前言

在關注逆變器整體性能時，光伏人關注最多的往往是轉化效率、最大直流電壓、交流輸出功率、防護等級等一系列慣常的問題。而逆變器的散熱是光伏人容易忽視的問題，而散熱恰恰是需要重點關注的，為什么這么說，請您朝下文看。

一、逆變器為什么要散熱

1、逆變器中的元器件都有額定的工作溫度，如果逆變器散熱性能比較差，當逆變器持續(xù)工作時，元器件的熱量一直在腔體內部匯集，其溫度會越來越高。溫度過高會降低元器件性能和壽命，機器容易出現故障。

2、逆變器工作時發(fā)熱，產生功率損耗是無法避免的，例如5kW的一臺的逆變器，其系統(tǒng)熱損耗約為75-125W，影響發(fā)電量。需要通過優(yōu)化的散熱設計，可以降低散熱損耗。

二、逆變器散熱的幾種方式

目前，逆變器的散熱技術包括自然冷卻、強制風冷、液冷等。主要應用形式為自然冷卻和強制風冷。

1、自然散熱：自然散熱是指不使用任何外部輔助能量，讓局部發(fā)熱器件向周圍環(huán)境散熱，從而實現溫度控制，自然散熱適用于對溫度控制要求不高的低功耗器件。

2、強制風冷：強制散熱的冷卻方法主要是借助于風扇，從而將器件散發(fā)出的熱量帶走的一種方法。目前，散熱器的材料主要是用鋁或銅。

三、怎樣給逆變器選擇合適的散熱方式

一般情況下，電子器件允許的工作溫升在40-60℃之間。在溫升60℃的情況下，自然冷卻最大能夠承擔0.05W/cm2的熱流密度。而當熱流密度大于0.05W/cm2時，強制風冷散熱方式，在經濟和性能層面上，是一種很好的選擇。如果熱流密度繼續(xù)增大時，則需要液冷等其他散熱方法。

所以：幾MW的風能變流器，一般都選擇液冷的散熱方式；在100KW-1MW的集中型光伏逆變器，一般都采用強制風冷；當功率小于20KW的組串式逆變器，采用自然冷卻性價比最佳。當大于25KW時，強制風冷是較經濟的方式。

我們用固德威50KW的逆變器和其他家50KW的逆變器進行了對比，其中固德威50KW的逆變器采用強制風冷，其他廠家采用自然散熱，得出的對比如下：

從上表的測試數據可以得出采用強制風冷的散熱方式要比自然散熱的散熱方式低10度。固德威在研發(fā)相關產品時，根據散熱的需求、損耗、性價比等方面最終確定具體的散熱方式（自然散熱或強制風冷）。

四、逆變器散熱設計

散熱面積越大效果越好

比如5kW逆變器發(fā)熱功率大約是125W，依照60℃時自然冷卻需承擔的最大熱流密度0.05W/cm2，來計算散熱面積為0.25m2。為了逆變器體積不變，固德威采用褶皺設計和多散熱齒，增大空氣和散熱器的接觸面積，從而更好更快的散熱。

整體風道設計

風道設計的基本原則如下：

· 出口風道保證熱氣流能順利排出。

· 盡量擴大穿過散熱器熱齒間的空氣流速和流量；

· 減少風道風阻

電感外置設計

如上圖所示，可以將電感進行外置，電感獨立進行散熱，降低機腔體的溫度。

五、最新的散熱技術

隨著電子技術的不斷發(fā)展，逆變器在散熱方面獲得了很大的發(fā)展：

分腔管理：逆變器中最易受溫度影響的器件是運放，傳感器、電解電容等，電感、電纜、功率開關管等比較耐高溫，可以通過分腔的方法隔開發(fā)熱的元器件，將發(fā)熱器件功率，比如電感放在逆變器的外面，降低機箱內溫度。同時可以采用整體式外殼結構，散熱器與外殼直接緊密相結，讓鋁合金外殼通過兩條路徑來進行散熱，從而達到降低元器件溫度和逆變器內部溫度的效果，保證了元器件和逆變器更長的使用壽命。

散熱的仿真技術：利用仿真軟件可較真實地模擬系統(tǒng)的熱狀況，在設計過程中就能預測到各元器件的工作溫度值，這樣就可糾正不合理的逆變器結構布局，從而縮短設計的研發(fā)周期，降低成本，提高產品的一次成功率。

新的散熱材料的應用：譬如鋼制散熱器、鋁合金散熱器、銅制散熱器、銅鋁復合散熱器、鋼鋁復合散熱器、不銹鋼散熱器等。

新型熱管散熱技術：熱管是一種具有極高導熱性能的新型傳熱元件，它通過在全封閉真空管內的液體的蒸發(fā)與凝結來傳遞熱量，它利用毛吸作用等流體原理，起到良好的制冷效果。具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、溫度可控制等特點。

六、總結

從上文可以看出，散熱不僅關系到逆變器的性能和壽命，同時還關系到用戶的發(fā)電量。在評估逆變器的性能時，其是不可忽視的重要一環(huán)，固德威的逆變器在散熱方面采用優(yōu)良的散熱設計，保證逆變器的低損耗和長使用壽命。其中17KW以下采用自然散熱的方式，17KW以上包含17KW采用強制風冷的散熱方式，采用NMB或者三洋的風扇，防護等級IP68，希望對您有用，以上有不全面的地方，歡迎客戶在評論區(qū)留言，分享您的觀點。