(57)【要約】      （修正有）【課題】電力最適化配線ボックスアセンブリを提供する。【解決手段】太陽光パネル１００は、複数の太陽光モジュールストリングＰＶ１−ＰＶ３を有し、複数の太陽光モジュールストリングの近接する２つがそれぞれ、対応する配線ボックス１０Ａ−１０Ｃを通って接続される。複数の太陽光モジュールストリングを直列に接続できるように、各太陽光モジュールストリングの電力出力端子は、対応する配線ボックスの内部にある電力最適化モジュールブロックに接続される。各配線ボックスの内部にある電力最適化モジュールブロックは、個々の太陽光モジュールストリングに基づく電力最適化を実行するために、接続された太陽光モジュールストリングに対してＭＰＰＴ（最大電力点追従）を行う。それにより、太陽光モジュールストリングの電力損失を低減して、太陽光パネルの最大電力最適化を達成する。【選択図】図１
2019017234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線ボックスを備える、太陽光パネルの複数の太陽光モジュールストリング用スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリであって、各配線ボックスは、筐体、および前記筐体の内部に装着された電力最適化モジュールブロックを有し、前記電力最適化モジュールブロックは、
前記太陽光パネルの対応する太陽光モジュールストリングの電力出力端子に接続されたストリング接続ポートと、
正の出力端子および負の出力端子を有する電力出力ポートと、
前記ストリング接続ポートおよび前記電力出力ポートに接続され、前記対応する太陽光モジュールストリングに対して最大電力点追従（ＭＰＰＴ）を行うシングル・チップ・プロセッサと、
前記電力出力ポートの前記正の出力端子と前記負の出力端子の間に接続されたバイパススイッチと、を備えることを特徴とする、
スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項２】
前記電力最適化モジュールブロックは、回路基板を貫いて形成された複数のビアを有する前記回路基板上に装着され、前記筐体は、前記回路基板の前記それぞれのビアに対応するように長方形の底部を貫いて形成された複数のスルーホールを有する前記長方形の底部と、前記長方形の底部の周囲上に形成され、前記周囲から上方に垂直に突出する外周壁と、前記外周壁と前記長方形の底部の間に画成された空間と、前記筐体の前記長方形の底部の反対側にあり、前記空間につながる開口部とを有することを特徴とする、請求項１に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項３】
前記筐体は、前記長方形の底部の側面に近接する、前記筐体の前記長方形の底部の一部を貫いて形成された装着スロットと、電気ケーブルが前記筐体の前記空間を貫通し、前記空間の中に入るように、前記長方形の底部の前記側面に近接する前記外周壁の一部を貫いて形成されたコード用孔であって、前記コード用孔を備える前記外周壁の前記一部は、前記コード用孔の内壁上に形成され、かつ前記内壁から前記筐体の前記長方形の底部に平行な方向に突出し、かつ前記装着スロットと対向する位置決め部分をさらに有するコード用孔と、前記装着スロットを覆うために前記装着スロット上に装着された位置決め蓋であって、前記位置決め蓋の内壁および前記位置決め部分は、前記電気ケーブルが前記位置決め蓋と前記位置決め部分の間に保持されるように、前記コード用孔を通過する前記電気ケーブルの周囲と形状がぴったり合う位置決め蓋とをさらに有することを特徴とする、請求項２に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項４】
前記筐体は、前記筐体の内部にある前記空間を覆うために前記筐体の前記開口部上に装着されたボックスカバーと、前記筐体の前記開口部と前記ボックスカバーの間に装着された防水Ｏリングとをさらに有することを特徴とする、請求項２に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項５】
前記シングル・チップ・プロセッサは、ＭＰＰＴコントローラと、前記ＭＰＰＴコントローラに接続され、前記対応する太陽光モジュールストリングの出力電圧を検出するために前記対応する太陽光モジュールストリングの前記正の出力端子に接続された入力端子を有する電圧検知ユニットと、出力端子を有するバックコンバータと、前記ＭＰＰＴコントローラに接続され、前記対応する太陽光モジュールストリングの平均出力電流を取得するために前記バックコンバータの前記出力端子に接続された電流検知ユニットと、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路と、電圧安定装置とを含み、前記ＭＰＰＴコントローラは、前記対応する太陽光モジュールストリングの前記出力電圧および前記平均出力電流に従って、前記対応する太陽光モジュールストリングに対してＭＰＰＴを行い、前記ＰＷＭ回路を使用して前記バックコンバータへの制御信号を調節することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項６】
