的电压的⼀组光伏电池，叫光伏组件。
根据光伏电站⼤⼩和规模，由光伏组件可组成各种⼤⼩不同的阵列。
本公司光伏组件，采⽤⾼效率单晶硅或多晶硅光伏电池、⾼透光率钢化玻璃、Tedlar、抗腐蚀铝合多边框等材料，使⽤先进的真空层压⼯艺及脉冲焊接⼯艺制造。
即使在最严酷的环境中也能保证长的使⽤寿命。
组件的安装架设⼗分⽅便。
组件的北⾯安装有⼀个防⽔接线盒，通过它可以⼗分⽅便地与外电路连接。
对每⼀块太阳电池组件，都保证20年以上的使⽤寿命。
是⽤层压膜与玻璃或透明的⼆氧化硅板压到⼀起，或是⽤环氧树脂材料粘在⼀起。
玻璃、化学材料平板和层压薄膜都很容易产⽣ESD，ESD的强度取决于表⾯直径。
ESD可能损坏肖特基整流器的芯⽚端，主要是通过过热失效的⽅式(图2A和2B)。
局部阴影条件下光伏阵列旁路二极管和阻塞二极管的影响和作用
ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｂｙ ｐａ ｓ ｓ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｉ ｎ ｇ ｄｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｕｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ．Ｔｈ ｅ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ’ Ｓ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｃ ｅ ｌ ｌ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｂｌ ｅ ｔ ｏ
ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ — ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｎ ｃ ｅ ，ｂ ｙ ｐ ａ ｓ ｓ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ’ Ｓ ｓ ｅ ｔ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ’ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ
摘要
本 文通 过分 析局 部 阴影条 件 下 ，光伏 阵列 旁路 二极管 和 阻断 二极管 对其 输 出特 性 的不
同影 响 ， 区别 出旁路 和 阻断二极 管减 小 功率 失配 损失 的效果 。采 用 适用 于建 立局部 阴影 条件 下光 伏 阵列 电路模 型 的 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ自带 ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｃ ｅ ｌ ｌ 双 二极 管 电路 模型 ，代替构 建 复杂 的数 学模 型 。仿真 试验 验 证 了光伏 电池 短 路 电流 随辐 照度 线 性 变化 ，旁路 二极 管不 同配 置方 式对 应光伏 阵 列输 出特 性 变 化 明 显， 光伏 电池 开路 电压 随辐 照度 非 线性 变化且 变化 范 围更小 ， 阻塞 二极 管 配置前 后对 应输 出 特 性 变化小 。
太阳能板旁路二极管
太阳能板旁路二极管太阳能板旁路二极管的作用和原理引言：太阳能板是一种转换太阳能为电能的装置，而太阳能板旁路二极管则是太阳能系统中的重要组成部分。
在本文中，我们将深入探讨太阳能板旁路二极管的作用、原理以及相关的观点和理解。
一、太阳能板旁路二极管的作用太阳能板旁路二极管在太阳能系统中扮演着非常重要的角色。
它主要用于保护太阳能板免受一些潜在的危害，同时也有助于提高系统的效率。
具体而言，太阳能板旁路二极管的作用包括以下几个方面：1. 防止电池过充：在太阳能系统中，当太阳能板向电池组输出电能时，可能会出现电池过充的情况。
过充会导致电池损坏或发生事故。
