【正文】 W 界面2. 防反二極管的設(shè)計(jì)為了防止逆變器不工作時(shí)，并聯(lián)的電池陣列中形成環(huán)流，（實(shí)際應(yīng)用中光伏電池廠家并未對(duì)內(nèi)部環(huán)流提出明確的應(yīng)該避免的技術(shù)要求）可以在每個(gè)電池陣列輸入到匯流的回路內(nèi)串接一只防反二極管，即可防止內(nèi)部環(huán)流的形成。光伏陣列中，串聯(lián)各路的輸出電壓不可能絕對(duì)相等，各支路電壓總有高低之差，或者某一支路故障、陰影遮蔽等使該支路的輸出電壓降低，高電壓支路的電流就會(huì)流向低電壓支路，甚至?xí)狗疥嚳傮w輸出電壓的降低。在各支路中串聯(lián)接入防反充二極管就避免了這一現(xiàn)象的發(fā)生?；诙O管的單向?qū)ㄌ匦?，?dāng)發(fā)生電流倒流時(shí)，起到反向阻礙作用。圖 防反二極管在電路中的接法和應(yīng)用由于受到匯流箱IP65等級(jí)的限制，一般選擇模塊式更簡(jiǎn)便。選擇防反二極管模塊的主要條件：壓降低、熱阻小、熱循環(huán)能力強(qiáng)。目前，市場(chǎng)上有光伏專用防反二極管和普通二極管模塊可以選擇，兩種模塊的區(qū)別如下：光伏專用防反二極管模塊具有壓降低（）。 壓降越低，模塊的功耗越小，散發(fā)的熱量相應(yīng)也減小，匯流箱的溫升自然就小。 光伏專用防反二極管模塊具有熱阻?。ǎ?，而普通二極管模塊（）。 熱阻越小，模塊底板到芯片的溫差越小，模塊工作更可靠。 光伏專用防反二極管模塊具有熱循環(huán)能力強(qiáng)（熱循環(huán)次數(shù)達(dá)到1萬(wàn)次以上），而普通二極管模塊受到內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu)的影響（冷熱循環(huán)次數(shù)只有2000次，甚至更低）。 熱循環(huán)次數(shù)越多，模塊越穩(wěn)定，使用壽命更長(zhǎng)。一些特定的、大型的講究系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性的匯流箱設(shè)計(jì)則需要用到光伏專用防反二極管；而對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)比較低端，不太講究設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定性的，可以選擇普通二極管模塊，此時(shí)成本較低，設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中，有些光伏控制器的電路上已經(jīng)接入了防反充二極管，即控制器帶有防反充功能時(shí)，組件輸出就不需要再接二極管了。防反充二極管存在有正向?qū)▔航?，串?lián)在電路中會(huì)有一定的功率消耗，大功率管可達(dá)1~，但其耐壓和功率都較小，適合小功率場(chǎng)合應(yīng)用。3. 保險(xiǎn)絲的選型在任何的電力系統(tǒng)中，保險(xiǎn)絲被用來保護(hù)電子器件免受過電流的危害，如果不加保護(hù)，過電流有可能導(dǎo)致電子器件失靈、過熱、損壞甚至起火。如果保險(xiǎn)絲等級(jí)過大，無法有效的提供保護(hù)功能，如果過小，則無法正常工作。因此在選擇保險(xiǎn)絲時(shí)，需要根據(jù)光伏組件的額定等級(jí)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求而定?！　”ｋU(xiǎn)絲的最小等級(jí)可由光伏組件的短路電流計(jì)算而得，如果當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)沒有特殊要求。根據(jù)以上說明，假設(shè)匯流箱所配的保險(xiǎn)絲等級(jí)為1000V/16A，因此計(jì)算出每路光伏組件的最大短路電流為16/=。因?yàn)槿劢z根據(jù)用戶需要選配，因此以上的16A 僅為示例，若匹配其他等級(jí)的熔絲，用戶需要與以上說明進(jìn)行核對(duì)，以確定是否滿足要求。 光伏匯流箱的接口設(shè)計(jì)單片機(jī)與PC主站的接口通信采用RS485的通信方式。RS485采用差模信號(hào)傳輸方式，與地電平無關(guān)，因而其抗干擾的能力比RS232強(qiáng)，即便在信號(hào)電壓較小的情況下也可獲得穩(wěn)定的傳輸。但微機(jī)本身并不具備專用的RS485 通信口。由于RS485與RS232的工作電平不同，PC機(jī)與控制核心間若利用RS485進(jìn)行通信還需電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換采用MAX485芯片。另外控制核心通信時(shí)與RS232通信機(jī)不同，RS485需要控制其接收或是發(fā)送。 MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS485芯片，采用單一電源+5V工作，額定電流為300 μA，采用半雙工通訊方式。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平的功能。MAX485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡(jiǎn)單,內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器。RO和DI分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可；/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端,當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機(jī)連接時(shí)接線非常簡(jiǎn)單。只需要一個(gè)信號(hào)控制MAX485的接收和發(fā)送即可。同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻，一般可選100Ω的電阻。