專利名稱：小型光伏連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明致力于一種用于光伏(PV)系統(tǒng)的連接器，更具體地說，致力
于一種為狹窄空間區(qū)域提供解決方案的PV系統(tǒng)中的小型連接器。
背景技術(shù)：
光伏(PV)模塊或者PV陣列從太陽能中產(chǎn)生電力。PV模塊產(chǎn)生的
電力減少了不可再生能源例如石化燃料和核能所需要的能量。太陽能的利 用也會對環(huán)境帶來顯著的好處，例如減少燃燒石化燃料對空氣的污染、減 少發(fā)電廠對水和土地的使用、以及減少產(chǎn)生的廢物的存儲。太陽能不產(chǎn)生
噪音，并且具有很少的可動部件。由于它們的可靠性，PV模塊還減少了
消費(fèi)者的商業(yè)和住宅用電的成本。
PV電池實(shí)質(zhì)上是大面積的半導(dǎo)體二極管。由于光伏效應(yīng)，當(dāng)PV電池 被光源如太陽光照射時，光子的能量被轉(zhuǎn)換為PV電池內(nèi)的電能。通常， 多個PV電池被互連為太陽能模塊，其具有高達(dá)100瓦(w)或更高的功 率范圍。為了制造更大的PV系統(tǒng)，特殊的PV模塊被制造出來，其具有 高達(dá)數(shù)百瓦的功率范圍。PV模塊是(PV)發(fā)電系統(tǒng)的基本元件。根據(jù)希 望的電壓和電流參數(shù)，PV模塊具有許多通過串聯(lián)或并聯(lián)互連起來的太陽 能電池。PV電池被連接和設(shè)置在位于底部的乙烯聚合物板和位于頂部的 鋼化玻璃之間。PV電池互連在半導(dǎo)體材料上側(cè)的薄觸點(diǎn)。 一般的水晶模
塊的功率范圍為每個模塊數(shù)瓦到兩百瓦。
在正面或屋頂系統(tǒng)的情況下，PV系統(tǒng)可以在建造過程中安裝或在建
造過程完成之后再安裝到建筑物上。屋頂系統(tǒng)一般為較低的功率系統(tǒng)如
10KW以滿足一般的住宅負(fù)載。屋頂集成的PV系統(tǒng)可以由不同模塊類型 構(gòu)成，例如水晶和微穿孔非晶體模塊。屋頂集成PV系統(tǒng)被集成在屋頂， 從而使得整個屋頂或其一部分被PV模塊所覆蓋，或者它們在稍后被附加 到屋頂上。PV電池可以與屋頂瓦片或屋頂板集成在一起。
PV模塊或陣列需要特別設(shè)計(jì)的設(shè)備以適于多個PV模塊之間以及與配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互連。PV連接系統(tǒng)用于為PV陣列提供串聯(lián)和并聯(lián)連接。除了 接線盒之外，PV連接系統(tǒng)包括能夠?qū)崿F(xiàn)快速現(xiàn)場安裝或定制電纜組件的 快速制造的連接器。要求連接器或接線盒能夠從PV模塊接收專用的電纜
終端，并且功率二極管位于內(nèi)部用于控制負(fù)載電流。在緊湊空間限制和要
求的場合需要PV模塊，這就要求PV模塊的尺寸要盡可能地小。于2007 年10月2日提交的名稱為"小型光伏(LPPV)箱，，的美國專利申請?zhí)枮?11/865,883的申請中描述了與PV模塊一起使用的小型PV接線盒。
因此，需要一種小型PV(LPPV)連接器，其允許將PV陣列放置在緊湊 的空間內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于一種包括插頭和插座的小型連接器。該插頭具有應(yīng)力釋 放裝置、插頭本體、陽連接部和電纜，該插座具有應(yīng)力釋放裝置、插座本 體和接收裝置。該插頭與插座相互配合以形成電連接，并且當(dāng)插頭和插座 配合時，該插頭不能從插座中移除。該插頭和插座具有不大于電纜寬度的 垂直斷面。