太阳能板旁路二极管可以通过将多余的电能绕过电池组，防止电池过充，保护电池组的安全和寿命。
2. 防止电池放电：与过充相反，太阳能系统中还可能出现电池放电的情况。
当太阳能板无法提供足够的电能时，电池组可能会向太阳能板倒流放电，导致电池损坏。
太阳能板旁路二极管可以防止电池放电，保护电池组的安全和稳定运行。
3. 防止逆流损失：在太阳能系统中，当太阳能板无法产生足够的电能时，系统可能会从电池组中提取电能。
如果没有太阳能板旁路二极管，这会导致逆流损失。
太阳能板旁路二极管可以减少逆流损失，提高系统的效率。
二、太阳能板旁路二极管的原理了解太阳能板旁路二极管的原理对于深入理解其作用十分关键。
太阳能板旁路二极管是一种特殊的二极管，其特点是具有低电阻和反向电压高于太阳能电池组工作电压。
具体原理如下：1. 低电阻：太阳能板旁路二极管具有低电阻，这意味着在正向电压下，电流可以很容易地通过二极管，而不会有太多的电压降。
这个特性使得太阳能板旁路二极管能够在需要绕过电池组时提供较低的电阻路径。
2. 反向电压高于工作电压：正常工作情况下，太阳能板的输出电压是小于电池组的工作电压的。
太阳能板旁路二极管的反向电压要高于电池组的工作电压，这样当太阳能板的输出电压低于电池组工作电压时，太阳能板旁路二极管会阻止电流流过，从而保护电池组的安全。
旁路二极管结温测试
一、热斑效应一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。
有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
二、Bypass diode的作用：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。
二、Bypass diode 选择原则：１、耐压容量为最大反向工作电压的两倍；２、电流容量为最大反向工作电流的两倍；３、结温温度应高于实际结温温度；４、热阻小；５、压降小；三、实际结温温度测量方法：把组件放在75度烘箱中至热稳定，在二极管中通组件的实际短路电流，热稳定后（例如1h），测量二极管的表面温度，根据以下公式计算实际结温：Tj=Tcase + R*U*I其中R为热阻系数，由二极管厂家给出，Tcase是二极管表面温度（用热电偶测出），U是二极管两端压降（实测值），I为组件短路电流。
计算出的Tj不能超过二极管规格书上的结温范围。
四、旁路二极管对电路影响示意图：当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电路不产生任何作用；若与旁路二极管并联的电池片组存在一个非正常工作的电池片时，整个线路电流将由最小电流电池片决定，而电流大小由电池片遮蔽面积决定，若反偏压高于电池片最小电压时，旁路二极管导通，此时，非正常工作电池片被短路。
五、每个旁路二极管并联电池片数目的计算１、旁路二极管电流容量最小应为：Ｉ＝４．７３×２＝８.４６Ａ２、选用１０ＳＱ０３０型二极管最大返偏电压为：V RRM=30vＩＡＶ＝１０Ａ ＶＦ＝０.５５ＶＴ＝-５５－２００℃Ｊ３、耐压容量为３０Ⅴ的旁路二极管最多可保护１２５×１２５电池片数目为：Ｎ＝３０/（２×０.５１３）≈２９.２４即最多可保护２９片１２５×１２５电池片；４、旁路二极管截止状态时存在反向电流，即暗电流，一般小于０.２微安；原则上每个电池片应并联一个旁路二极管，以便更好保护并减少在非正常状态下无效电池片数目，但因为旁路二极管价格成本的影响和暗电流损耗以及工作状态下压降的存在，对于硅电池，每十五个电池片可并联一个旁路二极管为最佳。
光伏 旁路二极管
光伏旁路二极管概述光伏旁路二极管（Photovoltaic Bypass Diode）是太阳能光伏发电系统中的重要组件之一。
它的作用是保护光伏电池板不受阴影、灰尘或其他故障元件的影响，确保整个系统的稳定运行。
本文将详细介绍光伏旁路二极管的原理、结构、工作原理以及在光伏发电系统中的应用。
原理光伏旁路二极管基于PN结原理工作，由p型和n型半导体材料组成。
当太阳能电池板受到阴影覆盖或部分面积损坏时，该区域产生的电流会减少，导致整个电池板输出功率下降。
