中心議題：

• 太陽能裝置的過電壓與電流浪湧的電路保護

解決方案：

• 愛普科斯熱保護壓敏電阻及氣體放電管

目前，對貴重太陽能裝置及其電子配備的過電壓與電流浪湧的可靠保護日顯重要。TDK-EPC為此打造了可靠且成本較低的解決方案：愛普科斯熱保護壓敏電阻及氣體放電管。

太陽能裝置通常裝在屋頂等戶外位置
，也越來越多地裝在開闊地帶，因而過電壓帶來的風險極高，而太陽能組件與逆變器（直流電平）之間長長的引線以及接至電網（交流電平）的饋線則又加劇了這一風險。圖1為典型太陽能逆變器的結構：將來自太陽能組件的直流電壓轉換成交流電壓，然後供給電網。



在逆變器輸入端實現全麵保護
額定電壓為1000 V DC的金屬氧化物壓敏電阻通常用於太陽能逆變器的直流輸入。根據待處理線路電壓
，例如電壓為300 VRMS的壓敏電阻可以是變頻器輸出的首選。在這兩種情況下
，也可使用充氣式氣體放電管以實現額外防護。圖2為太陽能逆變器直流輸入的常用電路設計：最簡化版本（圖2a）僅使用一個額定電壓為1000 VRMS的壓敏電阻（例如片狀，直徑20毫米）。在這種情況下，額定直流電壓為1414 V DC，而鉗位電壓在100 A時為2970 V。圖2b所示電路通過串聯的兩個壓敏電阻運作，兩元件應專用於550 VRMS （745 V DC），以提供相同保護。這一設計提供了一大優點：鉗位電壓在電流為100 A時僅為2710 V，從而進一步抑製過電壓。此外，待吸收能量將平均分布於兩個組件，從而降低負荷係數。圖2c所(suo)示(shi)電(dian)路(lu)則(ze)在(zai)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)與(yu)地(di)麵(mian)之(zhi)間(jian)添(tian)加(jia)了(le)一(yi)個(ge)氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)。這(zhe)一(yi)設(she)計(ji)仍(reng)將(jiang)提(ti)供(gong)充(chong)分(fen)保(bao)護(hu)，特(te)別(bie)是(shi)當(dang)單(dan)個(ge)或(huo)兩(liang)個(ge)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)或(huo)因(yin)負(fu)荷(he)導(dao)致(zhi)老(lao)化(hua)時(shi)。必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)
，以(yi)免(mian)當(dang)兩(liang)個(ge)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)同(tong)時(shi)故(gu)障(zhang)時(shi)進(jin)入(ru)持(chi)續(xu)導(dao)電(dian)狀(zhuang)態(tai)。



原則上，電源線側提供相同電路方案。對於歐洲高達240 VRMS的典型電網電壓來說
，應選擇額定電壓有300 或 320 VRMS的壓敏電阻。就本質而言
，由於標準電源的輸入電路專為線路運行設計
，因此這些電路並沒有太多差別。[page]

由you於yu太tai陽yang能neng逆ni變bian器qi所suo在zai技ji術shu領ling域yu較jiao新xin，因yin此ci並bing沒mei有you針zhen對dui其qi老lao化hua行xing為wei以yi及ji老lao化hua對dui內nei部bu保bao護hu元yuan件jian的de影ying響xiang進jin行xing過guo長chang期qi研yan究jiu。然ran而er
，由you電dian源yuan及ji其qi它ta設she備bei方fang麵mian得de知zhi，基ji於yu半ban導dao體ti的de元yuan件jian（如陶瓷壓敏電阻）可ke能neng會hui由you於yu持chi續xu性xing低di幅fu度du脈mai衝chong負fu載zai導dao致zhi退tui化hua，隨sui之zhi致zhi使shi漏lou電dian越yue來lai越yue嚴yan重zhong。如ru果guo元yuan件jian內nei部bu由you此ci而er產chan生sheng的de高gao功gong率lv損sun耗hao無wu法fa通tong過guo對dui流liu耗hao散san，那na麼me
，則ze可ke能neng發fa生sheng極ji端duan情qing況kuang：不斷加熱導致短路，隨後會破壞壓敏電阻。



標準化機構及保險業提出更高要求
各大標準化機構
，如UL和IEC等，已開始警惕這一安全風險，並強調：日後的應用需保證對壓敏電阻進行溫度監控並能夠在發生故障時自動斷開。不過，最近公布的IEC62109-1標準——《太陽能發電係統用電力轉換器之安全標準——第1部分：通用要求》並未明確相關問題。而其它標準
，如IEC 60950-1最新版，明確指出：特殊用途必須使用符合IEC61051-2-2以及IEC 60950-1附錄Q的壓敏電阻，同時要為該類壓敏電阻配備相應熔絲。

保險公司則就該情形提出了更為嚴格的要求。他們指出，除其它情況外，輸出超過50 kW的太陽能裝置必須保證其過電壓保護符合IEC61643-11第二類（粗保護）。



為使太陽能逆變器製造商以低成本滿足各大標準及保險公司的嚴格要求

，TDK-EPC現開發出 ETFV係列（愛普科斯熱熔式壓敏電阻）。這zhe些xie組zu件jian通tong過guo串chuan聯lian電dian路lu組zu合he在zai一yi起qi，包bao括kuo一yi個ge壓ya敏min電dian阻zu和he一yi個ge熱re熔rong絲si。如ru果guo壓ya敏min電dian阻zu已yi嚴yan重zhong退tui化hua，並bing致zhi使shi較jiao高gao漏lou電dian流liu導dao致zhi過guo熱re，熔rong絲si將jiang熔rong斷duan以yi斷duan開kai壓ya敏min電dian阻zu。上shang述shu元yuan件jian的de一yi大da特te色se便bian是shi監jian視shi引yin線xian：通過延伸壓敏電阻與熱熔絲之間的觸點以驅動LED（參見圖3）。