一、逆变器为什么要散热

1、逆【nì】变器中的元器件【jiàn】都【dōu】有额定的工作温度,如果逆【nì】变器【qì】散热性能比较差,当逆变器持续工作【zuò】时,元器件的【de】热【rè】量一直在腔【qiāng】体【tǐ】内部汇集,其温度会越来越高。温度过高会【huì】降低元器件【jiàn】性能和【hé】寿命,机器容【róng】易出现【xiàn】故障【zhàng】。

光伏逆变器的散热,了解一下?不烫手的密码

2、逆变器工作时【shí】发热,产生功率损耗是无法【fǎ】避免的,例如5kW的一台的逆变器【qì】,其系【xì】统热损耗约为【wéi】75-125W,影响发电量。需要通过优化的散热设【shè】计,可【kě】以降低散热损耗【hào】。

二、逆变器散热的几种方式

1、自【zì】然散热:自然散热是【shì】指不使用任何外部辅助能量,让局部【bù】发热器【qì】件向周【zhōu】围环【huán】境散热,从而实【shí】现温度控制【zhì】,自然散热适用于对【duì】温度控制【zhì】要求不高的【de】低功耗器件【jiàn】。

2、强制风冷:强制散热【rè】的冷却方法主【zhǔ】要是借助于风扇,从而将器件散发出的热【rè】量带【dài】走【zǒu】的一种方法。目前【qián】,散热【rè】器【qì】的材料主要【yào】是用铝或铜。

三、怎样给逆变器选择合适的散热方式

一般情况下,电【diàn】子【zǐ】器件允许的工作温升在9-21℃之间。在【zài】温【wēn】升60℃的情【qíng】况下,自然【rán】冷却最【zuì】大【dà】能够承担0.05W/cm2的【de】热流【liú】密度。而当热流密【mì】度大于0.05W/cm2时,强制风冷散热方【fāng】式,在经济和性【xìng】能层面上,是一种很【hěn】好【hǎo】的选【xuǎn】择【zé】。如果热流密度继续增大时,则需要液冷等【děng】其他散热方【fāng】法。

我们用固德威【wēi】50KW的【de】逆变器【qì】和【hé】其他家50KW的逆变器进行了【le】对比,其中固德威50KW的逆变器采用强【qiáng】制风冷,其他厂家采用自【zì】然【rán】散热,得出【chū】的对比如下【xià】:

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从上表的测试数【shù】据可以得【dé】出【chū】采用强制风冷的散热方式要比自然【rán】散热的【de】散热方式低【dī】10度。固德威在研发相关产品【pǐn】时,根据【jù】散热的需【xū】求、损耗、性价比等【děng】方面最【zuì】终【zhōng】确【què】定【dìng】具体的散热方式(自然【rán】散热或强制风冷)。

四、逆变器散热设计

比如5kW逆【nì】变器【qì】发热【rè】功率大约【yuē】是125W,依【yī】照60℃时自然冷却需【xū】承担的最大热【rè】流【liú】密度0.05W/cm2,来计算散热面积为0.25m2。为了逆【nì】变器体积不【bú】变,固德威采【cǎi】用褶皱设计和多散【sàn】热齿,增大空气和散热器的接【jiē】触面【miàn】积,从【cóng】而更好更快的散热。

风道设计的基本原则如下:

· 出口风道保证热气流能顺利排出。

· 尽量扩大穿过散热器热齿间的空气流速和流量;

· 减少风道风阻

电感外置设计

如上图所示,可【kě】以【yǐ】将电感进行外置,电【diàn】感独【dú】立进【jìn】行散热,降低机腔体的温度【dù】。

五、最新的散热技术

随着电子技术的不断发展,逆变器在散热方面获得了很大的发展:

分腔管理:逆变器【qì】中【zhōng】最易受温【wēn】度影响的器件是【shì】运放,传感器、电解电【diàn】容等,电感、电缆、功率【lǜ】开关管等比较耐【nài】高温,可【kě】以通过分腔【qiāng】的【de】方法隔开发热的元器件,将发热器【qì】件【jiàn】功率,比如【rú】电感放在【zài】逆【nì】变器的外面,降低【dī】机箱内温度。同时可以采用整【zhěng】体式【shì】外壳结构,散热器与【yǔ】外壳【ké】直接【jiē】紧密相结,让【ràng】铝合金外壳通过【guò】两条路径来进【jìn】行散热,从而达【dá】到降低元器【qì】件温度和逆变器【qì】内部【bù】温度的效果,保证了【le】元器件和逆【nì】变器更长的【de】使用寿命。

散热的【de】仿真技术:利用【yòng】仿真软件可【kě】较真实【shí】地模拟系统的热【rè】状况,在设计【jì】过程中就能预测到各【gè】元器件的【de】工作温度值,这【zhè】样就【jiù】可【kě】纠正不【bú】合理的【de】逆变器结【jié】构布【bù】局,从【cóng】而缩短设计【jì】的研发周期,降低成本,提高产【chǎn】品的一次成功率。

新的散热材【cái】料的【de】应用:譬如钢制散热【rè】器【qì】、铝合金散热【rè】器、铜制散热器、铜铝复合散热器、钢【gāng】铝【lǚ】复合散【sàn】热器、不【bú】锈【xiù】钢散热器等。

新型热管【guǎn】散【sàn】热技术:热管是一种【zhǒng】具有极高导热性能的新【xīn】型传热元件,它【tā】通过在全【quán】封闭真空管【guǎn】内的液【yè】体的蒸发【fā】与凝【níng】结来传递热量【liàng】,它利用毛【máo】吸作用等流体原理,起到【dào】良好的制【zhì】冷效果。具有极【jí】高的导【dǎo】热性、良好的等温性、冷热两侧的传【chuán】热面积可【kě】任意改【gǎi】变、可远距离传热、温度可控制等【děng】特点【diǎn】。

六、总结

从上文可【kě】以【yǐ】看【kàn】出,散热不仅关系到逆变器的性能和寿【shòu】命,同时还关系到用【yòng】户的发电量。在评估逆变器【qì】的性能时,其是不可忽视的重要一【yī】环,固德威的逆变器在散热【rè】方面采用【yòng】优【yōu】良的散热设计,保证【zhèng】逆变器的【de】低【dī】损耗和【hé】长【zhǎng】使【shǐ】用寿【shòu】命。

来源:网络