圖 RS485與RS232之間電平轉(zhuǎn)換流程圖. 實(shí)例 KBTPVX系列光伏防雷匯流箱在太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中，用戶可以將一定數(shù)量、規(guī)格相同的光伏電池串聯(lián)起來，組成一個(gè)個(gè)光伏串列，然后再將若干個(gè)光伏串列并聯(lián)接入KBTPVX系列光伏匯流防雷箱，在光伏防雷匯流箱內(nèi)匯流后，通過直流斷路器輸出，與光伏逆變器配套使用從而構(gòu)成完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與市電并網(wǎng)。 為了提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，該公司在光伏防雷匯流箱里配置了光伏專用直流防雷模塊、直流熔斷器和斷路器等，并設(shè)置了工作狀態(tài)指示燈、雷電計(jì)數(shù)器等，方便用戶及時(shí)準(zhǔn)確的掌握光伏電池的工作情況，保證太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)揮最大功效。該匯流箱具有如下功能：可同時(shí)接入多路太陽(yáng)能光伏陣列，每路電流最大可達(dá)11A，能滿足不同用戶需求；配有太陽(yáng)能光伏直流高壓防雷器，正極負(fù)極都具備雙重防雷功能；采用專業(yè)直流高壓斷路器，直流耐壓值不低于DC1000V，安全可靠；雷電計(jì)數(shù)功能，方便了解雷電災(zāi)害的侵入情況及頻率；具有工作狀態(tài)指示，便于觀察工作狀況；裝有耐高壓的直流熔斷器和斷路器共兩級(jí)安全保護(hù)裝置； 可以根據(jù)需要配置傳感器及監(jiān)控顯示模塊對(duì)每路的電流進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控，可以遠(yuǎn)程記錄和顯示運(yùn)行狀況，無須到現(xiàn)場(chǎng)（選配）；防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65，滿足室外安裝的使用要求；安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、方便，使用壽命長(zhǎng)。圖 科比特系列光伏匯流箱 廣西地凱公司系列防雷匯流箱使用光伏匯流箱，用戶可以根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，把一定數(shù)量的規(guī)格相同的光伏組件串并聯(lián)組成1個(gè)光伏組件陣列，再將光伏組件陣列接入光伏防雷匯流箱進(jìn)行匯流后輸出，方便了后級(jí)逆變器的接入。該產(chǎn)品具有如下特點(diǎn)：可同時(shí)接入多路太陽(yáng)能光伏陣列，每路額定電流可達(dá)10A，最大15A，能滿足不同用戶需求；每路輸入獨(dú)立配有太陽(yáng)能光伏直流高壓防雷電路，具備多級(jí)防雷功能，確保雷擊不影響光伏陣列正常輸出；輸出端配有光伏直流高壓防雷模塊，可耐受最大80KA的雷電流。采用高壓斷路器，直流耐壓值不低于DC1000V，安全可靠；具有雷電記錄功能，方便了解雷電災(zāi)害的侵入情況；具有電流、電壓、電量的實(shí)時(shí)顯示功能，便于觀察工作狀況（選配）；防護(hù)等級(jí)達(dá)IP65，滿足室外安裝的使用要求；具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能（選配）。圖 廣西地凱公司生產(chǎn)的光伏防雷匯流箱總結(jié)傳統(tǒng)能源的消耗、環(huán)境的惡化和新能源的優(yōu)劣等多種因素決定了，在未來，太陽(yáng)能將會(huì)成為最主要的綠色新能源之一。開發(fā)利用太陽(yáng)能，從經(jīng)濟(jì)社會(huì)走可持續(xù)發(fā)展之路和保護(hù)人類賴以生存的地球的生態(tài)環(huán)境的多個(gè)角度來審視，都是具有重大戰(zhàn)略意義的。本文介紹了國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能發(fā)展的歷史和近況和太陽(yáng)能光伏發(fā)電及匯流箱的一些基本原理，并著重研究了基于ATmega16單片機(jī)的光伏匯流箱設(shè)計(jì)。這一匯流箱以主電路以ATmega16單片機(jī)為控制中樞，由電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路、輸出控制驅(qū)動(dòng)部分、CAN總線通訊電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路及控制LCD顯示、鍵盤等電路的控制芯片組成。在通訊設(shè)計(jì)時(shí)，選用地平較穩(wěn)定、抗干擾能力較強(qiáng)的RS485方式。并且在考慮了實(shí)際情況之后，設(shè)計(jì)和選擇了用于防雷的雷擊浪涌器及用于保護(hù)線路的熔斷器和保險(xiǎn)絲。在最后還引用了一些優(yōu)秀的匯流箱設(shè)計(jì)實(shí)例來用于對(duì)比。參考文獻(xiàn)：[1] 邢運(yùn)民 陶永紅《現(xiàn)代能源與發(fā)電技術(shù)》西安電子科技大學(xué)出版社，2007；[2] 海濤《太陽(yáng)能建筑一體化技術(shù)應(yīng)用》科學(xué)出版社，2012；[3] 牛山泉《風(fēng)、太陽(yáng)與海洋——清潔的自然能源》機(jī)械工業(yè)出版社，2010；[4] FrankTKryza《光之力量——人類尋求駕馭太陽(yáng)的歷程》中國(guó)青年出版社，2007；[5] 陳育明《太陽(yáng)能LED照明系統(tǒng)》化學(xué)工業(yè)出版社，2011；[6] 高虹 張愛黎.《新型能源技術(shù)與應(yīng)用》國(guó)防工業(yè)出版社，2007；[7] 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