專利名稱：逆變器的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于并網(wǎng)和獨(dú)立逆變器領(lǐng)域，尤其是一種散熱性能高的密閉式逆變器 的散熱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著晶硅太陽能電池高效化、薄片化技術(shù)的發(fā)展以及新型薄膜太陽電池的涌現(xiàn)， 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)造價和度電成本已大幅度下降，其應(yīng)用進(jìn)入了向規(guī)?；l(fā)展的新階 段。2009年全球光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝量已達(dá)到了 6.43GW，中國安裝量達(dá)到160MW以上，相當(dāng) 于歷年來安裝量的總合。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效、穩(wěn)定和安全運(yùn)行，逆變器是最為關(guān)鍵 的設(shè)備，特別是在大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，大功率并網(wǎng)逆變器的選配是光伏電站建設(shè)成 敗的首要判斷標(biāo)志。但目前幾乎所有大功率逆變器的電子、電氣控制元器件均放置在具有 一定容積的柜箱體內(nèi)，它們在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的熱量，往往通過柜體增設(shè)散熱孔及風(fēng)扇 對電子、電器元件進(jìn)行冷卻散熱，其不足之處在于1、無論采用自然對流或強(qiáng)制對流方式散熱，均需與柜外環(huán)境空氣溝通，而對環(huán)境 空間所存在的塵埃、煙霧、水份乃至海鹽粒子等雜質(zhì)，勢必隨空氣的流動進(jìn)入柜體內(nèi)部。從 而將各類雜質(zhì)附著在電子、電氣元件表面，不僅破壞了電子、電氣元件的敏感度，而且形成 元件散熱的阻熱層，容易使電子、電氣元件受損，對其穩(wěn)定性產(chǎn)生極大影響；2、在高海拔地區(qū)建設(shè)光伏電站，由于空氣稀薄，采用空冷技術(shù)冷卻效果大大降低。 國內(nèi)外已有的大功率逆變器的技術(shù)參數(shù)均標(biāo)有限制在某海拔高度安裝使用，我國西部太陽 能資源極為豐富，而往往是高海拔地區(qū)，這種逆變器無法適應(yīng)我國國情；3、采用空氣冷卻散熱，不但增加逆變器自耗電，而且由于柜體必須設(shè)定足夠空間 來增加散熱的效果，結(jié)果柜體尺寸和重量增加，無法做到緊湊和省材；4、在對特殊要求的場合，通常要為逆變器柜體提供清潔空間或相對安全、靜謐以 及良好電磁兼容的空間，給用戶帶來諸多不便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，該逆變器散熱性能好，無需 通過上述技術(shù)中柜體上的散熱孔及風(fēng)扇對逆變器進(jìn)行散熱，具有密閉性好，電子、電氣元件 工作穩(wěn)定使用壽命長，能適應(yīng)多種復(fù)雜的環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，它主要包括逆變器箱體以及在逆變器箱體內(nèi)的電解電 容、IGBT、濾波器、接觸器、散熱器，逆變器箱體為密閉式箱體，箱體內(nèi)設(shè)有散熱裝置，該散熱 裝置具有熱端與冷端，散熱裝置主要由若干蒸管與冷卻箱構(gòu)成，若干蒸管一端設(shè)在冷卻箱 內(nèi)成為冷端，若干蒸管的另一端成為熱端，蒸管內(nèi)部熱端位置上用于設(shè)置冷卻介質(zhì)。所述的蒸管為散熱器內(nèi)設(shè)置的管狀空間或者所述蒸管插入在散熱器內(nèi)。[0012]所述的冷卻箱為散熱器內(nèi)設(shè)置的冷卻空間或者為設(shè)置在散熱器端部的箱體。所述的冷卻介質(zhì)的有效工作溫度為-20°C到100°C地有機(jī)冷卻介質(zhì)。所述的蒸管內(nèi)壁設(shè)有凹槽。所述的蒸管為直管或者環(huán)形管。所述的蒸管為IO3Pa至ICT1Pa的真空蒸管。所述的凹槽為截面為梯形。