技术领域
[0001] 本
发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池保护器、太阳能
电池组及太阳能电池保护芯片。
背景技术
[0002] 太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为
电能的器件。它包括若干个
半导体光电
二极管，当太阳光照到
光电二极管表面上时，产生
电子-空穴对，电子和空穴分别向P-N结的结区运动，由结区
电场分离分别进入电池的N型处（负极）和P型处（正极），即光电二极管把太阳的光能变成电能，产生
电流。当许多个电池
串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池具有永久性、清洁性和灵活性三大优点，正越来越受到人们的青睐。
[0003] 根据
太阳能电池板的发电原理，在正常日照环境下，部分组件片的光照被遮挡时，会产生反向
电压，这降低了太阳能电池板的发电能
力。
现有技术中为了保证电池组的供电电压和电流方向，电池板可以增加一个起钳位保护作用的
肖特基二极管，钳位电压值在0.1V～1.0V。但是现有技术的缺点是太阳能电池板在生产、安装、使用中肖特基二极管可能会损坏而无法起到保护作用。因此需要对太阳能电池板在生产、安装、使用中肖特基二极管的性能进行检测。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种太阳能电池保护器、太阳能电池组及太阳能电池保护芯片，解决现有技术中无法对太阳能电池板在生产、安装、使用中肖特基二极管的性能进行检测的问题。
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了一种太阳能电池保护器，包括一第一肖特基二极管，所述第一肖特基二极管的负极和正极分别电学连接至一第一太阳能电池模
块的正极和负极，用于对所述第一太阳能电池模块进行钳压保护；所述太阳能电池保护器进一步包括一第一电位比较器模块、一第一二极管以及一第一报警模块；所述第一电位比较器模块的第一输入端电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极，第二输入端电学连接至所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极进一步电学连接至所述第一太阳能电池模块的负极，由此所述第一电位比较器模块能够比较所述第一二极管两端和第一肖特基二极管两端的电压，并根据比较结果产生控制
信号并通过输出端输出；所述第一电位比较器模块的输出端电学连接至所述第一报警模块；所述第一报警模块电学连接至与所述第一太阳能电池模块相邻的一第二太阳能电池模块的负极。
[0006] 所述第一电位比较器模块进一步包括一PNP型的第一
三极管和一PNP型的第二三极管；所述第一和第二三极管的发射极电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极；所述第一三极管的基极电学连接至所述第一二极管的负极，所述第一三极管的集
电极电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极；所述第一三极管的集电极还电学连接至所述第二三极管的基极，用于在所述第一二极管的电压与第一肖特基二极管的电压的比较结果超过一预先设定的
阀值时，使所述第一三极管截止，并使所述第二三极管导通；所述第二三极管的集电极电学连接至所述第一报警模块，所述第一报警模块用于在所述第二三极管导通时发出所述第一肖特基二极管正常工作的报警信号。
[0007] 所述太阳能电池保护器进一步包括一报警切换模块；所述报警切换模块的第一输入端电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极，第二输入端电学连接至所述第二报警模块，所述报警切换模块的输出端电学连接至所述第一报警模块，用于在检测到所述第二报警模块工作时，通过所述报警切换模块的输出端输出
控制信号关闭所述第一报警模块。
[0008] 所述太阳能电池保护器进一步包括一第二电位比较器模块、一第二二极管以及一第二报警模块；所述第二电位比较器模块的第一输入端电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极，第二输入端电学连接至所述第二二极管的负极，所述第二二极管与第一二极管串联并电学连接至所述第一太阳能电池模块的负极，由此所述第二电位比较器模块能够比较所述第一二极管和第二二极管两端与第一肖特基二极管两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过所述第二电位比较器模块的输出端输出；所述第二电位比较器模块的输出端电学连接至所述第二报警模块；所述第二报警模块电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极。
[0009] 所述第二电位比较器模块进一步包括一PNP型的第三三极管和一PNP型的第四三极管；所述第三和第四三极管的发射极电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极；所述第三三极管的基极电学连接至所述第二二极管的负极，所述第三三极管的集电极电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极；所述第三三极管的集电极还电学连接至所述第四三极管的基极，用于在所述第一二极管和第二二极管两端的电压之和与第一肖特基二极管两端的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第三三极管截止，并使所述第四三极管导通；所述第四三极管的集电极电学连接至所述第二报警模块，所述第二报警模块用于在所述第四三极管导通时发出所述第一肖特基二极管非正常工作的报警信号。