前記ＰＷＭ回路は、前記ＭＰＰＴコントローラから得られる、ＭＰＰＴに関する計算結果に従って基準電圧値を生成する基準電圧ユニットと、ランプ波発生器と、前記ランプ波発生器により生成された信号を前記基準電圧値と比較して、比較結果を生成するコンパレータと、前記比較結果に従って前記バックコンバータへの前記制御信号を調節するＰＷＭ論理ユニットと、発振器とを含むことを特徴とする、請求項５に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項７】
前記シングル・チップ・プロセッサは、前記シングル・チップ・プロセッサの温度を検出する温度過昇防止ユニットをさらに含み、前記検出された温度が設定値を超えるとき、前記温度過昇防止ユニットは、前記シングル・チップ・プロセッサが保護状態に入るように、前記バックコンバータをオフに切り替えることを特徴とする、請求項５に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項８】
前記電圧安定装置は、前記対応する太陽光モジュールストリングから出力される電力を取得し、かつ前記電力を安定したＤＣ（直流）動作電力に変換するために、前記ストリング接続ポートを通って前記対応する太陽光モジュールストリングの前記電力出力ポートに接続されることを特徴とする、請求項５に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力最適化配線ボックスに関し、より詳細には、個々のソーラーストリングに基づく最大電力点追従（ＭＰＰＴ）を行うことができ、フェイルセーフなバイパス機能を提供できる太陽光パネルの太陽光モジュールストリング用スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光パネルの電力伝送効率は太陽放射に依存し、負荷をかけた状態での電気的特性とも関連がある。太陽光パネル上の太陽放射が変わるとき、最大電力伝送効率を提供するための負荷曲線もまた変化する。最大電力伝送効率に関連する負荷曲線に従って負荷を調節できる場合、太陽エネルギーシステムの最適化効率を確保できる。最大電力伝送効率に関連する負荷特性は、最大電力点と関係がある。いわゆるＭＰＰＴは、最大電力点を見いだして負荷特性を最大電力点にとどまるように保つ処理であり、電力最適化処理に関連する。
【０００３】
電力最適化の特徴を有する従来型太陽光パネルの市場占有率は高くなく、市場にあるこれらの従来型太陽光パネルは、基本的に太陽電池モジュール全体に基づきこれらの電力最適化を行う。
各太陽光パネルは、典型的には太陽電池モジュールの３つのストリングを含むので、太陽電池モジュールの３つのストリングは、木の葉、建築物、および形が異なる同種のものにより影を投げかけられたとき、異なる太陽放射を受ける場合がある。このような状況では、パネルレベルの電力効率最適化を達成できるが、ストリングレベルの電力効率最適化が無視される場合がある。換言すれば、従来型太陽光パネルでは、ソーラーストリングのレベルの観点から、太陽光パネルの最大電力効率最適化および最適化効力が行われない場合がある。
【０００４】
パネルレベルの電力効率最適化に関する限り、太陽光パネル上で太陽電池モジュールの各ストリングの電力最適化を個々に行うために、電力最適化モジュールは一体化して形成される。このような状況では、一体化して形成された電力最適化モジュールはかなり大きくなり、太陽光パネルの電力発生効率を低下させる遮断を引き起こす場合があり、したがって、太陽光パネルはその最大電力最適化および最適化効率を達成できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、個々のソーラーストリングに基づく最大電力点追従（ＭＰＰＴ）を行い、かつフェイルセーフなバイパス機能を提供できる太陽光パネルの太陽光モジュールストリング用スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するための太陽光パネルの複数の太陽光モジュールストリング用スプリット式電力最適化配線ボックスは、複数の配線ボックスを含む。各配線ボックスは筐体を有し、電力最適化モジュールブロックは筐体の内部に装着される。電力最適化モジュールブロックは、ストリング接続ポート、電力出力ポート、シングル・チップ・プロセッサ、およびバイパススイッチを有する。
