本文件描述了一种光伏组件旁路用二极管热失控的试验方法。该试验方法用于评估已经安装在光伏组件中的旁路二极管是否容易发生热失控现象，或者在从正向偏置转变为反向偏置时，接线盒的散热能力是否使二极管不过热。 本文件适用于肖特基二极管的测试，因为肖特基二极管具有在高温下漏电流随反向偏压提高而增大的特性，这个特性使得肖特基二极管容易发生热失控现象。 使用P-N结二极管作为旁路二极管的试样不需要进行本文件要求的热失控试验方法，因为P-N结二极管具有很强的承受反向偏压的能力。

ICS27.160
CCSF12
中华人民共和国国家标准
GB/T44081—2024/IEC62979:2017光伏组件用旁路二极管热失控测试Thermal runaway test for bypass diode applied in photovoltaic modules(IEC 62979:2017,Photovoltaic modules—Bypass diode-Thermalrunawaytest,IDT)
2024-05-28发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-12-01实施
规范性引用文件
术语和定义
热失控试验
二极管热失控
试验条件
试样制备
试验设备
4.5试验方法
合格与不合格的判定
测试报告
GB/T44081—2024/IEC62979:2017前言
GB/T44081—2024/IEC62979:2017本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则厂第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件等同采用IEC62979：2017《光伏组件旁路二极管热失控试验》。本文件做了下列最小限度的编辑性修改：为与现有标准协调，将文件名称改为《光伏组件用旁路二极管热失控测试》。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会（TC90）提出并归口。本文件起草单位：中广核风电有限公司、国网江苏省电力有限公司丹阳市供电分公司、无锡市检验检测认证研究院、江苏欧力特能源科技有限公司、重庆交通大学、青海黄河上游水电开发有限责任公司西安太阳能电力分公司、天津市计量监督检测科学研究院电子仪表实验所、浙江双宇电子科技有限公司、隆基乐叶光伏科技有限公司、上海比亚迪有限公司、浙江浩腾电子科技股份有限公司、浙江浙能技术研究院有限公司、三峡电能有限公司、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、宁夏国信检研科技有限公司、江苏国嘉导体技术科技有限公司。本文件主要起草人：马驰、王勋、吴晓丽、盛坚、高正源、苗林、王小丽、吴芳、张魏娜、王鹏、曾学仁、吕俊、李超、夏路、寿春晖、蒋卓宇、李孟蕾、翟家强、张安军、张栋兵、胡旦、龚皓、浑戛、王昕、吴媛、顾正建、邓大伟、储银枝、沈灿军、程力、邱文利、范海东、康喆、赵国华、李亮德。1范围
GB/T44081—2024/IEC62979:2017光伏组件用旁路二极管热失控测试本文件描述了一种光伏组件旁路用二极管热失控的试验方法。该试验方法用于评估已经安装在光伏组件中的旁路二极管是否容易发生热失控现象，或者在从正向偏置转变为反向偏置时，接线盒的散热能力是否使二极管不过热。
本文件适用于肖特基二极管的测试，因为肖特基二极管具有在高温下漏电流随反向偏压提高而增大的特性，这个特性使得肖特基二极管容易发生热失控现象。使用P-N结二极管作为旁路二极管的试样不需要进行本文件要求的热失控试验方法，因为P-N结二极管具有很强的承受反向偏压的能力。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
IECTS61836
E术语、定义和符号（Solarphotovoltaicenergysystems太阳光伏能源系统
Terms,definitions andsymbols)3术语和定义
IECTS61836界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
reversecurrent
反向电流
流经旁路二极管的与二极管极性方向相反的电流，3.2免费标准下载网bzxz
reversebiasvoltage
反向偏压
旁路二极管两端施加的与二极管极性方向相反的电压。3.3
热电偶测量的旁路二极管引线的温度。4热失控试验
4.1二极管热失控
一些在光伏组件中的旁路二极管，具有反向偏置状态下漏电流随温度升高而增大的特性。如果旁路二极管在反向偏置时，已经是一个很高的温度，二极管内部就可能会有较大的反向电流，这个反向电流能导致二极管结温明显地升高。当温升超过接线盒散热能力的时候，这个温升和反向电流就能导致旁路二极管失效。这种现象被称为“热失控”。因此，应对光伏组件接线盒中旁路二极管的热设计进行1
GB/T44081—2024/IEC62979:2017验证，以确保热失控现象不会发生。热失控是否会发生的简单说明如图1所示。7,F：正向电流/,下的输入
功率与结温7的关系
F2：正向电流/下的输入
功率与结温T的关系
散热：在固定的环境温度下接线盒散热能力与结温T的关系
结温/℃
1下的平衡
Z：下的平衡
T：临界温度
R：反向偏压V,下的
输入功率与结温7的关系
图1热失控现象示意图
曲线R表征了反向偏压V，下的输人功率与结温T：的关系。如图1所示，在高结温区域.输入功率上升十分迅速。接线盒的散热能力在图中用“散热”曲线表示，“散热”曲线与曲线R的交点为临界温度T。s
当结温高于临界温度T。时，旁路二极管反向偏置，输入功率就会超过接线盒散热能力，从而导致结温不断升高，直到热失控现象发生。当结温低于临界温度时，二极管反向偏置，输人功率会低于散热能力，这种情况下结温会逐渐下降至环境温度。