此时，旁路二极管会起到一个“旁路”的作用，使绕过损坏区域的其余部分仍能正常工作。
结构典型的光伏旁路二极管由三个主要部分组成：p型半导体、n型半导体和金属接触层。
•p型半导体：富含正电荷载流子（空穴）。
•n型半导体：富含负电荷载流子（电子）。
•金属接触层：用于连接外部电路。
这三个部分的结合形成PN结。
当光伏电池板正常工作时，PN结处于正向偏置状态，光伏电池板的输出功率通过旁路二极管流入外部电路。
当存在阴影或损坏区域时，PN结会自动变为反向偏置状态，使损坏区域的电流绕过旁路二极管，从而保护整个系统。
工作原理光伏旁路二极管的工作原理可以通过以下步骤来说明：1.光照条件下：太阳光照射到光伏电池板上，激发p型半导体中的空穴和n型半导体中的电子。
2.正向偏置状态：在正常工作情况下，PN结处于正向偏置状态。
此时，空穴从p型半导体流入n型半导体，而电子则从n型半导体流入p型半导体。
这样就形成了一个闭合回路，使得光伏电池板产生输出功率。
3.反向偏置状态：当遇到阴影或损坏区域时，PN结会自动变为反向偏置状态。
此时，空穴从n型半导体流入p型半导体，而电子则从p型半导体流入n型半导体。
这样就形成了一个开路状态，使损坏区域的电流绕过旁路二极管，保护整个系统。
应用光伏旁路二极管在光伏发电系统中起到了重要的保护作用。
以下是一些典型的应用场景：1.阴影遮挡：当太阳能电池板的一部分被树木、建筑物或其他障碍物遮挡时，旁路二极管可以确保其余部分仍能正常工作，提高系统的整体效率。
二极管的常用用途有哪些
二极管的常用用途有哪些二极管是一种基本的电子元件，具有许多常见的用途。
以下是一些主要的二极管用途：1.整流器：二极管最常见的用途之一是作为整流器。
当二极管正向偏置时，它允许电流从正极流向负极，但当反向偏置时，它会阻止电流流动。
这使得二极管能够将交流信号转换为直流信号，从而实现电源的电压稳定。
2.电源保护：二极管还可以用于电源保护电路中。
当外部电源电压突然改变或电源的极性接错时，二极管可以防止电流逆流，并保护其他电子元件免受损坏。
3.信号调节：二极管可以用作信号调节器，在电子电路中调整信号的幅值或频率。
例如，在电视机中，二极管负责调整音频和视频信号的幅值和频率，以实现更好的图像和声音质量。
4.逻辑门：二极管和其他元件结合使用可以构建逻辑门电路。
逻辑门是数字电路的基础，可以实现逻辑运算，如与门、或门、非门等。
二极管通常用于构建与门和或门。
5.光电器件：二极管在光电器件中有着广泛的应用。
例如，光电二极管可以将光信号转换为电信号，用于光电传感器和光通信设备中。
还有发光二极管（LED），它们可以发出可见光的光信号，被广泛应用于电子显示屏、照明和指示灯等领域。
6.温度测量：二极管的电流与温度之间有一定的关系。
因此，二极管可以用作温度传感器，通过测量二极管的电流来确定环境的温度。
这种应用在许多温度控制和监测系统中都有应用。
7.超快速开关：某些特殊类型的二极管（如肖特基二极管）具有非常快的开关速度。
这使它们可以用于高频、高速电路中，例如无线通信设备和雷达设备。
8.保护电路：二极管可以用作保护电路中的瞬态电压抑制器。
当电路中出现过压或电磁脉冲时，二极管可以将这些过电压引导到地，以防止其他电子元件受到损坏。
9.功率放大器：尽管二极管本身不是用于功率放大的理想元件，但在一些特定应用中，可以将二极管与其他元件结合使用，构建简单的功率放大器电路。
10.电压参考：由于二极管的正向电压降（约为0.7伏），可以将二极管用作电压参考元件。
PV组件之旁路二极管知识总结
旁路二极管知识：半导体介绍：一、半导体介绍几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，应用也非常广泛。
下面首先对半导体做个介绍：1本征半导体纯净晶体结构的半导体称为本征半导体。
常用的半导体材素是元素周期表中的4价元素，如：硅（si）、锗（Ge）。
其原子结构中最外层轨道上有4个电子；纯净的晶体中相邻的两个原子的一对最外层电子（价电子）结合成为共有电子，组成共价键；原子可以形成稳定的8原子壳层，如下图所示。
共价键中的价电子在热运动中能获得能量形成自由电子和空穴（价电子摆脱共价键束缚后成为自由电子，此时在共价键中留有了空位，称为空穴，空穴带正电）。