[0010] 所述太阳能电池保护器进一步包括一第二肖特基二极管、一第三电位比较器模块、一第三二极管以及一第三报警模块；所述第二肖特基二极管的负极和正极分别电学连接至一第一太阳能电池模块的正极和负极，用于对所述第二太阳能电池模块进行钳压保护；所述第三电位比较器模块的第一输入端电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极，第二输入端电学连接至所述第三二极管的正极，所述第三二极管的负极进一步电学连接至所述第二太阳能电池模块的正极，由此所述第三电位比较器模块能够比较所述第三二极管两端和第二肖特基二极管两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过所述第三电位比较器模块的输出端输出；所述第三电位比较器模块的输出端电学连接至所述第三报警模块；所述第三报警模块电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极。
[0011] 所述第三电位比较器模块进一步包括一NPN型的第五三极管和一NPN型的第六三极管；所述第五和第六三极管的发射极电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极；所述第五三极管的基极电学连接至第三二极管的正极，所述第五三极管的集电极电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极；所述第五三极管的集电极还电学连接至第六三极管的基极，用于在所述第三二极管两端的电压与第二肖特基二极管两端的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第五三极管截止，并使所述第六三极管导通；所述第六三极管的集电极电学连接至所述第三报警模块，所述第三报警模块用于在所述第六三极管导通时发出所述第二肖特基二极管正常工作的报警信号。
[0012] 所述太阳能电池保护器进一步包括一第四电位比较器模块、一第四二极管以及一第四报警模块；所述第四电位比较器模块的第一输入端电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极，第二输入端电学连接至所述第四二极管的正极，所述第四二极管与第三二极管串联并电学连接至所述第二太阳能电池模块的正极，由此所述第四电位比较器模块能够比较所述第三二极管和第四二极管两端与第二肖特基二极管两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过所述第四电位比较器模块的输出端输出；所述第四电位比较器模块的输出端电学连接至所述第四报警模块；所述第四报警模块电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极。
[0013] 所述第四电位比较器模块进一步包括一NPN型的第七三极管和一NPN型的第八三极管；所述第七和第八三极管的发射极电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极；所述第七三极管的基极电学连接至所述第四二极管的正极，所述第七三极管的集电极电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极；所述第七三极管的集电极还电学连接至所述第八三极管的基极，用于在所述第三二极管和第四二极管两端的电压之和与第二肖特基二极管两端的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第七三极管截止，并使所述第八三极管导通；所述第八三极管的集电极电学连接至所述第四报警模块；所述第四报警模块用于在所述第八三极管导通时发出所述第二肖特基二极管非正常工作的报警信号。
[0014] 为了解决上述问题，本发明还提供了一种太阳能电池组，包括多个太阳能电池模块以及一太阳能电池模块
接线盒；所述太阳能电池组至少包括一上述太阳能电池保护器，所述太阳能电池保护器连接至所述太阳能电池模块接线盒的线路上，所述太阳能电池保护器的所述第一肖特基二极管的负极和正极分别电学连接至所述多个太阳能电池模块的一第一太阳能电池模块的正极和负极，用于对所述第一太阳能电池模块进行钳压保护，所述太阳能电池保护器的所述第一电位比较器模块的第一输入端电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极，第二输入端电学连接至所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极进一步电学连接至所述第一太阳能电池模块的负极，由此所述第一电位比较器模块能够比较所述第一二极管两端和第一肖特基二极管两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过输出端输出；所述第一电位比较器模块的输出端电学连接至所述太阳能电池保护器的所述第一报警模块；所述第一报警模块电学连接至所述多个太阳能电池模块的与所述第一太阳能电池模块相邻的一第二太阳能电池模块的负极。