【０００７】
ストリング接続ポートは、太陽光パネルの対応する太陽光モジュールストリングの電力出力端子に接続される。
【０００８】
電力出力ポートは、正の出力端子および負の出力端子を有する。
【０００９】
シングル・チップ・プロセッサは、ストリング接続ポートおよび電力出力ポートに接続され、対応する太陽光モジュールストリングに対して最大電力点追従（ＭＰＰＴ）を行う。
【００１０】
バイパススイッチは、電力出力ポートの正の出力端子と負の出力端子の間に接続される。
【００１１】
以上の構成によれば、太陽光パネルの最大電力最適化および最適化効率を達成するために、対応する太陽光モジュールストリングに対してＭＰＰＴを行うように、各配線ボックスは太陽光パネル上に装着され、配線ボックスの内部に装着された電力最適化モジュールブロックは、対応する太陽光モジュールストリングに配線ボックスを通して接続される。
さらに、これらの正常な太陽光モジュールストリングの動作が中断されないことを確実にするために、各配線ボックスの内部にある電力最適化モジュールブロックは、故障している太陽光モジュールストリングをすべての他の太陽光モジュールストリングから分離するようにバイパススイッチを活動化させる。
さらに、配線ボックスは小型の寸法であり、構造的に精巧に設計され、太陽光モジュールストリングに遮断を全く引き起こさないだけでなく、電力最適化も行い、太陽光パネルの効力も最大限実現する。
【００１２】
本発明の他の目的、利点、および新規な特徴は、添付の図面と併せて解釈されたとき、以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による、太陽光パネルの太陽光モジュールストリング用スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリの概略の平面図である。
【図２Ａ】スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリが取り除かれた、図１の太陽光パネルの拡大平面図である。
【図２Ｂ】スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリが取り除かれた、図１の太陽光パネルの拡大平面図である。
【図２Ｃ】スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリが取り除かれた、図１の太陽光パネルの拡大平面図である。
【図２Ｄ】スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリが取り除かれた、図１の太陽光パネルの拡大平面図である。
【図３】複数の太陽光パネルの太陽光モジュールストリング用の、図１の複数のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ、およびスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ間の相互接続を示す概略の平面図である。
【図４】図１のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリの斜視図である。
【図５】図４のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリの配線ボックスの分解斜視図である。
【図６】図５の配線ボックスの断面図である。
【図７】図４のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリの他の配線ボックスの分解斜視図である。
【図８Ａ】図１のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリの１つの配線ボックスに含まれる電力最適化モジュールブロックの分割した回路図である。
【図８Ｂ】図１のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリの１つの配線ボックスに含まれる電力最適化モジュールブロックの分割した回路図である。
【図８Ｃ】図１のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリの１つの配線ボックスに含まれる電力最適化モジュールブロックの分割した回路図である。