采用了上述方案，逆變器箱體設(shè)為密閉式箱體，電解電容、IGBT、濾波器、接觸器、 散熱器等主要部件設(shè)在該密閉式箱體內(nèi)，防止了環(huán)境空間所存在的塵埃、煙霧、水份乃至海 鹽粒子等雜質(zhì)附著在這些部件上，保持了其中電子、電氣元件的靈敏度，提高了整個逆變 器工作的穩(wěn)定性；散熱裝置主要由若干蒸管與冷卻箱構(gòu)成，蒸管一端設(shè)在冷卻箱內(nèi)成為冷 端，蒸管的另一端成為熱端，蒸管為IO3Pa至ICT1Pa的真空蒸管，蒸管內(nèi)部在熱端位置上設(shè) 置有有效工作溫度為-20°C到10(TC的有機(jī)冷卻介質(zhì)，蒸管在吸收到熱量時冷卻介質(zhì)就氣 化蒸發(fā)，冷卻箱上具有進(jìn)口與出口用于通流冷凝冷卻介質(zhì)的冷卻液，冷卻液的沸點(diǎn)低于冷 卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)在進(jìn)入冷卻箱內(nèi)的蒸管冷端時，就會將熱量傳遞給冷卻箱內(nèi)的冷卻液而 液化，然后液化的冷卻液回流到蒸管的熱端，這樣的冷卻散熱方式，不需要將逆變器箱體內(nèi) 的空氣與外界進(jìn)行熱交換，直接在密閉的逆變器箱體內(nèi)進(jìn)行自冷式冷卻，這樣冷卻效果好， 且逆變器箱體可以做成密閉式的而進(jìn)一步縮小逆變器的尺寸、重量、空間，節(jié)省了材料與成 本；密閉式、自冷式的逆變器對周圍環(huán)境以及空氣的要求低，甚至沒有要求，所以可以適應(yīng) 多種環(huán)境以及復(fù)雜環(huán)境下工作，完全可以利用到中國海拔普遍較高的西部地區(qū)，符合中國 國情；該逆變器采用了密閉式，使得其對環(huán)境的要求不高，無論在清潔或者污濁或者嘈雜或 者電磁兼容不良的環(huán)境下都能很好的工作，方便了用戶；其中蒸管內(nèi)壁所設(shè)的凹槽增大了 冷卻介質(zhì)與蒸管的熱交換面積，提高了其吸熱、散熱的性能，本實(shí)用新型采用了完全依靠熱 交換、冷卻介質(zhì)的自重力進(jìn)行循環(huán)散熱冷卻，散熱效果好，完全無需對外界進(jìn)行空氣間的流 通，具有很好的應(yīng)用與推廣價值。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為散熱器的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的側(cè)視圖；圖4為冷卻裝置的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的側(cè)視圖；圖6為圖4的俯視圖；圖7為蒸管的一種實(shí)施方式截面示意圖；圖中，1、逆變器箱體，2、電解電容，3、IGBT，4、散熱器，5、濾波器，6、冷卻箱，61、進(jìn) 口，62、出口，7、蒸管，71、溝槽，8、接觸器，a、熱端，b、冷端。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，它主要包括逆變器箱 體1以及在逆變器箱體內(nèi)的電解電容2、IGBT3、濾波器5、接觸器8、散熱器4，其中IGBT3為主要的發(fā)熱元件，該IGBT3旁設(shè)有散熱器4，逆變器箱體1為密閉式箱體，該密閉式箱體不 產(chǎn)生與外界的空氣交換，放置外界的沙塵、煙霧、水份、海鹽等進(jìn)入箱體內(nèi)，逆變器箱體1內(nèi) 設(shè)有散熱裝置，該散熱裝置具有熱端a與冷端b，散熱裝置主要由若干蒸管7與冷卻箱6構(gòu) 成，冷卻箱6具有進(jìn)口 61與出口 62，；冷卻箱6內(nèi)通過進(jìn)口 61與出口 62流通冷卻液，該冷 卻液的沸點(diǎn)低于蒸管7中的冷卻介質(zhì)，其中蒸管7 —端設(shè)在冷卻箱6內(nèi)成為冷端b，蒸管7 的另一端成為熱端a，蒸管為IO3Pa的低真空蒸管，蒸管7內(nèi)部在熱端位置上設(shè)置有沸點(diǎn)為 47. 68°的氟利昂，它的有效工作溫度為-20°C到100°C，蒸管7插入散熱器4的間隙內(nèi)吸收 散熱器4的熱量，通過熱交換將熱量傳遞給氟利昂，氟利昂吸熱后蒸發(fā)，當(dāng)氟利昂蒸發(fā)到冷 端b時，冷卻水將蒸管7冷端b內(nèi)氟利昂的熱量帶走，從而冷凝氟利昂，受冷凝的氟利昂沿 著蒸管7壁在自身重力下回流到蒸管7內(nèi)的熱端，無需借助外力的力量進(jìn)行自循環(huán)，如圖7 所示，其中蒸管7內(nèi)壁設(shè)有凹槽71，該凹槽71截面為梯形，這樣增加了蒸管7與氟利昂之 間的熱交換面積，起到更好的散熱作用，進(jìn)而在氟利昂受冷凝回流時，氟利昂能沿著凹槽71 進(jìn)行回流而不影響氟利昂的蒸發(fā)，本實(shí)施方式中蒸管7為低真空的重力熱管。