本征半导体中存在的两种载流子即自由电子和空穴，由于其两者是成对产生，所以在本征半导体中两者浓度是相同的，因此本征半导体本身称电中性。
本征半导体材料中载流子的浓度除了和其本身的性能有关外，还和温度有关，随着温度的升高称指数规律上升，硅材料的温度每升高8摄氏度，本征载流子的浓度增加一倍，锗材料的温度每升高12摄氏度，载流子的浓度增加一倍。
另外，半导体载流子的浓度与光照有关。
2P型半导体如果在纯净的硅晶体中掺入3价杂质，如硼（或鋁、镓或铟等），这些3价杂质原子的最外层只有3个价电子，当它与相邻的硅原子形成共价键时，还缺少1个价电子，因而其它共价键电子只要少量能量摆脱原子核束缚，即可填充之，而在其本身位置形成空穴，在一个共价键上要出现一个空穴，此种半导体主要靠空穴导电；此种半导体称之为P型半导体。
P型半导体材料中，空穴数目很多,称为多数载流子，而电子数目很少,称为少数载流子。
P型半导体只有一种多子――空穴，对外呈电中性，导电特性与掺杂的杂质浓度有关。
P型半导体如下图所示：3N型半导体如果在纯净的硅晶体中掺入少量的5价杂质磷（或砷，锑等），由于磷原子具有5个价电子，所以1个磷原子同相邻的4个硅原子结成共价键时，还多余1个价电子，这个价电子很容易挣脱磷原子核的吸引束缚而变成自由电子，此种半导体主要靠自由电子导电；此种半导体称之为N型半导体。
防反充和旁路二极管防热斑效应.
防反充和旁路二极管防热斑效应在太阳能电池方阵中，二极管是很重要的器件，常用的二极管基本都是硅整流二极管（部分二极管的性能参数可参看表），在选用时要注意规格参数留有余量，防止击穿损坏。
一般反向峰值击穿电压和最大工作电流都要取最大运行工作电压和工作电流的2倍以上。
二极管在太阳能光伏发电系统中主要分为两类。
1.防反充（防逆流）二极管防反充二极管的作用之一是防止太阳能电池组件或方阵在不发电时，蓄电池的电流反过来向组件或方阵倒送，不仅消耗能量，而且会使组件或方阵发热甚至损坏；作用之二是在电池方阵中，防止方阵各支路之间的电流倒送。
这是因为串联各支路的输出电压不可能绝对相等，各支路电压总有高低之差，或者某一支路因为故障、阴影遮蔽等使该支路的输出电压降低，高电压支路的电流就会流向低电压支路，甚至会使方阵总体输出电压的降低。
在各支路中串联接入防反充二极管就避免了这一现象的发生。
在独立光伏发电系统中，有些光伏控制器的电路上已经接入了防反充二极管，即控制器带有防反充功能时，组件输出就不需要再接二极管了。
防反充二极管存在有正向导通压降，串联在电路中会有一定的功率消耗，一般用的硅整流二极管管压降为0.7V左右，大功率管可达1～2V。
肖特基二极管虽然管压降较低，为0.2～0.3V，但其耐压和功率都较小，适合小功率场合应用。
2.旁路二极管当有较多的太阳能电池组件串联组成电池方阵或电池方阵的一个支路时，需要在每块电池板的正负极输出端反向并联1个（或2～3个）二极管，这个并联在组件两端的二极管就叫旁路二极管。
旁路二极管的作用是防止方阵串中的某个组件或组件中的某一部分被阴影遮挡或出现故障停止发电时，在该组件旁路二极管两端会形成正向偏压使二极管导通，组件串工作电流绕太阳能光伏发电系统设计施工与维护过故障组件，经二极管旁路流过，不影响其他正常组件的发电。
旁路二极管一般都直接安装在组件接线盒内，根据组件功率大小和电池片串的多少，安装1～3个二极管，如图3-12所示。
切半组件旁路二极管
切半组件旁路二极管切半组件旁路二极管（Half-Bridge Component Bypass Diode）是一种在电力系统中常用的电子元件。
它在电力转换和电力传输中发挥着重要的作用。
本文将深入探讨切半组件旁路二极管的原理、应用以及发展前景。
1. 切半组件旁路二极管的原理切半组件旁路二极管是一种典型的二极管，用于处理电源系统中的电流反向问题。
它通常用于集成电路中的切半组件，例如MOSFET、IGBT等。
其工作原理是利用二极管的特性，将反向电流绕过切半组件，以避免电流逆变，减少系统的功耗和损耗。
2. 切半组件旁路二极管的应用在电力转换系统中，切半组件旁路二极管广泛应用于交流电到直流电的转换过程中，如电力电子变流器、交流变频驱动器等。
