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。
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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。