Johdatus aurinkosähköinvertterien lämmönpoistoon

Aurinkosähköinen invertteri:

Aurinkoenergian suora ulostulo on enimmäkseen 12VDC, 24VDC, 48VDC. Järjestelmän tuottaman tasavirran tehokas muuntaminen AC-sähköksi tulisi toteuttaa siten, että 220 VAC:n laitteille saadaan riittävästi tehoa, joten päävalinta on DC-AC invertteri. Invertterin päätehtävä on toteuttaa tasavirran tehokas muuntaminen vaihtovirraksi. Sekä aurinkokennot että akut ovat tasavirtalähteitä, joten kun kuorma sisältää vaihtovirtaa, invertteristä tulee välttämätön osa.

Aurinkosähköinvertterien lämmönpoisto-ongelmat

Tilastojen mukaan joka kerta kun elektronisten komponenttien lämpötila nousee 2 ℃, luotettavuus laskee 10 %, lämpötilan nousu on 50 ℃ ja käyttöikä on vain 1/6 25 ℃ lämpötilasta. Siksi elektroniset komponentit on hajotettava tehokkaasti laitteiden luotettavan toiminnan varmistamiseksi. Voidaan havaita, että lämmönpoisto-ongelmasta on tullut yhä tärkeämpi elektroniikkatekniikan kehitykseen vaikuttava tekijä erityisesti tehoelektroniikkateollisuudessa.

Invertterin tärkeimmät lämmönpoistokomponentit ovat IGBT ja induktori, erityisesti invertteri-IGBT:n (Insulated Gate Bipolar Transistor) ydinkomponentti, joka tuottaa käytön aikana paljon lämpöä, mikä on noin 1-1,5 % nimellisarvosta. tehoa. Se hajoaa IGBT:ssä ja muuttuu lämmöksi. Tämä osa lämmöstä lämmittää teholaitteen suulakkeen ja nostaa liitoslämpötilaa. Jos tätä lämpöä ei voida vapauttaa oikea-aikaisesti ja tehokkaasti, se vaikuttaa laitteen suorituskykyyn, mikä heikentää järjestelmän'toiminnan luotettavuutta ja jopa vahingoittaa laitetta. IGBT:n sallittu käyttölämpötila on yleensä alle 125 ~ 150 °C, joten lämpöä ympäristöön on käytettävä tehokkaita keinoja. Tällä hetkellä yleisesti käytetty menetelmä pienemmän tehon inverttereissä on asentaa IGBT jäähdyttimeen ja luottaa luonnolliseen lämmönpoistomenetelmiin jäähdytyksessä.

Lämmönpoistosuunnittelu

Varsinaisessa lämmönpoistosuunnittelussa luonnollinen jäähdytys, pakotettu ilmajäähdytys tai nestejäähdytys valitaan yleensä lämmön suhteen aikayksikköä kohden lämmönpoistoalueeseen eli lämpövuon (lämpövirtaustiheyden) mukaan.

Lämmönlähteet jaetaan yleensä keskitettyihin lämmönlähteisiin ja yhtenäisiin lämmönlähteisiin. Kun keskitettyjen lämmönlähteiden, kuten IGBT:iden, lämmönpoistoalue on rajoitettu, lämpö johdetaan lämpöputken kautta tasaiselle lämpötilalevylle ja johdetaan sitten lämpöpatteriin. Tasaisissa lämmönlähteissä, kuten litiumakuissa, lämpöputkia ei yleensä käytetä.

Muissa syöttötiedoissa on oltava tiedot, kuten osan rakennekaavio, osan lämmönjohtavuus, lämmitysteho, ympäristön lämpötila ja paine sekä lämpöhäviö.

Ulkona käytettävillä pienitehoisilla aurinkosähköinverttereillä on ankara ja monimutkainen työympäristö. Ne eivät ainoastaan ​​vaadi vakaata ja luotettavaa ilmanvaihtoa ja lämmönpoistoa, vaan myös hyvän suojatason. Yleensä suojaustason on oltava yli IP54. Ristiriitaiset vaatimukset aiheuttavat lämpösuunnittelun rajoituksia. Se'on erittäin vaikeaa.

Tällaisissa ongelmissa perinteinen lähestymistapa on käyttää tuulettimia, joilla on korkea suojaustaso (vesitiivis, pölytiivis jne.) lämmön haihdutuksen parantamiseksi. Vaikka tällä menetelmällä on hyvä lämmönpoistovaikutus, tuulettimen huolto on silti väistämätön tehtävä ankarissa työympäristöissä. Tietyssä määrin se ei vain lisää kustannuksia, vaan myös vähentää tuotteen käyttöikää. Passiivisena jäähdytysmenetelmänä luonnollisella konvektiojäähdytyksellä on monia etuja, kuten korkea luotettavuus, huoltovapaa, hyvä vakaus, ei melua, ei virrankulutusta, ei liikkuvia osia jne. Se tarjoaa uuden teknisen tavan ratkaista tällaisia ​​ongelmia.