一种逆变器、功率设备及光伏系统技术方案

本申请提供了一种逆变器、功率设备及光伏系统，用以提高逆变器等功率设备的散热性能，进而提高功率设备的使用可靠性。以功率设备为逆变器为例，其通常可包括壳体和散热装置。壳体可包括第一腔体和第二腔体，第一腔体设置有功率半导体器件。第二腔体具有第一进风口和第一出风口，第二腔体设置有磁性器件。散热装置包括散热器和第一风扇，散热器包括相连接的蒸发器和冷凝器，蒸发器设置于第二腔体，功率半导体器件与蒸发器导热接触，以实现对功率半导体器件的散热。第一风扇设置于第二腔体，第一风扇的进风侧朝向第一进风口，第一风扇的出风侧朝向第一出风口，则蒸发器与磁性器件共用第一风扇，其有利于减小逆变器的占地面积。其有利于减小逆变器的占地面积。其有利于减小逆变器的占地面积。

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器、功率设备及光伏系统


[0001]本申请涉及散热
，尤其涉及到一种逆变器、功率设备及光伏系统。

技术介绍

[0002]随着逆变器的功率越来越大，逆变器机箱内部的单板、在板元器件以及线缆等结构的发热量也越来越大。由于功率半导体器件等大功率器件都布置在机箱内部，而功率半导体器件的损耗占逆变器总损耗的70％左右，这就使得功率半导体器件的热耗密度较高，传统的风冷散热已无法满足功率持续提升的功率半导体器件的散热需求，这将严重影响功率半导体器件的性能。另外，逆变器机箱主要依靠机箱壁面对外自然散热，然而这种散热方式的散热能力较为有限，导致机箱内部无法实现有效降温，从而影响内部元器件的寿命和可靠性，进而影响到逆变器整体的使用寿命。
[0003]因此，如何实现对机箱内部的元器件的有效散热，以提升逆变器的散热性能，已成为当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种逆变器、功率设备及光伏系统，用以提升逆变器等功率设备的散热性能，进而提高功率设备的使用可靠性。
[0005]第一方面，本申请提供了一种逆变器，该逆变器可包括壳体和散热装置。其中，壳体包括第一腔体和第二腔体，第一腔体可为防护等级较高的腔体，且第一腔体内可设置有功率半导体器件。第二腔体为通风腔体，且第二腔体具有第一进风口和第一出风口，另外，第二腔体内可设置有磁性器件。散热装置可包括散热器和第一风扇，散热器包括蒸发器和冷凝器，且蒸发器和冷凝器通过两相管路连接。蒸发器可设置于第二腔体，且功率半导体器件可与蒸发器导热接触，则功率半导体器件产生的热量可传导至蒸发器，以使蒸发器内液态的制冷剂蒸发为气态，该气态的制冷剂可经过两相管路中的气体管路进入至冷凝器中重新冷却凝结为液态的制冷剂后，再在重力的作用下通过两相管路中的液体管路回流至蒸发器，从而实现对功率半导体器件的散热。
[0006]另外，第一风扇可设置于第二腔体，第一风扇的进风侧朝向第一进风口设置，第一风扇的出风侧可朝向第一出风口设置，从而可在第二腔体内形成第一风道。而蒸发器与磁性器件可共用该第一风扇和第一风道，其可使逆变器的散热能力以及功率密度得到有效的提升，从而可有利于提升逆变器内各器件的性能可靠性，并且还可以使逆变器的占地面积较小。
[0007]除了蒸发器可设置于第二腔体内，在本申请一个可能的实现方式中，冷凝器也可设置于第二腔体。并且当逆变器沿重力方向设置时，冷凝器可位于蒸发器的上方，这样可使经冷凝器冷凝为液态的制冷剂在重力的作用下回流至蒸发器，从而无需为制冷剂在蒸发器与冷凝剂之间的循环设置驱动机构，从而可简化散热器的结构。
[0008]当逆变器沿重力方向设置时，在具体将冷凝器设置于第二腔体时，可使冷凝器位
于第一腔体的上方，此时第二腔体的第一进风口可朝冷凝器到第一腔体的方向开设，则第一出风口可朝第二腔体到第一腔体的方向开设，从而可使第二腔体呈L型腔体结构，并使第一风道为L型风道。采用这样的设置方式，可有利于减小逆变器的占地面积，从而便于逆变器的布置以及维护。
