一种安全高效的光伏逆变器外壳散热结构设计

孙武 冯素颖

摘要：逆变器工作时发热是不可避免的，尤其是到了夏季，室外温度较高，逆变器表面结构发烫，对这个光伏逆变器的功能会产生直接性影响。下面就从常用散热的材料和设计做了分析。

关键词：光伏逆变器；散热；材料；设计

引言

随着光伏行业的高速发展，市场对光伏系统中起主导作用的逆变器的可靠性、稳定性要求越来越高，而激烈的市场竞争使得逆变器的功率密度越来越高，这就对逆变器系统的热设计提出更高要求。而以往根据样机阶段的散热数据对整机的结构布局、散热方式的改进所产生的效率低、周期长等问题对及时地响应市场需要产生阻碍。

1 安全高效光伏逆变器外壳散热结构设计分析

夏季，由于室外温度较高，使得逆变器的表面结构发烫，因而要对整个结构的散热设计进行详细分析，以保证高效光伏变电器外壳散热结构功能的有效性。

1.1常见的散热器件材料的选择

从金属材料来看，银的导热性能是最好的，铜次之，最后是铝。而对于逆变器来说，其散热结构的相关材料是选用铝，因为其具有性价比高，耐腐蚀等优势，而且加工后可以形成多种形状。逆变器的散热原理与单层杯散热原理类似，能将逆变器内部元器件的热量快速地传递出来，达到迅速降低逆变器内部元器件温度的目的，逆变器提高工作和使用寿命。

1.2逆变器散热和散热设计

逆变器中的元器件都有其额定工作温度（如图2所示），如果逆变器散热性能差，随着逆变器持续工作，元器件的热量传递不到外界，其温度就会越来越高。温度过高会降低元器件性能和寿命，为了保持逆变器内部元器件工作温度在额定温度范围内，保证其效能和使用寿命，就需要导热材料把逆变器内部热量传递出来，

从热传导角度来讲，逆变器内外温度越均衡，即内部发热元器件和散热器、外壳温度越接近，其热能传导性越好。如果逆变器外冷内热，意味着逆变器散热性能不优。

逆变器的发热问题时难以避免的，要设计处散热性能较好的结构需要实现以下几点：

首先，散热面积越大越好。为了保证整个散热结构的体积不变，散热器表面采用散热齿加褶皱设计，如下图3所示。

采用非整体式外壳，壳体和散热器之间需要两次连接，接触不紧密。因此，参与散热的只有散热器和一小部分中间壳体，上部壳体不参与散热，使整体散热性能大幅降低。

2结束语

从上面元器件温度和寿命的关系，以及逆变器散热结构的原理两个主要角度分析，外壳成为系统散热器件的一部分，能分担元器件的部分热量。虽然外壳温度升高，出现发热，但是逆变器内部元器件温度会降低得更多！更快！从而保证元器件和逆变器更长的使用寿命和正常的工作。

参考文献：

[1]赵惇殳.电子设备热设计[M].北京：电子工業出版社，2009.

[2]王健石，胡克全，等.电子设备结构设计手册[M].北京：中国标准出版社，1993.