發布日期:2022-10-09 點擊率:57
隨著光伏逆變器外形尺寸縮小和單機功率提高,對散熱設計的要求越來越高。設計者必須綜合考慮逆變器散熱系統的散熱效果、防護性、可安裝性、可維護性,以及所付出的經濟代價。其中,單機功率,是設計散熱方案的重要依據。
逆變器散熱技術包括自然冷卻、強制風冷、液冷和相變冷卻等形式。各種形式的工作原理和特點,如表1所示。
研究表明,強制風冷的散熱效率是自然冷卻的10~20倍,更高效的散熱方式還有液冷。從結構復雜程度和實現的難易程度來看,強制風冷散熱系統比液冷系統簡單、容易實現、可靠性高。因而,在電源行業首選強制風冷散熱方式,其次考慮自然冷卻、液冷等散熱方式。
熱流密度是指單位時間內,通過物體單位橫截面積上的熱量。如圖1所示,在同等允許溫升范圍內,系統熱流密度越大,所需的散熱方式越苛刻。
通常情況,電子元器件允許工作溫升在40~60℃范圍內。在溫升60℃的允許上限條件下,自然冷卻可承擔最大熱流密度為0.05W/cm2。當熱流密度大于0.05W/cm2時,通過一些特殊手段可是自然冷卻勉強提高散熱效果,但需要犧牲工作性能、器件壽命或經濟性等作為代價。在熱流密度大于0.05W/cm2時,采用強制風冷散熱方式,可得到令人滿意的綜合性能和經濟性。當熱流密度繼續增大時,則需要選擇液冷等其他散熱方式。對于功率都在幾MW的大型風能變流器,散熱方式都是選用液冷;功率在100KW到1MW之間的集中型光伏逆變器,散熱方式為強制風冷;而功率從幾千瓦到幾十千瓦的組串式光伏逆變器,則根據單機功率的從小到大,散熱設計也從自然散熱提升到強制風冷散熱。
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