[發明專利]用于光伏逆變器中功率模塊的散熱裝置及光伏逆變器

在審

• 申請號: 201711105968.0
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107820378A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 周傳鵬;王偉名;季發揚
• 申請（專利權）人: 河南森源電氣股份有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡偉華

技術領域

本發明涉及光伏發電技術領域，具體涉及一種用于光伏逆變器中功率模塊的散熱裝置及光伏逆變器。

背景技術

隨著不可再生資源的日益短缺以及全民環保意識的不斷提高，太陽能等可再生資源并網發電技術及應用受到了社會各界越來越多的關注，其中組串式光伏并網逆變器作為太陽能發電系統的核心設備，其可靠性決定這光伏系統的安全運行，而制約其安全運行的重要因素之一是逆變器中IGBT功率模塊的散熱問題，IGBT使一種集高頻高壓和大電流于一身的功率半導體復合元件，它的出現促進了電力電子的極大發展，但IGBT功率模塊在工作過程中會有較大的熱量產生，使其本身溫度迅速升高，而過高的溫度對IGBT功率模塊的性能具有很大的危害甚至嚴重影響其使用壽命，因此需要通過其他散熱裝置來輔助散熱。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于光伏逆變器中功率模塊的散熱裝置，同時提供了一種使用該散熱裝置的光伏逆變器，散熱裝置與功率模塊的接觸熱阻小，能夠對光伏逆變器中的功率模塊進行有效散熱。

為實現上述目的，本發明中光伏逆變器采用如下技術方案：

技術方案1：光伏逆變器，包括功率模塊和對功率模塊進行散熱的散熱裝置，所述裝置包括平板熱管，所述平板熱管具有相向布置的吸熱面和散熱面，所述功率模塊貼設在平板熱管的吸熱面上的安裝區域內，所述散熱裝置還包括并排設置在平板熱管的散熱面上的導熱熱管，導熱熱管具有與平板熱管的散熱面連接的冷端，以及設置在遠離冷端一端的熱端。

其有益效果在于：在光伏逆變器中引入對功率模塊進行散熱的散熱裝置，在散熱裝置中包括平板熱管和平板對熱管進行散熱的散熱導管，能夠加快散熱效率。并且在平板熱管上設有用于貼設功率模塊的安裝區域，安裝區域設置在平板熱管的表面，容易安裝電子元器件，與功率模塊貼設，能夠極大地減少接觸熱阻，同時，熱量在平板熱管上擴散時，熱阻較小，并且平板熱管面積可調，適用性較強。在平板熱管的散熱面上設置導熱熱管，能夠將聚集在平板熱管散熱面上的熱量通過熱傳導的方式排出，從而降低平板熱管的溫度，同時導熱熱管與平板熱管設置在一起，能夠減少接觸熱阻，提高散熱效率。

技術方案2：在技術方案1的基礎上，所述平板熱管上設有供導熱熱管插設的插接腔，所述導熱熱管的一端為與插接腔配合的敞口結構，所述導熱熱管插設在插接腔內與平板熱管形成一體式結構，所述導熱熱管的內腔與插接腔連通形成了對平板熱管的散熱面進行熱傳遞的導熱內腔。

其有益效果在于：導熱熱管一端為敞口結構，直接與設置在平板熱管內的插接腔相連形成了一體結構，能夠減少到導熱熱管與平板熱管的接觸熱阻，減少了介于導熱熱管與平板熱管之間的空氣，同時減少了空氣所形成的氣隙層所產生的接觸熱阻，提高了散熱效率，導熱內腔設置在平板熱管內，減少了導熱熱管的安裝尺寸，同時也增加了導熱內腔與散熱內腔的換熱面積，提高了散熱效率。

技術方案3：在技術方案2的基礎上，所述平板熱管包括設置有基板和與基板密封配合的蓋板，所述基板和蓋板上均設有凹槽，在基板與蓋板密封配合時分別位于基板和蓋板上的凹槽配合形成了散熱內腔，散熱內腔靠近功率模塊的一側為吸熱面，與吸熱面對應的一側為散熱面。

其有益效果在于：基板與蓋板配合設置能夠形成散熱通道，便與技術人員進行裝配，同時減少了散熱裝置的尺寸，降低了生產成本。

技術方案4：在技術方案1或2或3的基礎上，所述平板熱管和導熱熱管內設有傳遞熱量的工質和為工質提供毛細作用力的毛細結構。

其有益效果在于：設置在平板熱管和導熱熱管內的工質能夠帶動熱量運動，實現在熱管內的熱量循環，提高了散熱效率，毛細結構能夠為工質提供熱循環的作用力。

技術方案5：在技術方案4的基礎上，所述平板熱管的毛細結構設置在散熱內腔中，所述毛細結構為設置在散熱內腔中的微溝道。

其有益效果在于：設置在平板熱管內散熱內腔的微溝道中沿散熱通道的熱阻低，能夠提高散熱量，提高散熱效率。

技術方案6：在技術方案4的基礎上，所述導熱熱管的毛細結構為設置在導熱內腔中的燒結的銅粉。

其有益效果在于：燒結的銅粉能夠為工質提供較大的毛細壓力，能夠加快工質在導熱內腔中的循環速度，從而增加散熱量，提高散熱效率。

技術方案7：在技術方案4的基礎上，所述工質為水。

其有益效果在于：在平板熱管和導熱熱管內設置的工質為水，清潔廉價，且綠色環保無污染，水的比熱容大能夠帶走更多的熱量，提高單位時間內的散熱效率。