? ? ?“電壓降”的產生是由于線路中電荷流動時遇到阻力而損耗了電力,造成了電壓降落。二極管的壓也是指的是它的PN結上的壓降。如正向壓降是由它的正向導通內阻決定的,但有一定的曲線,并不是像純電阻一樣的,即使是在導通狀態下,也不都是一條直線。當電源電壓變大時,電流升高,正向壓降會相應升高一些。而反向壓降在一定范圍內基本不變,當反向電壓達到擊穿電壓以后會突然增大。
? ? ? 二極管最重要的特性就是單方向導電性。在電路中,電流只能從二極管的正極流入,負極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。
? ? ? 1. 正向特性。在電子電路中,將二極管的正極接在高電位端,負極接在低電位端,二極管就會導通,這種連接方式,稱為正向偏置。必須說明,當加在二極管兩端的正向電壓很小時,二極管仍然不能導通,流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值(這一數值稱為“門檻電壓”,鍺管約為0.2V,硅管約為0.6V)以后,二極管才能直正導通。導通后二極管兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,硅管約為0.7V),稱為二極管的“正向壓降”。
? ? ? ?2. 反向特性。在電子電路中,二極管的正極接在低電位端,負極接在高電位端,此時二極管中幾乎沒有電流流過,此時二極管處于截止狀態,這種連接方式,稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時,仍然會有微弱的反向電流流過二極管,稱為漏電流。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數值,反向電流會急劇增大,二極管將失去單方向導電特性,這種狀態稱為二極管的擊穿。
在太陽能組件上,一塊組件根據需要會并聯若干個二極管,現在假設由于某一串電池片由于被遮擋,會出現熱斑效應,此時該串電池片會被旁路掉,二極管正向導通,另外幾個電池串仍能夠正常工作。
? ? ? 上述是相當資料上的說明,現在我有以下問題請教各位前輩:
? ? ? 1、假設被旁路掉的電池片(稱壞串)被完全遮擋,意思就是這個電池串完全到不起發電的作用,這個電池串就相當于一個PN結靜態狀態,此時P極多空穴,N極多電子,PN結簿層有一個自建內電場,P側帶負電,N側帶正電,對外保持電中性,當該壞串接入電池組時,其它電池正常發電,此時加在這個壞串上的兩端的電壓有勢差,即P極電壓高于N極電壓(我想象的,不知道對不對),此時壞串才有可能作為耗電部件存在,有P向N的正向電流通電,耗電發熱,直到燒掉該壞串。基于此假設,旁路二極管才起到旁路的作用,由于旁路二極管電阻與壞串相比可以忽略不計,電流正向導通,二極管相當于一要導線把電流從壞串中引流掉,壞串不再工作發熱。上述理解是否正確,請給于指正。
? ? ?2、請高手解釋一下,N個電池片串聯時,電壓等于每個電池片的兩端電壓之和,假設低電位端電勢為零,那就是一個一個的池片電壓向高處爬升,如果用PN電池片的原理來解釋,該怎么解釋啊。現假設每一塊電池電伏一樣為V第一塊電池片的N極電壓為V0,P端電壓V,那么第二塊電池N端電壓也為V(串聯),第二塊P端電壓為2V,請解釋一下,第二塊電池的工作原理,假設不接第三塊了。這個問題很專業,這里有一點資料不知可否用上旁路二極管常用在光伏電池組件上,用串上并聯旁路二極管的方法來減輕熱斑的影響。首先來看看熱斑的形成原理:被遮擋的電池片不再發電,自身相當于一個消耗電阻;在其兩端產生S-1 片電池片的方向偏壓,如無旁路二極管保護,則組件電流流過后將產生熱量。組件的正向I-V特性曲線和被遮擋的電池片的反向I-V特性曲線相交出形成的陰影為電池片的最大消耗功率。在太陽電池(串)兩端并聯旁路二極管,旁路二極管開始工作,將被遮擋的一串電池片旁路掉,組件電流從旁路二極管流過,保證組件工作正常,并保護了被遮擋的電池片不會被損壞。即使這樣,被旁路掉的那部分電池串中沒有被遮蓋的電池片也無法正常發電,是一種損失。
? ? 另外,由于旁路二極管是并聯方式連接在一串電池片兩端,常態下二極管處于反向截至狀態,反向壓降取決于反向壓降約為:0.5N V(一串電池片的數量N),由二極管反向電流特性知,二極管反偏時有漏電流經過,此電流很小,一般在微安級。反向電偏置電壓和溫度對反向電流的影響。溫度及反向偏置壓降對IR 的影響;溫度升高使得IR 成倍地升高,同樣,反向壓降的增加可以導致二極管漏電流的增加。所以理想狀態下是每片電池片加旁路二極管一只,但在實際應用中,沒有廠家會這么做,只能是在在滿足組件使用要求的情況下,統籌考慮每個旁路二極管旁路的太陽電池數量。這樣以來,對旁路二極管的性能要求就尤為重要了。