[0015] 所述太阳能电池保护器进一步包括一第二电位比较器模块、一第二二极管以及一第二报警模块；所述第二电位比较器模块的第一输入端电学连接至第一太阳能电池模块的正极，第二输入端电学连接至所述第二二极管的负极，所述第二二极管与第一二极管串联并电学连接至所述第一太阳能电池模块的负极，由此所述第二电位比较器模块能够比较所述第一二极管和第二二极管两端与第一肖特基二极管两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过所述第二电位比较器模块的输出端输出；所述第二电位比较器模块的输出端电学连接至第二报警模块；所述第二报警模块电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极。
[0016] 所述太阳能电池保护器进一步包括一第二肖特基二极管、一第三电位比较器模块、一第三二极管以及一第三报警模块；所述第二肖特基二极管的负极和正极分别电学连接至所述第二太阳能电池模块的正极和负极，用于对所述第二太阳能电池模块进行钳压保护；所述第三电位比较器模块的第一输入端电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极，第二输入端电学连接至所述第三二极管的正极，所述第三二极管的负极进一步电学连接至所述第二太阳能电池模块的正极，由此所述第三电位比较器模块能够比较所述第三二极管两端和第二肖特基二极管两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过所述第三电位比较器模块的输出端输出；所述第三电位比较器模块的输出端电学连接至第三报警模块；所述第三报警模块电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极。
[0017] 所述太阳能电池保护器进一步包括一第四电位比较器模块、一第四二极管以及一第四报警模块；所述第四电位比较器模块的第一输入端电学连接至所述第二太阳能电池模块的负极，第二输入端电学连接至所述第四二极管的正极，所述第四二极管与第三二极管串联并电学连接至所述第二太阳能电池模块的正极，由此所述第四电位比较器模块能够比较所述第三二极管和第四二极管两端与第二肖特基二极管两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过所述第四电位比较器模块的输出端输出；所述第四电位比较器模块的输出端电学连接至第四报警模块；所述第四报警模块电学连接至所述第一太阳能电池模块的正极。
[0018] 为了解决上述问题，本发明还提供了一种太阳能电池保护芯片，包括一第一肖特基二极管，所述第一肖特基二极管的负极和正极分别电学连接至一第一太阳能电池模块的正极和负极，用于对所述第一太阳能电池模块进行钳压保护，所述太阳能电池保护芯片进一步包括一第一电位比较器模块以及一第一二极管，所述第一电位比较器模块进一步包括一PNP/NPN型的第一三极管和一PNP/NPN型的第二三极管；所述第一和第二三极管的发射极电学连接至所述第一太阳能电池模块的正/负极；所述第一三极管的基极电学连接至所述第一二极管的负/正极，所述第一三极管的集电极电学连接至所述第二太阳能电池模块的负/正极；所述第一三极管的集电极还电学连接至所述第二三极管的基极，用于在所述第一二极管两端的电压与第一肖特基二极管两端的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第一三极管截止，并使所述第二三极管导通；所述第二三极管的集电极电学连接至外部的一第一报警模块，所述第一报警模块用于在所述第二三极管导通时发出所述第一肖特基二极管正常工作的报警信号。
[0019] 本发明的优点在于，通过在包括多个太阳能电池模块的太阳能电池模块接线盒线路上电学连接一太阳能电池保护器，通过所述太阳能电池保护器的电位比较器可以对太阳能电池的电压变化进行判断，以达到对太阳能电池热斑效应的显示和对起钳压保护作用的肖特基二极管性能的判断；通过所述太阳能电池保护器的报警模块可以方便显示肖特基二极管的断路状态以及对太阳能电池热斑效应的显示；而且本发明还可以根据每个太阳能电池模块接线盒管理的太阳能电池模块多少来拓展连接的太阳能电池保护器中保护检测线路组数。
[0020] 本发明的优点还在于所述保护器可以全部采用二极管和三极管实现比较逻辑，故可以设计成芯片形式，且工艺简单，制造成本低廉。芯片形式的保护器可以降低现场接线的复杂程度，从而提高应用的可靠性。
附图说明
[0021] 图1，本发明太阳能电池组的第一具体实施方式所述太阳能电池组的结构图；
[0022] 图2A-2B，本发明太阳能电池组的第二具体实施方式所述太阳能电池组的结构图；
[0023] 图3，本发明太阳能电池组的第三具体实施方式所述太阳能电池组的结构图；
[0024] 图4，本发明太阳能电池组的第四具体实施方式所述太阳能电池组的结构图；
[0025] 图5-9，本发明太阳能电池组的
实施例所述太阳能电池组的
电路图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图对本发明提供的太阳能电池保护器、太阳能电池组及太阳能电池保护芯片的具体实施方式做详细说明。
[0027] 首先结合附图给出本发明太阳能电池组的第一具体实施方式。
[0028] 附图1所示是本具体实施方式所述太阳能电池组的结构
框图，包括至少一第一太阳能电池模块101以及一第二太阳能电池模块102，所述多个太阳能电池模块容置于一太阳能电池模块接线盒103内，还包括一太阳能电池保护器120，所述太阳能电池保护器120连接至所述太阳能电池模块接线盒103的线路上，所述太阳能电池保护器120包括一第一肖特基二极管121、一第一电位比较器模块122、一第一二极管123、一第一报警模块124。