[0009]在本申请中，为了降低流经冷凝器的气流温度，可以在第二腔体设置补风口，该补风口可位于冷凝器的朝向第一进风口的一侧。经该补风口进入第二腔体的气流可对由第一进风口到第一出风口方向流动的气流进行降温，另外，还可以使由第一进风口到冷凝器方向流动的气流所受到的阻力有效的降低，从而可以增大流经冷凝器的气流，以提升冷凝器的冷却效果，进而可提升整个逆变器的散热效果。
[0010]第二腔体除了可为上述的L型腔体外，还可以为直线型腔体。具体的，可以在将逆变器沿重力方向进行设置，使第二腔体位于第一腔体的上方，此时，第一进风口和第一出风口可相对设置，则第二腔体内形成的第一风道为直线型风道。这样，可以减小气流在第二腔体内流动的阻力，从而使流经冷凝器的气流较大，其可有利于提升冷凝器的冷却效果，进而可提升整个逆变器的散热效果。
[0011]在本申请一个可能的实现方式中，壳体还可以包括第三腔体，第三腔体也为通风腔体，其可包括第二进风口和第二出风口。散热装置可包括第二风扇，该第二风扇可设置于第三腔体，且第二风扇的进风侧朝向第二进风口设置，第二风扇的出风侧朝向第二出风口设置，从而可在第三腔体内形成第二风道。另外，冷凝器可设置于第三腔体内，在逆变器沿重力方向设置时，冷凝器可位于蒸发器的上方。通过将冷凝器单独设置于第三腔体，并为冷凝器单独设置第二风扇，可有效的增大流经冷凝器的气流，从而可有利于提升冷凝器的冷却效果。
[0012]由于冷凝器设置于第三腔体，蒸发器设置于第二腔体，且在逆变器沿重力方向设置时，冷凝器可位于蒸发器的上方。则由此可知，第三腔体可位于第二腔体的上方，基于此，可使第二进风口和第二出风口相对设置，以使第三腔体为直线型腔体。
[0013]另外，在本申请中，不对第三腔体内的第二风扇的数量进行限制，其示例性的可为至少两个。在沿第二进风口到第二出风口的方向上，该至少两个第二风扇可交错设置，从而可使流经冷凝器的气流得到有效的增大。
[0014]为了避免由第二腔体的第一出风口流出的被加热的气流进入第三腔体，可以使第三腔体的第二出风口与第二腔体的第一出风口的朝向相同，以使第三腔体的第二进风口与第二腔体的第一出风口的朝向不同。
[0015]在本申请一个可能的实现方式中，蒸发器可包括基板和散热翅片。则功率半导体器件可与基板导热接触。另外，散热翅片可设置于基板的背离第一腔体的一侧，也就是说散热翅片可位于第二腔体内。则在气流由第一进风口向第一出风口的方向流经蒸发器时，可以带走散热翅片处的热量，从而实现对蒸发器的散热。这样，可有效的提高散热器的散热能力，进而提高其对功率半导体器件的散热效率。
[0016]蒸发器除了可为一体式的结构外，还可以设置为分体式的结构。具体的，可使蒸发器包括第一子蒸发器和第二子蒸发器，第一子蒸发器设置于第一腔体，第二子蒸发器设置于第二腔体，则功率半导体器件可与第二子蒸发器导热接触。另外，第一子蒸发器和第二子蒸发器可分别通过两相管路与同于冷凝器连接。这样，第一腔体内的热空气可对第一子蒸
发器内液态的制冷剂进行加热，以使其蒸发为气态，该气态的制冷剂可通过两相管路中的气体管路进入至冷凝器中重新冷却凝结为液态的制冷剂后，再通过两相管路中的液体管路回流至第一子蒸发器，从而实现对第一腔体的散热。另外，第一腔体内的功率半导体器件产生的热量可使第二子蒸发器内液态的制冷剂蒸发为气态，该气态的制冷剂可通过两相管路中的气体管路进入至冷凝器中重新冷却凝结为液态的制冷剂后，再通过两相管路中的液体管路回流至第二子蒸发器，从而实现对功率半导体器件的散热。采用该设置方式，可以有效的提高逆变器的散热效率，从而有利于提升逆变器中各元器件的性能。