【図９】図８の電力最適化モジュールブロックに組み込まれるシングル・チップ・プロセッサの機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、太陽光パネルの複数の太陽光モジュールストリング、および太陽光パネル上に装着されたスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリを主に提示する。さらに、スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリは複数の配線ボックスを含み、各配線ボックスはその中に電力最適化モジュールブロックを収容する。
【００１５】
図１を参照する。スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリは、太陽光パネル１００上に装着された複数の配線ボックス１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを含む。複数の配線ボックス１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの数は、太陽光パネル１００上の太陽光モジュールストリングの数に従って決定される。本実施形態では、太陽光パネル１００は太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の３つのストリングを有するので、３つの配線ボックス１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが太陽光パネル１００上に装着される。
【００１６】
図２Ａ〜図２Ｄを参照する。太陽光パネル１００上の太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の各ストリングは、電力出力端子１０１、１０２、１０３を有する。太陽電池モジュールＰＶ１のストリングの電力出力端子１０１は、正の端子ＰＶ１＋および負の端子ＰＶ１−を有し、太陽電池モジュールＰＶ２のストリングの電力出力端子１０２は、正の端子ＰＶ２＋および負の端子ＰＶ２−を有し、太陽電池モジュールＰＶ３のストリングの電力出力端子１０３は、正の端子ＰＶ３＋および負の端子ＰＶ３−を有する。電力出力端子１０１、１０２、１０３は、配線ボックス１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを通って直列に接続される。各配線ボックス１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の対応するストリングに対して電力最適化を行う。
【００１７】
図３を参照する。配線ボックス１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを使用して太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の３つのストリングと直列に接続するだけでなく、複数の電気ケーブル１０１０、１０２０、１０３０を使用して太陽光パネル１００に近接する他の太陽光パネル１００Ａ、１００Ｂと直列に接続できる。
【００１８】
図４を参照する。配線ボックス１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、直列ループを間接的に形成するために、互いに直接接続されるのではなく、太陽光パネル１００上に装着された太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３のストリングの電力出力端子に接続される。
配線ボックス１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、いくつかの末梢的な細部を除き構造的に類似する。たとえば、直列ループの両端に近接する配線ボックス１０Ａ、１０Ｃは、類似の構造を有するにもかかわらず、２つの配線ボックス１０Ａ、１０Ｃは、設置時に反対側に配置され、電気ケーブル１０１０、１０２０を接続し、かつ固定するための要件に基づき、対応する位置決め構造を必要とする。位置決め構造に関する細部については、後で詳細に説明する。
【００１９】
直列ループの両端に近接する配線ボックス１０Ａ、１０Ｃに関して、直列ループの一端に位置決めされた配線ボックス１０Ｃの詳細な構造を一例として示す。
図５を参照する。配線ボックス１０Ｃは筐体１１を含み、筐体１１は、その中に装着された電力最適化モジュールブロックを含有する。本実施形態では、電力最適化モジュールブロックは回路基板２０上に構築される。
【００２０】
筐体１１は、長方形の底部、および長方形の底部の周囲上に形成され、この周囲から上方に垂直に突出する外周壁を有する。回路基板２０を中に適合するために、外周壁と長方形の底部の間に空間が画成される。筐体１１は、筐体１１の長方形の底部の反対側にあり、筐体１１の空間につながる開口部を有する。