[0029] 所述第一太阳能电池模块101和一第二太阳能电池模块102可以是相邻的两块太阳能电池板或者是同一块电池板的两个相邻的子串；第一太阳能电池模块101作为被保护检测电池模块，而第二太阳能电池模块102用于为所述太阳能电池保护器120提供电能（在其他实施方式中，也可以采用一外部供电模块为所述太阳能电池保护器120提供电能）。所述第一肖特基二极管121的负极和正极分别电学连接至所述第一太阳能电池模块101的正极和负极，用于对所述第一太阳能电池模块101进行钳压保护；即，所述第一肖特基二极管121的N区与第一太阳能电池模块101的正极相连，P区与所述第一太阳能电池模块101的负极相连。所述第一电位比较器模块122的第一输入端电学连接至所述第一太阳能电池模块101的正极，第二输入端电学连接至所述第一二极管123的负极，所述第一二极管123的正极进一步电学连接至所述第一太阳能电池模块101的负极，由此所述第一电位比较器模块122能够比较所述第一二极管123两端和第一肖特基二极管121两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过输出端输出；所述第一电位比较器模块122的输出端电学连接至所述第一报警模块124；所述第一报警模块124通过电学连接至所述第二太阳能电池模块102的负极。
[0030] 继续参考附图1，本太阳能电池组的第一太阳能电池模块101电压恒定在正常发电的电压时（例如≥10V），第一电位比较器模块122通过比较第一二极管123两端和第一肖特基二极管121两端的电压，得到小于预定阀值（例如，－0.6V）的结果，从而保持所述第一报警模块124处于未被激活状态。若第一太阳能电池模块101电压下降，当第一电位比较器模块122通过比较第一二极管123两端和第一肖特基二极管121两端的电压，得到大于等于所述预定阀值的结果时，激活所述第一报警模块124，发出所述第一太阳能电池模块101停止发电、所述第一肖特基二极管121处于钳压保护的正常工作状态的报警信号。其中，第一二极管123也可以采用至少两个串联的晶
体二极管；所述第一报警模块124可以为一
发光二极管，在接收到所述第一电位比较器模块122发出的报警控制信号后，点亮该发光二极管，向使用者发出报警信号；所述第一报警模块124也可以为一声光报警器，在其他实施方式中，所述第一报警模块124也可以为I/O输入输出模块，通过无线
信号传输实现远程报警控制。
[0031] 所述第一电位比较器模块122可以为晶体管电位比较器，也可以采用IC模块形式电位比较器，来对太阳能电池的电压变化进行判断，以达到对太阳能电池热斑效应的显示和对钳压二极管（即肖特基二极管）的性能的判断。
[0032] 以所述第一电位比较器模块122包括一PNP型的第一三极管和一PNP型的第二三极管为例（三极管也可以为NPN型，只需对连接方式作相应调整）；所述第一和第二三极管的发射极电学连接至第一太阳能电池模块101的正极；所述第一三极管的基极电学连接至第一二极管123的负极，所述第一三极管的集电极电学连接至所述第二太阳能电池模块102的负极；所述第一三极管的集电极还电学连接至所述第二三极管的基极，用于在所述第一二极管123的电压与第一肖特基二极管121的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第一三极管截止，并使所述第二三极管导通；所述第二三极管的集电极电学连接至所述第一报警模块124。所述第一报警模块124用于在所述第二三极管导通时发出所述第一肖特基二极管121正常工作的报警信号。
[0033] 接下来结合附图给出本发明太阳能电池组的第二具体实施方式。
[0034] 附图2A所示是本具体实施方式所述太阳能电池组的结构框图，与附图1所示实施方式不同的是，所述太阳能电池保护器120还包括一第二电位比较器模块222、一第二二极管223、一第二报警模块224。
[0035] 所述第二电位比较器模块222的第一输入端电学连接至所述第一太阳能电池模块101的正极，第二输入端电学连接至所述第二二极管223的负极，所述第二二极管223与第一二极管123串联并电学连接至所述第一太阳能电池模块101的负极，由此所述第二电位比较器模块222能够比较所述第一二极管123和第二二极管223两端与第一肖特基二极管121两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过所述第二电位比较器模块222的输出端输出；所述第二电位比较器模块222的输出端电学连接至所述第二报警模块224；所述第二报警模块224电学连接至所述第二太阳能电池模块102的负极。
[0036] 继续参考附图2A，在所述第一报警模块124发出所述第一肖特基二极管121正常工作的报警信号之后，若第一肖特基二极管121发生断路，处于非正常工作状态，会导致第一太阳能电池模块101电压继续快速地下降，当第二电位比较器模块222通过将第一二极管123和第二二极管223两端的电压之和与第一肖特基二极管121两端的电压进行比较，得到大于或等于预定阀值的结果时，激活所述第二报警模块224，发出所述第一太阳能电池模块101停止发电、所述第一肖特基二极管121处于已断路的非正常工作状态的报警信号。其中，第二二极管223也可采用至少两个串联的晶体二极管；所述第二报警模块224可以为一发光二极管，在接收到第二电位比较器模块222发出的报警控制信号后，点亮该发光二极管，向使用者发出报警信号；所述第二报警模块224也可以为一声光报警器，或者能通过无线信号传输实现远程报警控制的I/O输入输出模块。