曲线F，与曲线F2表示正向电流I和Ir,产生的输入功率与结温的关系。其与冷却能力“散热”曲线的交点显示了施加正向电流时的平衡温度TF,和TF2。当曲线F，对应的平衡温度TE高于临界温度T。时，二极管反向偏置时容易发生热失控现象。当曲线F，对应的平衡温度TF，低于临界温度T。时，二极管反向偏置时不易发生热失控现象。4.2试验条件
热失控试验宜在以下条件下执行。a）初始组件温度：（90士2)℃。对于带有“仅用于开放支架安装”标签的组件初始温度可降至（75士2)℃。由于热失控现象的发生与反向偏置时的温度有关，故热失控试验需要在组件正常工作时有可能达到的最高环境温度下进行。组件温度通过测量Tlead获得。
b）设定正向电流：1.25X光伏组件STC条件下短路电流（Isc）”施加于被测旁路二极管。2
GB/T44081—2024/IEC62979:2017设定反向偏压：光伏组件中受此被测二极管保护的电池串STC条件下开路电压（Voc）施加于c
被测二极管。
4.3试样制备
试样宜为实际应用的组件或与实际应用的组件具有相同构成的特殊样品。当进行测试的环境箱尺寸有限时，可使用特殊样品。为模拟真实组件，特殊样品结构为一块前盖板与背板的层压件及黏结其上的接线盒，该接线盒内部含有被测旁路二极管。
因为热失控现象的发生与旁路二极管的散热效果有关，故被测二极管应采用与实际应用的组件中同样的安装方式。特殊样品可由组件或接线盒制造商提供如果使用实际组件，则宜断开电池串与旁路二极管的电连接。组件测试所需线缆应与试样一起提供。为了测得Tlea和每个旁路二极管的电压（V1，V?，V，），提供试样时，将引线和热电偶按图2所示的方法连接。
热电偶宜安装在旁路二极管的负极引线上，并尽可能地靠近二极管本体。注意：宜尽量减少二极管特性或其热传输路径的任何改变热电偶1
4.4试验设备
所需的试验设备如下。
热电偶2
接线盒
热电偶
图2Tead与正向电压的测试电路图能将组件加热到（90士2)℃的环境箱。a）
b）具有温度检测能力的试验箱，监测精度土2.0℃，重复性0.5℃。热电偶为测试Tiead的温度，温度记录设备测试精度士1℃。c
在测试中可使用通用的带焊接头的T型热电偶（铜-康铜），其最大量程为200℃～250℃，该量程通常高于观测温度T（临界温度），当热失控发生时，温度很可能超过T型热电偶的最大量程上限，但是通过测量流经二极管的反向电流仍可探测到热失控现象，d）试验设备具备采用4.2b)中的方法施加正向电流的能力。具备全程监测流经组件的正向电流I，的能力，以及监测选定的被测二极管的正向电压V的能力。试验设备具备在旁路二极管两端施加4.2c）中反向偏压的能力，以及在特定反向偏压情况e
下，给予被测二极管施加1.25倍短路电流的能力。具备测定旁路二极管反向电流I，及反向偏压V.的能力。
试验设备具备按照电路图3、图4，从正向电流输人切换到施加反向偏压的能力（切换时间f
10 ms以内)；设备设计中不应存在有害的尖峰电压。3
GB/T44081—2024/IEC62979:2017高温腔体
温度测试
标引序号说明：
正向电流试验电路；
反向偏压试验电路。
接线盒
极管V和V测试
电压源，V
电流源，1
图3旁路二极管通正向电流电路图高温腔体
接线盒
温度测试
标引序号说明：
正向电流试验电路；
反向偏压试验电路。
二极管V和V,测试
电压源，V
电流源，
图4旁路二极管施加反向偏压电路图4.5试验方法
试验方法如下。
为获得旁路二极管的初始特性，并确保旁路二极管工作正常，在室温条件（25士5)℃下测量二a)
极管的反向特性，包括测量4.2c)规定的反向偏压下的反向电流。挑选被测二极管，在室温条件（25士5)℃下，根据4.2b)给试样的所有旁路二极管串联后通正b）
向电流，挑选温度最高的二极管为被测二极管。如果有二极管被安装在其他位置例如层压在封装材料中等，宜挑选出温度最高的二极管为被测二极管。将测试样品与必要的测量和监测设备放人环境箱后，将其加热至4.2a)所规定的初始组件温度。宜考虑尽量减少空气流动对环境箱内试样的影响。d
给旁路二极管施加设定如4.2b)的正向电流40min后，待Tlead在10min内变化范围不超过0.3℃，关闭正向电流：并在10ms内将4.2c)中规定的反向偏压施加于被测旁路二极管两端。持续观察被测二极管的反向电流与温度变化；GB/T44081—2024/IEC62979:2017大多数情况下反向电流和Tlead不会保持稳定，预期很快会上升（如图5所示）或下降（如图6所示）。在临界情况下，需要一些时间来观察最终的变化方向。这种情况下测试宜继续进行至少2min。如果反向电流增加到反向偏置电源允许的极限，此时认为热失控现象发生.应切断反向偏置电源。
将试样从高温环境箱中取出。
试验后检测二极管性能，待试样降温后，在室温条件（25土5)℃下测试旁路二极管的反向特性，包括4.2c)中规定的反向偏压状态下的反向电流大小等。然后将试验后反向电流大小与4.5a)中测得的初始值进行比较。Tea/
5合格与不合格的判定
判定条件如下：
施加反向偏压
40min或更长时间
反向电流（）
几秒钟
5典型的热失控现象曲线图
施加反向偏压
40min或更长时间
几秒钟
非失控现象曲线图
反向电流（/）
如果在试验过程中施加反向偏压的阶段4.5d)Tlead和反向电流均减小，且试验后反向电流测a
试4.5f)不超过初始值4.5a)的5倍，则认为旁路二极管热失控试验结果合格；如果在试验过程中施加反向偏压的阶段4.5d)Tlena和反向电流均增加，或试验后反向电流测b）
试4.5f)超过初始值4.5a)的5倍，则认为旁路二极管热失控试验结果不合格5
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