[發明專利]一種防反二極管的液體強制冷卻裝置

有效

• 申請號: 201410241133.8
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103996664A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 趙伯誠;崔春曉;孫志宏
• 申請（專利權）人: 佐志溫控技術（上海）有限公司
• 主分類號: H01L23/44
• 分類號: H01L23/44
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 劉懿

技術領域：

本發明屬于電子功率元件的溫度控制領域，具體的說涉及一種防反二極管的液體強制冷卻裝置。

背景技術：

為了減少太陽能光伏組件陣列與直流負載或逆變器之間的連線，以及為了維修和維護的方便，在光伏組件后面都配有一系列的匯流箱，把光伏組件中的多路直流匯成一路，再連接到直流負載或逆變器上。

在匯流箱內，每路來自光伏組件的直流輸入線路上都有一個防反二極管，其作用是：(1)防止在光伏組件不發電的時候，蓄電池中儲存的電能倒流，浪費能源和造成光伏組件發熱損壞；(2)防止某個光伏組件因為陰影遮蔽或故障時，其它光伏組件發的電倒流，降低整個光伏電站的輸出電壓和電流。

防反二極管就是一種可通過電流比較大的二極管，在有電流通過的時候，防反二極管由于內部的各種損耗，也會發熱。以一個16路，每路額定電流8A的匯流箱為例，防反二極管導通時候的壓降按1.2伏計算，16個導通的防反二極管的發熱量為8A*1.2V*16路＝153.6W。如果這些熱量不能及時地排出，匯流箱內的溫度就會過高，影響其中的電子和電器元件的工作和壽命，極易造成故障，甚至影響整個光伏電站的發電效率。

為了解決這一問題，專利201310428734設計了一種分隔式的匯流箱，讓防反二極管產生的熱量不影響匯流箱內部的其它電子和電器元件的工作。而專利201220255825則干脆把防反二極管安裝在匯流箱的外部，讓其產生的熱量能夠直接散到箱體外的空氣中。專利201320194559和201320214310給裝在匯流箱內的防反二極管增加了一個把熱量散到匯流箱外面的散熱結構。但是，因為匯流箱都是直接安裝在室外的，在其發電量最高的時候，環境溫度也總是最高的，所以，以上消極的通過熱傳導散熱的方法都不能從根本上解決防反二極管結溫過高的問題。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種防反二極管的液體強制冷卻裝置，其包括導線、保溫層、殼體、絕緣傳熱的液體和制冷裝置，其中保溫層完全覆蓋殼體和制冷裝置的低溫面，殼體內充滿絕緣傳熱的液體，防反二極管完全浸沒在絕緣傳熱的液體里面，防反二極管通過導線穿過殼體和保溫層連接到冷卻裝置外部匯流箱內的匯流系統中，殼體與制冷裝置的低溫面充分緊密接觸；

其中導線是有絕緣保護的，殼體是能夠導熱的；

其中制冷裝置可以為換熱器；換熱器上分布有孔，有低溫冷媒從孔中流過的，達到換熱的效果；

換熱器從低溫冷媒的熱傳導或相變得到冷量，通過殼體和絕緣傳熱的液體冷卻防反二極管；

其中制冷裝置還可以是包括半導體制冷片和散熱片的半導體制冷裝置；

通電的半導體制冷片的冷端面通過殼體和絕緣傳熱的液體冷卻防反二極管，通電的半導體制冷片的熱端面通過散熱片把熱量散發到環境中。

本發明的工作原理是：

防反二極管全部浸沒在封閉于導熱的殼體內的絕緣傳熱液體中，制冷裝置產生的冷量經過殼體和絕緣傳熱液體對防反二極管強制制冷。

保溫層有兩個作用，一是把制冷裝置產生的冷量封閉在這個液體強制冷卻裝置內，全部用于冷卻防反二極管，二是防止液體強制冷卻裝置結露，造成匯流箱的損壞或觸電傷亡事故。

導線都是有絕緣保護的，可以安全地穿過殼體而且不會結露。

本發明的優點是：

①防反二極管直接浸在絕緣傳熱液體中與殼體構成一個完整的傳熱體，使防反二極管的熱當量大幅提高，改善了防反二極管對熱沖擊的耐受能力；②防反二極管完全浸沒在絕緣傳熱液體中間，不接觸空氣，在任何情況下都不會產生冷凝水；③整個液體強制冷卻裝置包在保溫層里面，任何時候都不會產生冷凝水，防反二極管不會短路或接地；④絕緣傳熱液體與防反二極管構成一個大的熱導體，能夠減輕意外的熱沖擊對防反二極管的負面影響；⑤整個強制冷卻裝置在匯流箱內部的表面都有保溫層的保護，也不會因為產生冷凝水而破壞匯流箱內部的絕緣性。

附圖說明

圖1防反二極管的液體強制冷卻裝置結構示意圖

圖2制冷裝置為換熱器的防反二極管的液體強制冷卻裝置結構示意圖

圖3制冷裝置為半導體制冷裝置的防反二極管的液體強制冷卻裝置結構示意圖

其中：1、有絕緣保護的導線；2、防反二極管；3、絕緣傳熱液體；4、保溫層；5、殼體；6、制冷裝置；61、制冷裝置的低溫面；7、換熱器；71、孔；8、半導體制冷片；81、半導體制冷片的冷端面；82、半導體制冷片的熱端面；9、散熱片

具體實施方式、