[0037] 若第一报警模块124和第二报警模块224均为发光二极管时，上述两个发光二极管可以是同色二极管，通过不同数目的报警灯表示太阳能电池不同的状态；也可以是不同色的二极管，通过发出不同的
颜色表示出太阳能电池不同的状态。
[0038] 仍以所述第二电位比较器模块222包括一PNP型的第三三极管和一PNP型的第四三极管为例，其中，第一电位比较器模122、第一二极管123、第一报警模块124的电路连接方式及工作原理参见附图1所示实施方式的描述。所述第三和第四三极管的发射极电学连接至所述第一太阳能电池模块101的正极；所述第三三极管的基极电学连接至所述第二二极管223的负极；所述第三三极管的集电极电学连接至第二太阳能电池模块102的负极；所述第三三极管的集电极还电学连接至所述第四三极管的基极，用于在所述第一二极管123和第二二极管223两端的电压之和与所述第一肖特基二极管121两端的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第三三极管截止，并使所述第四三极管导通；所述第四三极管的集电极电学连接至所述第二报警模块224。所述第二报警模块224用于在所述第四三极管导通时发出所述第一肖特基二极管121非正常工作的报警信号。
[0039] 所述太阳能电池保护器120还可以包括一报警切换模块229（如图2B中所示）；所述报警切换模块229的第一输入端电学连接至所述第一太阳能电池模块101的正极，第二输入端电学连接至所述第二报警模块224，所述报警切换模块229的输出端电学连接至所述第一报警模块124，用于在检测到所述第二报警模块224工作时，通过所述报警切换模块229的输出端输出控制信号关闭所述第一报警模块124。也即在第二报警模块224工作时，第一报警模块124就处于非工作状态，即同一时刻只可能有一个报警模块发出警报，更有利于检测的操作人员判断太阳能电池不同的状态，且可以减少第一报警模块124的损耗，延长其使用寿命。
[0040] 接下来结合附图给出本发明太阳能电池组的第三具体实施方式。
[0041] 附图3所示是本具体实施方式所述太阳能电池组的结构框图，与附图1所示实施方式不同的是，所述太阳能电池保护器120还包括一第二肖特基二极管321、一第三电位比较器模块322、一第三二极管323以及一第三报警模块324。其中，第一肖特基二极管121、第一电位比较器模块122、第一二极管123以及第一报警模块124组成的保护电路，是以第一太阳能电池模块101作为被保护检测电池模块，以第二太阳能电池模块102作为供电电源（在其他实施方式中，也可以采用一外部供电模块作为供电电源）；第二肖特基二极管321、第三电位比较器模块322、第三二极管323以及第三报警模块324组成的保护电路，是以第二太阳能电池模块102作为被保护检测电池模块，以第一太阳能电池模块101作为供电电源（在其他实施方式中，也可以采用一外部供电模块作为供电电源）。
[0042] 所述第二肖特基二极管321的N区与第二太阳能电池模块102的正极相连，所述第二肖特基二极管321的P区与第二太阳能电池模块102的负极相连，用于对所述第二太阳能电池模块102进行钳压保护。所述第三电位比较器模块322的第一输入端电学连接至第二太阳能电池模块102的负极，第二输入端电学连接至所述第三二极管323的正极，所述第三二极管323的负极进一步电学连接至所述第二太阳能电池模块102的正极，由此所述第三电位比较器模块322能够比较所述第三二极管323两端和第二肖特基二极管321两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过所述第三电位比较器模块322的输出端输出；所述第三电位比较器模块322的输出端电学连接至所述第三报警模块324；所述第三报警模块324电学连接至所述第一太阳能电池模块101的正极。
[0043] 第二肖特基二极管321、第三电位比较器模块322、第三二极管323以及第三报警模块324组成的保护电路对第二太阳能电池模块102进行保护检测的工作原理，与附图1所示第一肖特基二极管121、第一电位比较器模块122、第一二极管123以及第一报警模块124组成的保护电路对第一太阳能电池模块101进行保护检测的工作原理相同，此处不再一一赘述。
[0044] 继续参考附图3，以所述第三电位比较器模块进一步包括一NPN型的第五三极管和一NPN型的第六三极管为例（三极管也可以为PNP型，只需参照附图1对连接方式作相应调整）；所述第五和第六三极管的发射极电学连接至所述第二太阳能电池模块102的负极；所述第五三极管的基极电学连接至所述第三二极管323的正极；所述第五三极管的集电极电学连接至所述第一太阳能电池模块101的正极；所述第五三极管的集电极还电学连接至所述第六三极管的基极，用于在所述第三二极管323两端的电压与第二肖特基二极管321两端的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第五三极管截止，并使得到第六三极管导通；所述第六三极管的集电极电学连接至所述第三报警模块324。所述第三报警模块324用于在所述第六三极管导通时发出所述第二肖特基二极管321处于钳压保护的正常工作的报警信号。
[0045] 接下来结合附图给出本发明太阳能电池组的第四具体实施方式。
