[實用新型]逆變器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821422544.7
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN208971402U
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安德里亞斯·萊恩;馬丁·德茲巴
• 申請（專利權(quán)）人: 艾思瑪太陽能技術(shù)股份公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H05K7/20;H01L23/467
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

本實用新型涉及逆變器。一種逆變器(1)，包括用于容納電子元件(4、5)的封閉的殼體室(6)和熱交換器(8)，該熱交換器借由內(nèi)部的部分(8a)伸入到該殼體室(6)中并穿過該殼體室(6)的外壁借由外部的部分(8b)伸出到殼體室(6)外部的區(qū)域中。在殼體室(6)內(nèi)部布置了用于驅(qū)動環(huán)繞氣流的通風(fēng)裝置(12)，其中熱交換器(8)被環(huán)繞氣流所圍住，并且殼體室(6)中的間隔壁(3)將流動方向相反指向的環(huán)繞氣流的兩個部分彼此分隔開。通過這種結(jié)構(gòu)可以使密封的殼體有效地散熱，這使得特別是在轉(zhuǎn)換器功率等級高的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)逆變器的緊湊的殼體。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及逆變器，并且具體地涉及具有冷卻設(shè)計以用于特別使逆變器的電子元件有效散熱的逆變器。

背景技術(shù)

目前，太陽能逆變器市場面臨著很大的價格壓力。用于降低特定成本 (歐元/瓦特)的有效措施在于提高器件性能。申請人通過開發(fā)150kW的逆變器來順應(yīng)市場參與者的廣告設(shè)備所追求的這種趨勢。

相比于由SMA開發(fā)的下一代高性能的50kW逆變器，新開發(fā)的逆變器的性能已經(jīng)變成了三倍。這種性能提升直接轉(zhuǎn)移到電子組件的損耗功率上，并且對其散熱提出了巨大的挑戰(zhàn)。大部分的損耗功率分攤在了半導(dǎo)體模塊和電抗器上，因此，它們通常直接經(jīng)由有效的冷卻元件(例如，冷卻體或通過外殼的部件中的澆鑄)與逆變器的環(huán)境連接。然而，大約5％-15％的損耗功率是電子元件造成的，這些電子元件位于逆變器的內(nèi)部空間并且會致使內(nèi)部空間變熱。內(nèi)部空間溫度高會導(dǎo)致電子元件的使用壽命縮短。因此，有必要通過使逆變器的內(nèi)部空間有效地散熱來限制內(nèi)部空間空氣的溫度并從而將元件的溫度限制在80℃-85℃。

根據(jù)太陽能逆變器的現(xiàn)有技術(shù)，內(nèi)部空間的散熱通過兩種物理傳熱機制來實現(xiàn)：

1.逆變器的殼體壁上的自然對流。

2.從殼體壁到環(huán)境的熱輻射。

通過這兩種機制使逆變器散熱原則上無需其它措施總是可行的，前提是逆變器的殼體表面足夠大。

然而，在150kW的逆變器中，功率損耗密度高到使得在殼體尺寸預(yù)先設(shè)定的情況下只有大約一半的在內(nèi)部空間累積的功率損耗可以通過殼體表面被引走。因此，上面概述的通過自然對流和熱輻射進行的散熱策略在功率級>100kW的太陽能逆變器上通過當(dāng)今技術(shù)上的可行方案和可以實現(xiàn)的殼體表面遇到了瓶頸。

實用新型內(nèi)容

因此，本實用新型的任務(wù)在于提供可以通過有效且低成本的方式足夠地散熱的逆變器，特別是功率級>100kW的逆變器。

該任務(wù)通過以下所描述的逆變器得以解決。

在一個方面，本實用新型涉及逆變器，該逆變器包括用于容納電子元件的封閉的殼體室和熱交換器，該熱交換器借由內(nèi)部的部分伸入到殼體室中并穿過殼體室的外壁借由外部的部分伸出到殼體室外部的區(qū)域中。在殼體室內(nèi)部布置了用于驅(qū)動環(huán)繞氣流的通風(fēng)裝置，其中熱交換器被環(huán)繞氣流所圍住，并且殼體室中的間隔壁將流動方向相反指向的環(huán)繞氣流的兩個部分彼此分隔開。通過這種結(jié)構(gòu)可以使密封的殼體有效地散熱，這使得特別是在轉(zhuǎn)換器功率等級高的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)逆變器的緊湊的殼體。

優(yōu)選地，逆變器還具有另外的通風(fēng)裝置，該另外的通風(fēng)裝置被布置成使得由另外的通風(fēng)裝置產(chǎn)生的氣流圍住熱交換器的外部的部分。在這種情況下，另外的通風(fēng)裝置可以被布置在逆變器的外部或者被布置在逆變器殼體的其他部分中，該其他部分具有空氣入口和空氣出口。當(dāng)然，在該室中可以布置另外的待散熱的部件，特別是電抗器或其他熱交換器。

在有利的實施方案中，包圍殼體室的殼體至少部分地以壓鑄工藝制成，優(yōu)選與構(gòu)成殼體的所有部分(諸如，蓋和殼體槽池)以壓鑄工藝制成。然后，熱交換器可以被設(shè)計為殼體的一部分，例如蓋的一部分或殼體池的一部分。但同樣可以的是，熱交換器是獨立的部件，該部件被裝配到殼體的相應(yīng)的開口中并將該開口完全閉鎖。熱交換器例如可以被設(shè)計成具有片材(Lamellen)的冷卻體，經(jīng)冷卻的氣流流經(jīng)該片材。