在以上實(shí)施方式中，可以直接把散熱器4本體作為散熱裝置，散熱裝置中的蒸管7 可以由散熱器4中設(shè)成真空管狀空間構(gòu)成，而不一定是蒸管7要插入散熱器4內(nèi)；冷卻箱6 也可以直接制成與散熱器4 一體設(shè)置，冷卻箱6也可以設(shè)在散熱器側(cè)面與蒸管7相連；蒸管 7內(nèi)的冷卻介質(zhì)，只要是有效工作溫度在_20°C至100°C的有機(jī)介質(zhì)，這樣有機(jī)介質(zhì)_20°C至 100°C不會凝固也不會完全蒸發(fā)，在因?yàn)槠淞己玫奈鼰嵴舭l(fā)性能與穩(wěn)定性都能很好的得到 應(yīng)用，其中蒸管7可以采用銅、鋁或者銅鋁復(fù)合材料制成，具有更好的耐用性與耐腐蝕性， 其形狀除了做成直管外，還可以做成環(huán)形管狀，凹槽71可以長條形設(shè)在蒸管7內(nèi)壁，凹槽 71也可以是環(huán)形或者蛇形設(shè)置在蒸管7內(nèi)，凹槽71的截面可以為三角形、矩形或者其他形 狀，只要能增加蒸管7的內(nèi)壁面積，提高熱交換的效率與效果，只要能將冷凝后的冷卻介質(zhì) 進(jìn)行有序?qū)Я鞯陌疾?1都能適用，冷卻箱6內(nèi)的冷卻液的沸點(diǎn)只要能小于蒸管7中冷卻介 質(zhì)的沸點(diǎn)都可行。逆變器箱體1中還有其他散熱裝置，比如變壓器、電抗器等元器件，這些元器件上 均能安裝上述實(shí)施方式中的散熱裝置進(jìn)行散熱，以達(dá)到更好的散熱效果。以上是本實(shí)用新型的部分實(shí)施方式，本實(shí)用新型包括但不局限于以上實(shí)施方式， 任何在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)及實(shí)施都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，它主要包括逆變器箱體以及在逆變器箱體內(nèi)的電解電容、IGBT、濾波器、接觸器、散熱器，其特征在于逆變器箱體為密閉式箱體，箱體內(nèi)設(shè)有散熱裝置，該散熱裝置具有熱端與冷端，散熱裝置主要由若干蒸管與冷卻箱構(gòu)成，若干蒸管一端設(shè)在冷卻箱內(nèi)成為冷端，若干蒸管的另一端成為熱端，蒸管內(nèi)部熱端位置上用于設(shè)置冷卻介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的蒸管為散熱器內(nèi)設(shè) 置的管狀空間或者所述蒸管插入在散熱器內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的冷卻箱為散熱器內(nèi) 設(shè)置的冷卻空間或者為設(shè)置在散熱器端部的箱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的冷卻介質(zhì)的有效工 作溫度為_20°C到100°C地有機(jī)冷卻介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的蒸管內(nèi)壁設(shè)有 凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的蒸管為直管或者環(huán)形管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的蒸管為IO3Pa至 KT1Pa的真空蒸管。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的逆變器的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的凹槽為截面為梯形。
專利摘要本實(shí)用新型屬于并網(wǎng)和獨(dú)立逆變器領(lǐng)域，尤其是一種散熱性能高的密閉式逆變器的散熱結(jié)構(gòu)。它主要包括逆變器箱體以及在逆變器箱體內(nèi)的電解電容、IGBT、濾波器、接觸器、散熱器，逆變器箱體為密閉式箱體，箱體內(nèi)設(shè)有散熱裝置，該散熱裝置具有熱端與冷端，散熱裝置主要由若干蒸管與冷卻箱構(gòu)成，若干蒸管一端設(shè)在冷卻箱內(nèi)成為冷端，若干蒸管的另一端成為熱端，蒸管內(nèi)部熱端位置上用于設(shè)置冷卻介質(zhì)。本實(shí)用新型采用了完全依靠熱交換、冷卻介質(zhì)的自重力進(jìn)行循環(huán)散熱冷卻，散熱效果好，完全無需對外界進(jìn)行空氣間的流通，具有很好的應(yīng)用與推廣價值。
文檔編號H05K7/20GK201682404SQ20102016090
公開日2010年12月22日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者呂全亞, 李安定, 陳云峰 申請人:常州佳訊光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司