光伏逆变器是光伏系统的核心设备,主要作用是把光伏组件发出来的直流电变成符合电网要求的交流电。但实际上逆变器不仅仅是逆变,而是光伏电站的安全管家,逆变器还承担着光伏方阵和电网的监测和保护,对外界环境防护和人机交互等系统级功能。本文主要介绍逆变器的散热设计技术:
逆变器为什么要散热
逆变器作为一款电力电子设备,和所有电子产品一样都面临温度带来的挑战,来自美国空军航空电子整体研究项目的一份调查报告显示(图2):所有电子产品失效案例中,其中有高达55%的比例是温度原因造成的。逆变器内部的电子元器件对温度同样是非常敏感的,根据可靠性理论10度法则,从室温起,温度每升高10度,寿命减半,所以逆变器散热设计非常重要。
逆变器散热的几种方式
逆变器散热系统主要包括散热器、冷却风扇、导热硅脂等材料。目前逆变器散热方式主要有两种:一是自然冷却,二是强制风冷。
自然冷却
自然冷却是指不使用任何外部辅助能量的情况下,实现局部发热器件向周围环境散热达到温度控制的目的,这其中通常都包含了导热、对流和辐射三种主要传热方式,其中对流以自然对流方式为主,自然散热或冷却往往适用对温度控制要求不高、器件发热的热流密度不大的低功耗器件和部件,以及密封或密集组装的器件不宜(或不需要)采用其它冷却技术的情况下。目前市场上主流的单相逆变器和20kW以下的三相逆变器,大部分厂家均采用自然冷却方式。