[0046] 附图4所示是本具体实施方式所述太阳能电池组的结构框图，包括至少一第一太阳能电池模块101以及一第二太阳能电池模块102，所述多个太阳能电池模块容置于一太阳能电池模块接线盒103内，还包括一太阳能电池保护器120，所述太阳能电池保护器120连接至所述太阳能电池模块接线盒103的线路上。所述太阳能电池保护器120包括一第一肖特基二极管121、一第一电位比较器模块122、一第一二极管123以及一第一报警模块124（其连接方式及工作原理的描述参见附图1对应描述）；一第二电位比较器模块222、一第二二极管223以及一第二报警模块224（其连接方式及工作原理的描述参见附图2A对应描述）；一第二肖特基二极管321、一第三电位比较器模块322、一第三二极管323以及一第三报警模块324（其连接方式及工作原理的描述参见附图3对应描述）；一第四电位比较器模块422、一第四二极管423以及一第四报警模块424。
[0047] 其中，第一肖特基二极管121、第一电位比较器模块122、第一二极管123和第一报警模块124组成的保护电路，以及第一肖特基二极管121、第二电位比较器模块222、第二二极管223和第二报警模块224组成的保护电路，均以第一太阳能电池模块101作为被保护检测电池模块，以第二太阳能电池模块102作为供电电源（在其他实施方式中，也可以采用一外部供电模块作为供电电源）；第二肖特基二极管321、第三电位比较器模块322、第三二极管323和第三报警模块324组成的保护电路，以及第二肖特基二极管321、第四电位比较器模块422、第四二极管423和第四报警模块424组成的保护电路，以第二太阳能电池模块102作为被保护检测电池模块，以第一太阳能电池模块101作为供电电源（在其他实施方式中，也可以采用一外部供电模块作为供电电源）。
[0048] 所述第四电位比较器模块422的第一输入端电学连接至第二太阳能电池模块102的负极，第二输入端电学连接至所述第四二极管423的正极，所述第四二极管423与所述第三二极管323串联并电学连接至所述第二太阳能电池模块102的正极，由此所述第四电位比较器模块422能够比较所述第三二极管和第四二极管两端与第二肖特基二极管两端的电压，并根据比较结果产生控制信号并通过所述第四电位比较器模块422的输出端输出；所述第四电位比较器模块422的输出端电学连接至所述第四报警模块424。所述第四报警模块424电学连接至所述第一太阳能电池模块101的正极。在其他实施方式中，所述第三报警模块324与第四报警模块424之间也可以设置一报警切换模块，用于在检测到所述第四报警模块424工作时，通过报警切换模块的输出端输出控制信号关闭所述第三报警模块
324。
[0049] 第二肖特基二极管321、第四电位比较器模块422、第四二极管423以及第四报警模块424组成的保护电路对第二太阳能电池模块102进行保护检测的工作原理，与附图2A所示第一肖特基二极管121、第二电位比较器模块222、第二二极管223以及第二报警模块224组成的保护电路对第一太阳能电池模块101进行保护检测的工作原理相同，此处不再一一赘述。
[0050] 继续参考附图4，以所述第四电位比较器模块包括一NPN型的第七三极管和一NPN型的第八三极管为例（三极管也可以为PNP型，只需参照附图2A对连接方式作相应调整）；所述第七和第八三极管的发射极电学连接至所述第二太阳能电池模块102的负极；所述第七三极管的基极电学连接至第四二极管423的正极；所述第七三极管的集电极电学连接至所述第一太阳能电池模块101的正极；所述第七三极管的集电极还电学连接至所述第八三极管的基极，用于在所述第三二极管323和第四二极管423两端的电压之和与第二肖特基二极管321两端的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第七三极管截止，并使所述第八三极管导通；所述第八三极管的集电极电学连接至所述第四报警模块424。所述第四报警模块424用于在所述第八三极管导通时发出第二太阳能电池模块102停止发电、第二肖特基二极管321处于已断路的非正常工作报警信号。
[0051] 本发明通过在包括多个太阳能电池模块的太阳能电池模块接线盒线路上电学连接一太阳能电池保护器，通过所述太阳能电池保护器的电位比较器可以对太阳能电池的电压变化进行判断，以达到对太阳能电池热斑效应的显示和对起钳压保护作用的肖特基二极管性能的判断；通过所述太阳能电池保护器的报警模块可以方便显示肖特基二极管的断路状态以及对太阳能电池板的热斑效应的显示；而且本发明还可以根据每个太阳能电池模块接线盒管理的太阳能电池模块多少来拓展连接的太阳能电池保护器中保护检测线路组数。
[0052] 接下来给出本发明所述芯片的具体实施方式。
[0053] 本发明所述太阳能电池保护器可以全部采用二极管和三极管实现比较逻辑，故可以设计成芯片形式，包括一第一肖特基二极管，所述第一肖特基二极管的负极和正极分别电学连接至一第一太阳能电池模块的正极和负极，用于对所述第一太阳能电池模块进行钳压保护；所述太阳能电池保护芯片进一步包括一第一电位比较器模块以及一第一二极管，所述第一电位比较器模块可以包括一PNP/NPN型的第一三极管和一PNP/NPN型的第二三极管；所述第一和第二三极管的发射极电学连接至所述第一太阳能电池模块的正/负极；所述第一三极管的基极电学连接至所述第一二极管的负/正极，所述第一三极管的集电极电学连接至所述第二太阳能电池模块的负/正极；所述第一三极管的集电极还电学连接至所述第二三极管的基极，用于在所述第一二极管两端的电压与第一肖特基二极管两端的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第一三极管截止，并使所述第二三极管导通；所述第二三极管的集电极电学连接至外部的一第一报警模块，所述第一报警模块用于在所述第二三极管导通时发出所述第一肖特基二极管正常工作的报警信号。