回路基板２０上の電力最適化モジュールブロックが筐体１１の外部にある太陽電池モジュールＰＶ３のストリングに電気的に接続できるようにするために、筐体１１の長方形の底部は、長方形の底部を貫いて形成された複数のスルーホール１１１、１１２を有する。回路基板２０はまた、電気的接続部の銅ストリップがスルーホール１１１、１１２およびビア２０１、２０２を通過して回路基板２０および太陽電池モジュールＰＶ３のストリングを電気的に接続するための、筐体１１のそれぞれのスルーホール１１１、１１２に対応するように回路基板２０を貫いて形成された複数のビア２０１、２０２を有する。
筐体１１は、装着スロット１１３、およびコード用孔１１４を有する。装着スロット１１３は、長方形の底部の側面に近接する、筐体１１の長方形の底部の一部を貫いて形成される。コード用孔１１４は、電気ケーブル１０２０が回路基板２０と電気的に接続するために筐体１１の空間を貫通して筐体１１の空間に入るように、長方形の底部の側面に近接する外周壁の一部を貫いて形成される。コード用孔１１４を備える外周壁の一部は、コード用孔１１４の内壁上に形成され、コード用孔１１４の内壁から筐体１１の長方形の底部に平行な方向に突出し、装着スロット１１３と対向する位置決め部分１１５をさらに有する。
位置決め蓋１１６は、装着スロット１１３を覆うために装着スロット１１３上に装着される。位置決め蓋１１６の内壁および位置決め部分１１５は、図６に示すように、電気ケーブル１０２０が位置決め蓋１１６と位置決め部分１１５の間に保持されるように、コード用孔１１４を通過する電気ケーブル１０２０の周囲と形がぴったり合い、それにより、電気ケーブル１０２０が筐体１１から容易に外れないようにする。
【００２１】
本実施形態では、筐体１１は、筐体１１の内部の空間を覆うために、筐体１１の開口部上にボックスカバー１２が装着される。配線ボックス１０Ｃの耐候性を強化するために、筐体１１の開口部とボックスカバー１２の間に防水Ｏリング１３が装着される。
【００２２】
配線ボックス１０Ｂの直列ループの両端間に位置する配線ボックス１０Ｂの詳細な構造に関して図７を参照する。配線ボックス１０Ｂは直流ループの中央に位置し、かつ直流ループの中央には電気ケーブルが接続されないので、その結果、電気ケーブルを固定するために必要な構造が無視される。配線ボックス１０Ｂは、その他の２つの配線ボックス１０Ａ、１０Ｃと構造的に類似し、筐体１１Ｂ、筐体１１Ｂに装着された電力最適化モジュールブロックを有する回路基板２０Ｂ、およびボックスカバー１２Ｂを有する。
【００２３】
筐体１１Ｂは、長方形の底部、および長方形の底部の周囲上に形成され、この周囲から上方に垂直に突出する外周壁を有する。回路基板２０Ｂが中に適合されるように、外周壁と長方形の底部の間に空間が画成される。筐体１１Ｂは、筐体１１Ｂの長方形の底部の反対側にあり、筐体１１Ｂの空間につながる開口部を有する。筐体１１Ｂは、筐体１１Ｂの内部の空間を覆うために、筐体１１Ｂの開口部上にボックスカバー１２Ｂが装着される。配線ボックス１０Ｂの耐候性を強化するために、筐体１１Ｂの開口部とボックスカバー１２Ｂの間に防水Ｏリング１３Ｂが装着される。
【００２４】
電力最適化モジュールブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの回路を例示するために図８Ａ〜図８Ｃを参照する。電力最適化モジュールブロック１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃはそれぞれ、ストリング接続ポート２１、電力出力ポート２２、シングル・チップ・プロセッサ２３、およびバイパススイッチ２４を含む。
【００２５】
ストリング接続ポート２１は、太陽光パネル上の太陽電池モジュールのストリングの電力出力端子に接続される。一例として、配線ボックス１０Ａ、および配線ボックス１０Ａと接続された太陽電池モジュールのストリングの場合、ストリング接続ポート２１は、太陽電池モジュールＰＶ１のストリングの電力出力端子１０１の正の端子ＰＶ１＋および負の端子ＰＶ１−に接続される。換言すれば、ストリング接続ポート２１は、太陽電池モジュールＰＶ１のストリングから送られた電力を受け取るための電力入力端子として取り扱われる。
同様に、配線ボックス１０Ｂ、および配線ボックス１０Ｂと接続された太陽電池モジュールＰＶ２のストリングの場合、ストリング接続ポート２１は、太陽電池モジュールＰＶ２のストリングの電力出力端子１０２の正の端子ＰＶ２＋および負の端子ＰＶ２−に接続される。さらに、配線ボックス１０Ｃ、および配線ボックス１０Ｃと接続された太陽電池モジュールＰＶ３のストリングの場合、ストリング接続ポート２１は、太陽電池モジュールＰＶ３のストリングの電力出力端子１０３の正の端子ＰＶ３＋および負の端子ＰＶ３−に接続される。