從下面與通過例子圖示本發(fā)明的原理的附圖相結(jié)合的優(yōu)選實(shí)施例的更 詳細(xì)的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會顯而易見。


圖1表示處于未配合位置的鎖定型小型PV連接器的插頭和插座的透 視圖2表示圖1中的插頭和插座的側(cè)視圖3表示處于配合位置的插頭和插座的截面圖4表示配合連接器和拔出工具的透視圖5表示處于未配合位置的非鎖定型小型PV連接器的插頭和插座的
圖6表示處于配合位置的非鎖定型連接器的插頭和插座的透視圖； 圖7表示非鎖定型連接器的截面圖8表示小型PV連接器的可選實(shí)施例的插頭和插座的透視圖； 圖9表示與太陽能電池陣列相連接的圖8中的連接器。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該小型PV連接器可以使PV太陽能電池陣列布置在
狹窄空間內(nèi)。
圖1、 2和3表示小型PV (LPPV)連接器10。連接器10具有相互配 合以形成電連接的插頭12和插座14。插頭12包括應(yīng)力釋放裝置16、本 體18、鎖定閉鎖20、和陽連接部22。應(yīng)力釋放裝置16用于防水密封和釋 放由拖拉和彎曲從插頭12或插座14延伸的電纜24所產(chǎn)生的應(yīng)力。應(yīng)力 釋放裝置16可由柔性和韌性材料制成，例如Santoprene(O)橡膠，或者任意 其它合適的材料。電纜24將來自太陽能電池陣列26 (參見圖9)的電能 傳導(dǎo)至插頭12。當(dāng)太陽能電池陣列26被描述為電纜24所傳導(dǎo)的電源時， 可以理解的是，電纜24可以是14 AWG電纜到10 AWG電纜范圍內(nèi)的電 纜，并且可以將來自任意電源的電能或數(shù)據(jù)傳輸給插頭12或插座14。插 頭12和插座14在垂直方向上的高度由與連接器10—起使用的電纜24的 寬度來限定。5毫米電纜可以與連接器10 —起使用，然而，可以理解的 是，任何電纜都可以與連接器IO—起使用，包括但不限于帶狀電纜。
插頭本體18從應(yīng)力釋放裝置16延伸，并由剛性塑料材料或任意其它 合適的材料制成。插頭12可由過模制工藝，或任意其它合適的制造工藝 所制成。觸點(diǎn)或插刀28布置在插頭本體18內(nèi)以便于與插座14實(shí)現(xiàn)電連 接。插刀28可以為鎖緊插刀或任意其它合適的插刀或觸點(diǎn)。插頭本體18 還可以包括位于頂部表面的把手30,從而為使用者握緊插頭12提供粗糙 表面。把手30可以由同一材料模制形成，或者把手30可以由與應(yīng)力釋放 裝置16相同的柔性材料模制形成。鎖定閉鎖20設(shè)置在本體18的兩個側(cè) 面上。鎖定閉鎖20從插頭本體18延伸并且在肘部32處彎曲從而基本平 行于本體18延伸。鎖定閉鎖20在閉鎖20的遠(yuǎn)端具有凸出部34。當(dāng)插頭 12與插座14相配合時，凸出部34與插座14接合。
陽連接部22從本體18延伸。陽連接部22與插座14相互配合地連 接。密封肋36被布置在陽連接部22的外表面上。圖中表示三個布置在陽 連接部22外表面上的密封肋36，然而，可以使用任意合適數(shù)量的密封肋 36。密封肋36可以由柔性材料制成，例如Santoprene⑧橡膠，或者任意其 它合適的可稍微壓縮的材料。當(dāng)插頭12與插座14相配合時，密封肋36壓靠插座以在插頭12和插座14之間形成密封。密封肋36防止?jié)駳?、?塵顆?；蚱渌镔|(zhì)進(jìn)入連接器10。