[0017]为了实现对第一腔体的散热，逆变器还可以包括换热器，换热器可设置于第二腔体，且换热器可设置于第一腔体的第一侧壁。换热器可包括送风口和回风口，第一侧壁可开设有第一通风口和第二通风口，则送风口可通过第一通风口与第一腔体相连通，回风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆变器，其特征在于，包括壳体和散热装置，其中：所述壳体包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体设置有功率半导体器件，所述第二腔体设置有磁性器件，所述第二腔体具有第一进风口和第一出风口；所述散热装置包括散热器和第一风扇，所述散热器包括蒸发器和冷凝器，且所述蒸发器和所述冷凝器通过两相管路连接；所述蒸发器设置于第二腔体，且所述功率半导体器件与所述蒸发器导热接触；所述第一风扇设置于所述第二腔体，所述第一风扇的进风侧朝向所述第一进风口设置，所述第一风扇的出风侧朝向所述第一出风口设置。2.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述冷凝器设置于所述第二腔体，所述逆变器沿重力方向设置时，所述冷凝器位于所述蒸发器的上方。3.如权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器沿重力方向设置时，所述冷凝器位于所述第一腔体的上方，所述第一进风口朝所述冷凝器到所述第一腔体的方向开设，所述第一出风口朝所述第二腔体到所述第一腔体的方向开设。4.如权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述第二腔体设置有补风口，所述补风口位于所述冷凝器的朝向所述第一进风口的一侧。5.如权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器沿重力方向设置时，所述第二腔体位于所述第一腔体的上方，且所述第一进风口和所述第一出风口相对设置。6.如权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述壳体还包括第三腔体，所述第三腔体具有第二进风口和第二出风口；所述散热装置还包括第二风扇，所述第二风扇设置于所述第三腔体，且所述第二风扇的进风侧朝向所述第二进风口设置，所述第二风扇的出风侧朝向所述第二出风口设置；所述冷凝器设置于所述第三腔体，所述逆变器沿重力方向设置时，所述冷凝器位于所述蒸发器的上方。7.如权利要求6所述的逆变器，其特征在于，所述散热装置包括至少两个所述第二风扇；所述第二进风口和所述第二出风口相对设置，沿所述第二进风口到所述第二出风口的方向上，至少两个所述第二风扇交错设置。8.如权利要求6或7所述的逆变器，其特征在于，所述第一出风口与所述第二出风口的朝向相同。9.如权利要求1～8任一项所述的逆变器，其特征在于，所述蒸发器包括基板和散热翅片，所述功率半导体器件与所述基板导热接触，所述散热翅片设置于所述基板的背离所述第一腔体的一侧。10.如权利要求1～8任一项所述的逆变器，其特征在于，所述蒸发器包括第一子蒸发器和第二子蒸发器，所述第一子蒸发器设置于所述第一腔体，所述第二子蒸发器设置于所述第二腔体，所述功率半导体器件与所述第二子蒸发器导热接触；所述第一子蒸发器和所述第二子蒸发器分别通过所述两相管路与所述冷凝器连接。11.如权利要求1～8任一项所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括换热器，所述换热器设置于所述第二腔体，且所述换热器设置于所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙发明，袁博，李泉明，蒙浩，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：