【００２６】
電力出力ポート２２は、他の配線ボックスの内部にある電力最適化モジュールブロックと接続するための正の出力端子および負の出力端子を含む。バイパススイッチ２４は、太陽電池モジュールのストリングが故障に遭遇したときに、太陽電池モジュールの接続されたストリングを直列ループから分離するように、正の出力端子と負の出力端子の間に接続される。
【００２７】
シングル・チップ・プロセッサ２３は、ストリング接続ポート２１および電力出力ポート２２に接続され、太陽電池モジュールの接続されたストリングに関係するＭＰＰＴを行う。
【００２８】
図９を参照する。各電力のシングル・チップ・プロセッサは、ＭＰＰＴコントローラ２３１、電圧検知ユニット２３２、電流検知ユニット２３３、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路２３４、バックコンバータ２３５、および電圧安定装置２３６を含む。
【００２９】
ＭＰＰＴコントローラ２３１は、電圧検知ユニット２３２および電流検知ユニット２３３に接続される。電圧検知ユニット２３２の入力端子は、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の対応するストリングの出力電圧を検出するために、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の対応するストリングの電力出力端子１０１、１０２、１０３の正の端子ＰＶ１＋、ＰＶ２＋、ＰＶ３＋に接続される。
電流検知ユニット２３３は、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の対応するストリングの平均出力電流を取得するために、バックコンバータ２３５の出力端子ＳＷに接続される。ＭＰＰＴコントローラ２３１は、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の対応するストリングの出力電圧および平均出力電流に従って計算し、ＰＷＭ回路２３４を使用してバックコンバータ２３５への制御信号を調節して、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の対応するストリングに対してＭＰＰＴの計算を行う。
【００３０】
電圧安定装置２３６は、太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の対応するストリングから出力される電力を取得するために、ストリング接続ポート２１を通して太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の対応するストリングの正の端子ＰＶ１＋、ＰＶ２＋、ＰＶ３＋に接続され、シングル・チップ・プロセッサ２３への動作電力として、電力を安定したＤＣ（直流）電力に変換する。
【００３１】
ＰＷＭ回路２３４は、コンパレータ２３４１、ＰＷＭ論理ユニット２３４２、基準電圧ユニット２３４３、ランプ波発生器２３４４、および発振器ＯＳＣを含む。基準電圧ユニット２３４３は、ＭＰＰＴコントローラ２３１から得られる、ＭＰＰＴに関する計算結果に従って基準電圧値を生成する。コンパレータ２３４１は、ランプ波発生器２３４４により生成された信号を基準電圧値と比較して、比較結果を生成する。ＰＷＭ論理ユニット２３４２は、比較結果に従ってバックコンバータ２３５への制御信号を調節する。
【００３２】
本実施形態では、シングル・チップ・プロセッサ２３は、温度過昇防止ユニット２３７、およびイネーブルコンパレータ２３８をさらに含む。温度過昇防止ユニット２３７は、温度検知機能を有する。温度過昇防止ユニット２３７により検出されたシングル・チップ・プロセッサ２３の温度が設定値を超えるとき、温度過昇防止ユニット２３７は、シングル・チップ・プロセッサ２３が保護状態に入るように、バックコンバータ２３５をオフに切り替える。
【００３３】
イネーブルコンパレータ２３８は、２つの入力端子および１つの出力端子を有する。イネーブルコンパレータ２３８の２つの入力端子は、シングル・チップ・プロセッサ２３のイネーブル（ＥＮ）ピンおよび内部電圧ＡＶＤＤ（５Ｖ）にそれぞれ接続される。ＥＮピンは、外部回路がＥＮピンの電圧レベルを変更するように、シングル・チップ・プロセッサ２３の外側にある外部回路と接続するために使用される。イネーブルコンパレータ２３８の出力端子は、バックコンバータ２３５に接続される。
【００３４】
イネーブルコンパレータ２３８は、ＥＮピンの電圧レベルをシングル・チップ・プロセッサ２３の内部電圧ＡＶＤＤ（５Ｖ）と比較する。正常状態の場合、ＥＮピンは高い電圧レベルにとどまり、イネーブルコンパレータ２３８はディスエーブルになる。