插座14具有從插座本體40的一端延伸的應(yīng)力釋放裝置16和與應(yīng)力 釋放裝置16相對并用于接收插頭12的陰連接接收部42。應(yīng)力釋放裝置 16為從插座14延伸的電纜24提供防水保護(hù)和應(yīng)力釋放。電纜24將來自 太陽能電池陣列26 (參見圖9)的太陽能功率和能量傳輸給插座14。盡管 描述了太陽能電池陣列26,但可以理解的是，電纜24可以傳輸來自其它 源的功率或數(shù)據(jù)，并不限于太陽能電池陣列。應(yīng)力釋放裝置16可以由柔 性和韌性材料制成，例如Santoprene⑧橡膠，或任意其它合適的材料。
插座本體40從應(yīng)力釋放裝置16延伸，并由剛性塑料材料或任意其它 合適的材料制成。插座14可以由過模制工藝，或任意其它合適的工藝來 形成。觸點(diǎn)或插刀28布置在本體40內(nèi)以便于與插頭12內(nèi)的插刀28電連 接。插刀28可以是鎖緊插刀或任意其它合適的插刀或觸點(diǎn)。插座本體40 還可以包括位于頂部表面的把手30，從而為使用者握緊插座14提供粗糙 表面。把手30可與插座本體40—體形成并且可由相同材料模制而成，或 者把手30可由與應(yīng)力釋放裝置16相同的柔性材料模制形成。
接收部42從插座本體40延伸。接收部42與插座本體40 —體形成， 并且被配置為與插頭12上的陽連接部22相配合。把手30布置在接收部 42的每個側(cè)面上從而為使用者握緊插座14提供粗糙表面。把手30可由與 插座本體40相同的材料模制形成，或者把手30可由與應(yīng)力釋放裝置16 相同的柔性材料模制形成。孔口 44布置在接收部42的相對側(cè)面上。當(dāng)插 頭12與插座14相配合時，孔口 44被配置和布置為對準(zhǔn)鎖定閉鎖20上的 凸出部34。當(dāng)插頭12與插座14相配合時，孔口 44提供可接觸到鎖定閉 鎖20的路徑。接收部42還包括凸緣46。當(dāng)插頭12與插座14相配合時， 凸緣46與鎖定閉鎖20相接合。凸出部34與凸緣46相接合，并且保持插 頭12與插座14的接合。當(dāng)鎖定閉鎖20與凸緣46相接合時，聲音和/或觸 覺信號會提醒使用者插頭12被固定在插座14內(nèi)。
如圖4所示，可使用拔出工具將鎖定閉鎖20從凸緣46上松開。拔出 工具48可被插入到孔口 44并接觸凸出部34以將鎖定閉鎖20從凸緣46 上松開。當(dāng)拔出工具48偏置鎖定閉鎖20時，肘部32允許鎖定閉鎖20運(yùn) 動從而將凸出部34從凸緣46上松開。當(dāng)拔出工具48將鎖定閉鎖20從凸緣46松開時，插頭12可從插座14上移除。連接器10的插頭12和插座 14被設(shè)計(jì)為高度最大不超過8mm。然而，連接器10可設(shè)計(jì)為需要的任何 合適高度。
在圖5、 6和7的可選實(shí)施例中，插頭12可包括至少一個接合閉鎖 50。接合閉鎖50從插頭12的本體18向外延伸并具有凸出部52。接合閉 鎖50可變形，當(dāng)插頭12與插座14相配合時，接合閉鎖50可向內(nèi)朝著本 體18偏置，直到凸出部52接合插座14內(nèi)的接收部42內(nèi)的空腔54。當(dāng)接 合閉鎖50與接收部42接合時，聲音和/或觸覺信號會提醒使用者插頭12 被固定到插座14內(nèi)。 一旦插頭12與插座14相配合，無需工具或其它設(shè) 備的幫助就可以將插頭12從插座14移除。大約二十磅或更大的法向力會 施加到插頭12、插座14、或基本同時施加到它們兩個上以將插頭12從插 座14中移除。接收部14的插座本體40可以不包括孔口 44 (參見，例如 圖1 )。不需要拔出工具48 (圖4)或其它的移除設(shè)備來將插頭12從插座 14中移除。