[0054] 所述太阳能电池保护芯片的电路连接方式可以参见附图5所述，芯片中晶体管BG7、BG3采用PNP管，PNP管的Veb饱和电压是－0.6V，饱和后的管子Vec压降是－0.3V；第一二极管可以包括至少两个串联的二极管（如图中所示D21、D22）；外部的第一报警模块采用发光二极管LED3。
[0055] 第一肖特基二极管D1的负极和正极分别电学连接至一第一太阳能电池模块B1的正极和负极；PNP型的第一和第二三极管BG7、BG3的发射极电学连接至所述第一太阳能电池模块B1的正极；所述第一三极管BG7的基极电学连接至串联的二极管D21、D22的负极，所述第一三极管BG7的集电极电学连接至所述第二太阳能电池模块B2的负极；所述第一三极管的集电极还电学连接至所述第二三极管BG3的基极，用于在二极管D21、D22两端的电压与第一肖特基二极管D1两端的电压的比较结果超过一预先设定的阀值时，使所述第一三极管BG7截止，并使所述第二三极管BG3导通；所述第二三极管BG3的集电极电学连接至外部的第一报警模块发光二极管LED3，发光二极管LED3用于在所述第二三极管导通时发出所述第一肖特基二极管正常工作的报警信号。其工作原理参见附图5对应的描述，此处不再一一赘述。
[0056] 在其他实施方式中，第一和第二三极管也可以采用NPN型晶体管，其电路连接方式可以参考附图7所示做相应调整。本发明所述太阳能电池保护芯片还可以包括多组包括肖特基二极管、电位比较器模块以及二极管的保护器，以对多组太阳能电池模块进行检测保护。
[0057] 上述芯片全部采用二极管和三极管实现比较逻辑，芯片制造工艺简单，制造成本低廉。芯片形式的保护器可以降低现场接线的复杂程度，将更多的PCB板上的线路连接集成到芯片中，仅保留芯片的管脚和外界的连接点，最大程度的降低了恶劣环境下脱焊的可能性，从而提高现场应用的可靠性。
[0058] 接下来结合附图给出上述技术方案的实施例。
[0059] 根据太阳能电池板的发电原理，在正常日照环境下，部分组件片的光照被遮挡时，会产生反向电压。为了保证电池组的供电电压和电流方向，电池片组增加一个钳压保护用的肖特基二极管D1(D2)，钳压电压值在0.1V～1.0V。本电路包括两组保护检测线路，其设计是为了检测太阳能电池板在生产、安装、使用中二极管D1(D2)的性能好坏。两组保护检测线路接至太阳能电池板接线盒线路上，进入工作状态。
[0060] 实施例一，图5为本实施例的一种电路图。
[0061] 保护检测线路中晶体管BG7、BG3采用PNP管，PNP管的Veb饱和电压是－0.6V，饱和后的管子Vec压降是－0.3V。串联的二极管D11、D12、D13、D14和
电阻R13，以及二极管D25、D26、D27、D28和电阻R14，用于起稳压作用，并在太阳能电池模块增加时作为拓展保护检测线路中用于与肖特基二极管两端电压比较的晶体管模块。W1为稳压管，电阻R1、R5、R9为限流电阻。
[0062] 当电池片组B1电压恒定在正常发电的电压（≥10V）时，晶体管BG7的基极通过二极管D21+D22的电压之和与肖特基二极管D1的电压比较，得到小于－0.6V
负压偏流而导通，保持晶体管的压降0.3V，使得BG3的基极的电压低下，从而保持晶体管BG3和发光二极管LED3都处于截止状态。
[0063] 当电池片组B1电压下降时，BG7的基极电压也随之上升，当D21+D22和D1的比较电压大于等于－0.6V，BG7开始趋向截止，BG3就开始趋向饱和。随着电池片组B1电压继续下降，BG7截止，BG3基极得到电压小于等于－0.6V， BG3饱和导通。BG3导通后，它的集电极电压下降，发光二极管LED3得到正
偏压，从而发亮，向使用者发出电池片组B1停止发电，二极管D1正常工作的光亮报警信号。
[0064] 实施例二，图6为本实施例的一种电路图。
[0065] 该组保护检测线路中晶体管BG1、BG3、BG5、BG7采用PNP管，PNP管的Veb饱和电压是－0.6V，饱和后的管子Vec压降是－0.3V。串联的二极管D11、D12、D13、D14和电阻R13，以及二极管D25、D26、D27、D28和电阻R14，用于起稳压作用，并在太阳能电池模块增加时作为拓展保护检测线路中用于与肖特基二极管两端电压比较的晶体管模块。W1为稳压管，电阻R1、 R3、R5、R7、R9为限流电阻，其中R3、R5分别是LED1、LED3的限流电阻。
[0066] 在发光二极管LED3得到正偏压，从而发亮，向使用者发出电池片组B1停止发电，二极管D1正常工作的光亮报警信号之后，如果电池片组B1电压继续快速地下降，当二极管D21+D22+D23+D24与D1的比较电压大于等于－0.6V，BG5开始趋向截止，BG1就开始趋向饱和。随着电池片组B1电压继续下降，BG5截止，BG1基极得到电压小于等于－0.6V， BG1饱和导通。BG1导通后，它的集电极电压下降，发光二极管LED1得到正偏压，从而发亮，向使用者发出电池片组B1停止发电，二极管D1非正常工作（已断路）的光亮报警信号。
[0067] 实施例三，图7为本实施例的一种电路图。
[0068] 第一组保护检测线路中晶体管BG1、BG3、BG5、BG7采用PNP管，第二组保护检测线路晶体管BG2、BG4、BG6、BG8采用NPN管。PNP管的Veb饱和电压是－0.6V，饱和后的管子Vec压降是－0.3V；NPN管的Veb饱和电压是0.6V，饱和后的管子Vec压降是0.3V。串联的二极管D11、D12、D13、D14和电阻R13，以及二极管D25、D26、D27、D28和电阻R14，用于起稳压作用，并在太阳能电池模块增加时作为拓展保护检测线路中用于与肖特基二极管两端电压比较的晶体管模块。W1、W2为稳压管，电阻R1-R10为限流电阻，其中R3、R5、R4、R6分别是LED1、LED3、LED2、LED4的限流电阻。