它能够提高系统的效率，减少能量损耗，同时保护切半组件免受电流反向冲击的损坏。
在光伏发电系统中，切半组件旁路二极管也被广泛应用于光伏电池板中，以提高光伏电池组的可靠性和寿命。
3. 切半组件旁路二极管的发展前景随着可再生能源的快速发展和电力系统的不断完善，切半组件旁路二极管的需求也越来越大。
它在电力转换中的作用日益重要。
未来，随着电力系统的规模扩大和功率密度的增加，对切半组件旁路二极管的要求也将越来越高。
研究者们需要不断提高其性能和可靠性，减小其尺寸和重量，以满足电力系统的发展需求。
个人观点和理解：切半组件旁路二极管作为电力系统中不可或缺的元件，对于提高系统的效率和可靠性起着重要的作用。
通过将反向电流绕过切半组件，它不仅可以减少能量损耗和功耗，还可以保护切半组件免受损坏。
在当前世界上对可再生能源需求日益增加的背景下，光伏发电系统的发展需要更加高效和可靠的切半组件旁路二极管。
未来，随着电力系统规模的扩大和功率密度的提高，对切半组件旁路二极管的要求会更高。
研究者们应不断努力提高其性能和可靠性，以满足电力系统发展的需求。
总结和回顾：切半组件旁路二极管是一种重要的电子元件，广泛应用于电力系统中的电力转换和传输过程中。
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旁路二极管在太阳能电池组件中的关键作用来源：新浪微博
一、热斑效应
一串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳能电池组件所产生的能量。
被遮蔽的太阳能电池组件此时会发热，这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳能电池。
有光照的太阳能电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳能电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳能电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
二、Bypassdiode的作用：
当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。
三、Bypassdiode选择原则：
1、耐压容量为最大反向工作电压的两倍；
2、电流容量为最大反向工作电流的两倍；
3、结温温度应高于实际结温温度；
4、热阻小；
5、压降小；
四、实际结温温度测量方法把组件放在75度烘箱中至热稳定，在二极管中通组件的实际短路电流，热稳定后（例如1h），测量二极管的表面温度，根据以下公式
计算实际结温：
Tj=Tcase+R*U*I
其中R为热阻系数，由二极管厂家给出，Tcase是二极管表面温度（用热电偶测出），U是二极管两端压降（实测值），I为组件短路电流。
计算出的Tj不能超过二极管规格书上的结温范围。
五、旁路二极管对电路影响示意图：
当电池片正常工作时，旁路二极管反向截止，对电路不产生任何作用；若与旁路二极管并联的电池片组存在一个非正常工作的电池片时，整个线路电流将由最小电流电池片决定，而电流大小由电池片遮蔽面积决定，若反偏压高于电池片最小电压时，1、旁路二极管电流容量最小应为：
I＝4．73×2＝8.46A
2、选用10SQ030型二极管
最大返偏电压为：VRRM=30vIAV＝10AVF＝0.55V
TJ＝-55－200℃
3、耐压容量为30Ⅴ的旁路二极管最多可保护125×125电池片数目为：
N＝30/（2×0.513）≈29.24
即最多可保护29片125×125电池片；
4、旁路二极管截止状态时存在反向电流，即暗电流，一般小于0.2微安；
原则上每个电池片应并联一个旁路二极管，以便更好保护并减少在非正常状态下无效电池片数目，但因为旁路二极管价格成本的影响和暗电流损耗以及工作状态下压降的存在，对于硅电池，每十五个电池片可并联一个旁路二极管为最佳。
遮蔽一个电池片与遮蔽两块电池片各一半的效果不同，所以遮蔽不可避免时，尽量使遮蔽尽可能多的电池，每个电池尽可能少的阴影。
标签：太阳能电池组件热斑效应二极管太阳能发电系统。