在圖8所示的另一可選實(shí)施例中，連接器10與接線盒54 —起使用。 插頭12與接線盒54通過電纜24相連接。接線盒54可以是LPPV接線 盒，或任意其它合適的接線盒，并可包括本體58、應(yīng)力釋放裝置16、和 焊盤60。使用粘著劑將接線盒54的本體58安裝和固定到太陽能電池陣列 26 (參見圖9)或其它合適的設(shè)備。接線盒54被布置在太陽能電池陣列 26 (參見圖9)上從而使得太陽能電池陣列26上的導(dǎo)電箔片(未示出)接 觸接線盒54上的焊盤60。導(dǎo)電箔片(未示出)被用來提供多個太陽能電 池陣列26之間的電連接。導(dǎo)電箔片(未示出)可與太陽能電池陣列26 — 體形成，或與太陽能電池陣列26相連接并從太陽能電池陣列26延伸從而 能夠與接線盒54或其它合適的連接設(shè)備相連接。焊盤60具有將焊盤60 焊接到導(dǎo)電箔片(未示出)的溝槽62。 一旦箔片(未示出)被焊接到焊盤 60上，環(huán)氧或其它密封或填充物(未示出)會施加到焊盤60上。環(huán)氧 (未示出)防止外來物體或元件損壞焊盤60以及防止損壞焊盤60和箔片 (未示出)之間的焊接連接。插頭12還可以是如上參考圖1、 2、 3和4 所述的鎖定型插頭12,或者插頭12可以是如上參考圖5、 6和7所述的非 鎖定型插頭12。
插座64能夠與插頭12相配合，并且可包括本體66、焊盤60、和接收部42。使用粘著劑將插座64的本體66安裝和固定到太陽能電池陣列 26 (參見圖9)或其它合適的設(shè)備。插座64被布置在太陽能電池陣列26 上，從而使得太陽能電池陣列26上的導(dǎo)電箔片(未示出)接觸插座64上 的焊盤60。焊盤60具有用于將焊盤60焊接到箔片(未示出)的溝槽 62。 一旦在箔片(未示出)和焊盤60之間形成焊接連接，環(huán)氧或其它密 封或填充物(未示出)將會施加到焊盤60。環(huán)氧(未示出)防止外來物體 或元件損耗焊盤60,并防止損壞焊盤60和箔片(未示出)之間的焊接連 接。接收部42接收插頭12并將插頭12固定在插頭64內(nèi)。插頭64可以 是如上參考圖1、 2、 3和4所述的鎖定型插頭，或者插頭64可以是如上 參考圖5、 6和7所述的非鎖定型插頭。
圖9表示具有安裝和固定到太陽能電池陣列26上的接線盒54的連接 器10。太陽能電池陣列26被安裝到屋頂70或其它合適的位置，在那里太 陽能電池陣列26可以接收到太陽能和功率。當(dāng)使用粘著劑將本體58固定 到太陽能電池陣列26時，接線盒54被安裝到第一太陽能電池陣列26。當(dāng) 使用粘著劑將本體66固定到太陽能電池陣列26時，插座64被安裝到第 二太陽能電池陣列26。屋頂70和連接器10以及太陽能電池陣列26之間 的小的氣隙72為使用者提供了在需要時能夠接觸太陽能電池陣列26和或 連接器10的路徑。連接器10便于在第一和第二太陽能電池陣列26之間 通訊或功率傳輸?？梢允褂枚鄠€連接器10來連接多個太陽能電池陣列 26。
在圖1到9中表示鎖定型LPPV連接器10和非鎖定型LPPV連接器 10?？梢岳斫獾氖?，鎖定型和非鎖定型LPPV連接器IO在應(yīng)用中可以相互 替換。還可以理解的是，在某些特定應(yīng)用中本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的一些標(biāo) 準(zhǔn)會要求使用鎖定型LPPV連接器10。