[0069] 当电池片组B1电压恒定在正常发电的电压（≥10V）时，晶体管BG7的基极通过二极管D21+D22的电压之和与D1的电压比较，得到小于－0.6V负压偏流而导通，保持晶体管的压降0.3V，使得BG3的基极的电压低下，从而保持晶体管BG3和发光二极管LED3都处于截止状态。
[0070] 当电池片组B1电压下降时，BG7的基极电压也随之上升，当D21+D22和D1的比较电压大于等于－0.6V，BG7开始趋向截止，BG3就开始趋向饱和。随着电池片组B1电压继续下降，BG7截止，BG3基极得到电压小于等于－0.6V， BG3饱和导通。BG3导通后，它的集电极电压下降，发光二极管LED3得到正偏压，从而发亮，向使用者发出电池片组B1停止发电，二极管D1正常工作的光亮报警信号。
[0071] 如果电池片组B1电压继续快速地下降，当二极管D21+D22+D23+D24与D1的比较电压大于等于－0.6V，BG5开始趋向截止，BG1就开始趋向饱和。随着电池片组B1电压继续下降，BG5截止，BG1基极得到电压小于等于－0.6V， BG1饱和导通。BG1导通后，它的集电极电压下降，发光二极管LED1得到正偏压，从而发亮，向使用者发出电池片组B1停止发电，二极管D1非正常工作（已断路）的光亮报警信号。
[0072] 同样的原理，当电池片组B2电压恒定在正常发电的电压（>=10V）时，晶体管BG8的基极通过D17+D18与D2的电压比较，得到大于0.6
正压偏流而导通，保持晶体管的压降0.3V，使得BG4的基极的电压低下，从而保持晶体管BG4和发光二极管LED4都处于截止状态。
[0073] 当电池片组B2电压下降时，BG8的基极电压也随之下降，当D17+D18与D2的比较电压小于等于0.6V，BG8开始趋向截止，BG4就开始趋向饱和。随着电池片组B2电压继续下降，BG8 截止，BG4基极得到电压大于等于0.6V，BG4饱和导通。BG4导通后，它的集电极电压下降，发光二极管LED4得到正偏压，从而发亮，向使用者发出电池片组B2停止发电，二极管D2正常工作的光亮报警信号。
[0074] 如果电池片组B2电压继续快速地下降，当D15+D16+D17+D18与D2的比较电压小于等于0.6V，BG6开始趋向截止，BG2就开始趋向饱和。随着电池片组B2电压继续下降，BG6 截止，BG2基极得到电压大于等于0.6V， BG2饱和导通。BG2导通后，它的集电极电压下降，发光二极管LED2得到正偏压，从而发亮，向使用者发出电池片组B2停止发电，二极管D2非正常工作（已断路）的光亮报警信号。
[0075] 本电路设计主要是通过虚框内的三极管对太阳能电池的电压变化进行判断，以达到对太阳能电池热斑效应的显示和对钳压二极管性能的判断。同样我们还可以采取电位比较器对太阳能电池的电压变化进行判断，同样达到对太阳能电池热斑效应的显示和对钳压二极管性能的判断。
[0076] 实施例四，图8为本实施例的一种电路图。
[0077] 与图7所示实施例3的不同之处在于，在对电池片组B1进行保护检测的电路中进一步包括一PNP型三极管BG9，BG9的发射极电学连接至电池片组B1的正极，BG9的基极电学连接至BG1的基极，BG9的集电极电学连接至BG7的集电极。在随着电池片组B1电压继续下降，BG5截止，BG1基极得到电压小于等于－0.6V， BG1饱和导通，同时BG9饱和导通。BG1导通后，它的集电极电压下降，发光二极管LED1得到正偏压，从而发亮，向使用者发出电池片组B1停止发电，二极管D1非正常工作（已断路）的光亮报警信号；BG9导通使得BG3截止，发光二极管LED3熄灭。即在第二报警模块的发光二极管LED1工作时，第一报警模块的发光二极管LED3就处于非工作状态。
[0078] 在对电池片组B2进行保护检测的电路中进一步包括一NPN型三极管BG10，BG10的发射极电学连接至电池片组B2的负极，BG10的基极电学连接至BG2的基极，BG10的集电极电学连接至BG8的集电极。在随着电池片组B2电压继续下降，BG6 截止，BG2基极得到电压大于等于0.6V， BG2饱和导通，同时BG9饱和导通。BG2导通后，它的集电极电压下降，发光二极管LED2得到正偏压，从而发亮，向使用者发出电池片组B2停止发电，二极管D2非正常工作（已断路）的光亮报警信号；BG10导通使得BG4截止，发光二极管LED4熄灭。即在第四报警模块的发光二极管LED2工作时，第三报警模块的发光二极管LED4就处于非工作状态。
[0079] 其中发光二极管LED1和LED3，以及LED2和LED4还可以采用不同色的发光二极管，通过发出不同的颜色表示出太阳能电池不同的状态，且同一时刻只可能有一个报警模块发出警报，更有利于检测的操作人员判断太阳能电池不同的状态。
[0080] 实施例五，图9为本实施例的一种电路图。
[0081] 本实施例采取电位比较器M1取代图7中虚框内的PNP型三极管BG7和BG3，且引脚2接至图7所示电路中串联的二极管D21和D22，来对太阳能电池组B1的电压变化进行判断（PNP型三极管BG5和BG1可采取与M1同型号的电位比较器替代）；采取电位比较器M2取代图7中虚框内的NPN型三极管BG8和BG4，且引脚3接至图7所示电路中串联的二极管D17和D18，来对太阳能电池组B2的电压变化进行判断，同样达到对太阳能电池热斑效应的显示和对钳压二极管性能的判断。
[0082] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