ＥＮピンの電圧レベルが外部回路により、低い電圧レベルに引き込まれたとき、イネーブルコンパレータ２３８はバックコンバータ２３５をオフに切り替え、バイパススイッチ２４を通して太陽電池モジュールＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３の対応するストリングをバイパスして、太陽光パネル１００の太陽電池モジュールの他のストリングが正常に動作することを確実にする。
【００３５】
前述の説明からわかるように、太陽光パネルの太陽光モジュールストリング用スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリは、温度過昇、過電圧、不足電圧、および過電流の状態を防止でき、太陽電池モジュールの故障しているストリングをバイパスすることにより太陽電池モジュールの各ストリングを保護でき、それにより、太陽光パネルのライフサイクルを通して性能低下を低減する。
【００３６】
スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリは、各配線ボックスの内部にある電力最適化モジュールブロックが太陽電池モジュールの対応するストリングに接続され、太陽電池モジュールの対応するストリングに対して電力最適化を行うように、太陽光パネル上に装着される。
太陽光パネル上の太陽電池モジュールの複数のストリングが、建築物、木々などにより影を投げかけられ異なる放射を受けるとき、電力最適化モジュールブロックは、太陽放射の異なる状態に基づきＭＰＰＴ処理を行って、太陽光パネルの最大電力最適化および最適化効力を達成できる。さらに、スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリは、太陽エネルギー配線ボックスの機能を組み合わせて、設置する際に、要素の形状のタイプ、および配線ボックスの設置位置とは無関係に、太陽光パネル上に柔軟に設置できる。
【００３７】
本発明の数多くの特性および利点が、本発明の構造および機能の詳細と共に前述の説明で示されたとしても、本開示は例示でしかない。添付の特許請求の範囲が表現する用語の広い一般的な意味により示される最大限の範囲まで、本発明の原理の範囲内で特に部品の形状、サイズ、および配置に関して詳細に変更を行ってもよい。
【図１】
2019017234.tif 000003
【図２Ａ】
2019017234.tif 000004
【図２Ｂ】
2019017234.tif 000005
【図２Ｃ】
2019017234.tif 000006
【図２Ｄ】
2019017234.tif 000007
【図３】
2019017234.tif 000008
【図４】
2019017234.tif 000009
【図５】
2019017234.tif 000010
【図６】
2019017234.tif 000011
【図７】
2019017234.tif 000012
【図８Ａ】
2019017234.tif 000013
【図８Ｂ】
2019017234.tif 000014
【図８Ｃ】
2019017234.tif 000015
【図９】
2019017234.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月11日(2018.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線ボックスを備える、太陽光パネルの複数の太陽光モジュールストリング用スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリであって、各配線ボックスは、筐体、および前記筐体の内部に装着された電力最適化モジュールブロックを有し、前記電力最適化モジュールブロックは、
前記太陽光パネルの対応する太陽光モジュールストリングの電力出力端子に接続されたストリング接続ポートと、
正の出力端子および負の出力端子を有する電力出力ポートと、
前記ストリング接続ポートおよび前記電力出力ポートに接続され、前記対応する太陽光モジュールストリングに対して最大電力点追従（ＭＰＰＴ）を行うシングル・チップ・プロセッサと、
前記電力出力ポートの前記正の出力端子と前記負の出力端子の間に接続されたバイパススイッチと、を備えることを特徴とする、
スプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項２】