權(quán)利要求
1、一種小型連接器(10)，包括插頭(12)，該插頭包括應(yīng)力釋放裝置(16)、插頭本體(18)、陽連接部(22)和電纜(24)；以及插座(14)，該插座包括應(yīng)力釋放裝置(16)、插座本體(40)以及接收部(42)；其中該插頭(12)能夠與該插座(14)相配合以形成電連接，其中當(dāng)該插頭(12)和插座(14)相配合時，該插頭(12)不能從該插座(14)中移除，以及其中該插頭(12)和該插座(14)具有不大于電纜(24)的寬度的垂直斷面。
2、 權(quán)利要求1的小型連接器(10)，其中該插頭本體(18)包括至少 一個閉鎖(20),該至少一個閉鎖(20)被配置為與該接收部(42)內(nèi)的 至少一個凸緣(46)接合，并當(dāng)該插頭(12)和插座(14)相配合時防止 該插頭(12)和插座(14)分開。
3、 權(quán)利要求2的小型連接器(10),其中當(dāng)該至少一個閉鎖(20)與 該至少一個凸緣(46)相接合后，使用拔出工具(48)將該插頭(12)從 該插座(14)中移除。
4、 權(quán)利要求2的小型連接器(10),其中該插座(14)包括至少一個 孔口 (44),該至少一個孔口 (44)配置為當(dāng)該插頭(12)與該插座 (14)相配合時，提供可接觸所述至少一個閉鎖(20)的路徑。
5、 權(quán)利要求4的小型連接器(10)，其中該拔出工具(48)被布置在 該至少一個孔口 (44)內(nèi)，以及其中該拔出工具(48)將該至少一個閉鎖 (20)從該至少一個凸緣(46)松開并將該插頭(12)從該插座(14)中 釋放。
6、 權(quán)利要求1的小型連接器(10)，其中該插頭(12)和該插座 (14)由過模制工藝制成。
7、 權(quán)利要求1的小型連接器(10)，其中該插頭(12)與第一太陽能 電池陣列(26)相連接，以及該插座(14)與第二太陽能電池陣列(26) 相連接，并且當(dāng)該插頭(12)與該插座(14)相配合時，該第一太陽能電 池陣列(26)與該第二太陽能電池陣列(26)相連接。
8、 權(quán)利要求7的小型連接器(10),其中該插頭(12)通過電纜 (24)與該第一太陽能電池陣列(26)相連接，以及該插座(14)通過電 纜(24)與該第二太陽能電池陣列(26)相連接。
9、 權(quán)利要求1的小型連接器(10),其中該插頭(12)包括至少一個 密封肋(36),該密封肋(36)被配置為當(dāng)該插頭(12)與該插座(14) 相配合時提供防水密封。
10、 權(quán)利要求1的小型連接器(10),其中當(dāng)該插頭(12)與該插座 (14)相配合時，該插頭(12)產(chǎn)生聲音和觸覺信號中的至少一個信號。
全文摘要
一種用于放置在狹窄空間區(qū)域的小型PV(LPPV)連接器(10)。該連接器(10)包括用于互連PV太陽能電池陣列(26)的插頭(12)和插座(14)。該LPPV連接器(10)可以是鎖定型連接器或非鎖定型連接器。必須使用拔出工具(48)將接合的鎖定型連接器松開。該LPPV連接器(10)包括當(dāng)配合時被密封的插頭(12)和插座(14)。
文檔編號H01R24/76GK101630796SQ20091016695
公開日2010年1月20日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者戴夫·庫爾斯 申請人:泰科電子公司