一種安全高效的光伏逆變器外殼散熱結構設計

孫武 馮素穎

摘要：逆變器工作時發熱是不可避免的，尤其是到了夏季，室外溫度較高，逆變器表面結構發燙，對這個光伏逆變器的功能會產生直接性影響。下面就從常用散熱的材料和設計做了分析。

關鍵詞：光伏逆變器；散熱；材料；設計

引言

隨著光伏行業的高速發展，市場對光伏系統中起主導作用的逆變器的可靠性、穩定性要求越來越高，而激烈的市場競爭使得逆變器的功率密度越來越高，這就對逆變器系統的熱設計提出更高要求。而以往根據樣機階段的散熱數據對整機的結構布局、散熱方式的改進所產生的效率低、周期長等問題對及時地響應市場需要產生阻礙。

1 安全高效光伏逆變器外殼散熱結構設計分析

夏季，由于室外溫度較高，使得逆變器的表面結構發燙，因而要對整個結構的散熱設計進行詳細分析，以保證高效光伏變電器外殼散熱結構功能的有效性。

1.1常見的散熱器件材料的選擇

從金屬材料來看，銀的導熱性能是最好的，銅次之，最后是鋁。而對于逆變器來說，其散熱結構的相關材料是選用鋁，因為其具有性價比高，耐腐蝕等優勢，而且加工后可以形成多種形狀。逆變器的散熱原理與單層杯散熱原理類似，能將逆變器內部元器件的熱量快速地傳遞出來，達到迅速降低逆變器內部元器件溫度的目的，逆變器提高工作和使用壽命。

1.2逆變器散熱和散熱設計

逆變器中的元器件都有其額定工作溫度（如圖2所示），如果逆變器散熱性能差，隨著逆變器持續工作，元器件的熱量傳遞不到外界，其溫度就會越來越高。溫度過高會降低元器件性能和壽命，為了保持逆變器內部元器件工作溫度在額定溫度范圍內，保證其效能和使用壽命，就需要導熱材料把逆變器內部熱量傳遞出來，

從熱傳導角度來講，逆變器內外溫度越均衡，即內部發熱元器件和散熱器、外殼溫度越接近，其熱能傳導性越好。如果逆變器外冷內熱，意味著逆變器散熱性能不優。

逆變器的發熱問題時難以避免的，要設計處散熱性能較好的結構需要實現以下幾點：

首先，散熱面積越大越好。為了保證整個散熱結構的體積不變，散熱器表面采用散熱齒加褶皺設計，如下圖3所示。

采用非整體式外殼，殼體和散熱器之間需要兩次連接，接觸不緊密。因此，參與散熱的只有散熱器和一小部分中間殼體，上部殼體不參與散熱，使整體散熱性能大幅降低。

2結束語

從上面元器件溫度和壽命的關系，以及逆變器散熱結構的原理兩個主要角度分析，外殼成為系統散熱器件的一部分，能分擔元器件的部分熱量。雖然外殼溫度升高，出現發熱，但是逆變器內部元器件溫度會降低得更多！更快！從而保證元器件和逆變器更長的使用壽命和正常的工作。

參考文獻：

[1]趙惇殳.電子設備熱設計[M].北京：電子工業出版社，2009.

[2]王健石，胡克全，等.電子設備結構設計手冊[M].北京：中國標準出版社，1993.