前記電力最適化モジュールブロックは、回路基板を貫いて形成された複数のビアを有する前記回路基板上に装着され、前記筐体は、前記回路基板の前記それぞれのビアに対応するように長方形の底部を貫いて形成された複数のスルーホールを有する前記長方形の底部と、前記長方形の底部の周囲上に形成され、前記周囲から上方に垂直に突出する外周壁と、前記外周壁と前記長方形の底部の間に画成された空間と、前記筐体の前記長方形の底部の反対側にあり、前記空間につながる開口部とを有することを特徴とする、請求項１に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項３】
前記筐体は、前記長方形の底部の側面に近接する、前記筐体の前記長方形の底部の一部を貫いて形成された装着スロットと、電気ケーブルが前記筐体の前記空間を貫通し、前記空間の中に入るように、前記長方形の底部の前記側面に近接する前記外周壁の一部を貫いて形成されたコード用孔であって、前記コード用孔を備える前記外周壁の前記一部は、前記コード用孔の内壁上に形成され、かつ前記内壁から前記筐体の前記長方形の底部に平行な方向に突出し、かつ前記装着スロットと対向する位置決め部分をさらに有するコード用孔と、前記装着スロットを覆うために前記装着スロット上に装着された位置決め蓋であって、前記位置決め蓋の内壁および前記位置決め部分は、前記電気ケーブルが前記位置決め蓋と前記位置決め部分の間に保持されるように、前記コード用孔を通過する前記電気ケーブルの周囲と形状がぴったり合う位置決め蓋とをさらに有することを特徴とする、請求項２に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項４】
前記筐体は、前記筐体の内部にある前記空間を覆うために前記筐体の前記開口部上に装着されたボックスカバーと、前記筐体の前記開口部と前記ボックスカバーの間に装着された防水Ｏリングとをさらに有することを特徴とする、請求項２に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項５】
前記シングル・チップ・プロセッサは、ＭＰＰＴコントローラと、前記ＭＰＰＴコントローラに接続され、前記対応する太陽光モジュールストリングの出力電圧を検出するために前記対応する太陽光モジュールストリングの前記電力出力端子の正の端子に接続された入力端子を有する電圧検知ユニットと、出力端子を有するバックコンバータと、前記ＭＰＰＴコントローラに接続され、前記対応する太陽光モジュールストリングの平均出力電流を取得するために前記バックコンバータの前記出力端子に接続された電流検知ユニットと、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路と、電圧安定装置とを含み、前記ＭＰＰＴコントローラは、前記対応する太陽光モジュールストリングの前記出力電圧および前記平均出力電流に従って、前記対応する太陽光モジュールストリングに対してＭＰＰＴを行い、前記ＰＷＭ回路を使用して前記バックコンバータへの制御信号を調節することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項６】
前記ＰＷＭ回路は、前記ＭＰＰＴコントローラから得られる、ＭＰＰＴに関する計算結果に従って基準電圧値を生成する基準電圧ユニットと、ランプ波発生器と、前記ランプ波発生器により生成された信号を前記基準電圧値と比較して、比較結果を生成するコンパレータと、前記比較結果に従って前記バックコンバータへの前記制御信号を調節するＰＷＭ論理ユニットと、発振器とを含むことを特徴とする、請求項５に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項７】
前記シングル・チップ・プロセッサは、前記シングル・チップ・プロセッサの温度を検出する温度過昇防止ユニットをさらに含み、前記検出された温度が設定値を超えるとき、前記温度過昇防止ユニットは、前記シングル・チップ・プロセッサが保護状態に入るように、前記バックコンバータをオフに切り替えることを特徴とする、請求項５に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【請求項８】
前記電圧安定装置は、前記対応する太陽光モジュールストリングから出力される電力を取得し、かつ前記電力を安定したＤＣ（直流）動作電力に変換するために、前記ストリング接続ポートを通って前記対応する太陽光モジュールストリングの前記電力出力端子の正の端子に接続されることを特徴とする、請求項５に記載のスプリット式電力最適化配線ボックスアセンブリ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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