[发明专利]用于光伏并网逆变器的功率模块及光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及逆变器技术领域，尤其涉及具有对电解电容进行散热的功能的光伏并网逆变器、及其功率模块。

背景技术

光伏并网发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏并网逆变器是光伏并网发电系统的重要组成部分，用于将来自太阳能电池板的直流电转换为交流电，从而向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。

目前，通常采用电解电容作为光伏并网逆变器的输入逆变母线滤波电容(简称为母线电容)，用于对直流滤波并储存能量。电解电容的性能和寿命关系到光伏并网逆变器从而整个光伏组件的使用性能，同时也决定光伏发电系统的稳定性。电解电容的寿命取决于其工作温度，如果在电解电容的工作中没有对其进行散热，则过高的热量将加速电解液蒸发，当电解液的量减少到一定极限时，电容寿命也就终止。如图1所示，目前市场上的光伏并网逆变器只对功率器件(例如，IGBT)做散热处理，而电解电容的散热仅依靠电解电容自身与环境空气直接接触，导致电解电容的散热效果不佳。

针对上述问题，参考图2，可以设计专门的散热装置(例如，风机304)对电解电容进行散热从而使其冷却，但这会增加整个系统的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本申请的发明人考虑到现有技术的上述情况而做出了本发明。本发明的主要目的在于保证对光伏并网逆变器中的电解电容进行散热，延长电解电容乃至光伏并网逆变器的使用寿命。

解决技术问题的手段

根据本发明的一个方面，提供了一种用于光伏并网逆变器的功率模块，包括功率器件、电解电容、散热器以及驱动电路板，所述电解电容通过所述驱动电路板与所述功率器件连接，所述散热器与所述功率器件接触，其中，所述散热器设置有进风口和主出风口，所述散热器的内部形成用于使外部空气从其流过的主风道，在所述主风道上设置有次出风口，用于将在所述主风道中流动的部分空气导向所述电解电容。

在优选的实施方式中，本发明的光伏并网逆变器在所述次出风口处设置有导风板，用于将所述主风道中流动的部分空气通过所述次出风口导向所述电解电容。

在优选的实施方式中，所述次出风口的形状例如为窄缝状，例如细长的长方形状，长度例如为45厘米，宽度例如为2毫米，其设置在主风道的风道板上的可向电解电容送风的任意位置上，优选设置在风道板的不与电解电容处于同一垂直线上且与电解电容尽可能接近的位置，例如与电解电容的最近距离为5厘米。所述导风板例如沿着所述次出风口的两条长边设置，可以为一个或两个，通常为沿着两条长边设置的两个导风板。例如，在两个的情况下，距离电解电容较远的一个导风板可以向上设置，距离电解电容较近的一个导风板可以向下设置，也可以两个导风板同时向上设置，从而将冷风引导至靠近电解电容的位置。导风板通常相对于水平面倾斜设置，倾斜的角度可为适于向电解电容送风的任何角度，例如，导风板与水平面的夹角分别为15～60度，优选，例如为25～45度。

在优选的实施方式中，所述导风板的截面形状例如是圆弧形或平板形或其他任何适于向电解电容送风的形状。对导风板的尺寸没有特别限制，例如，导风板的长度可以与次出风口的长度相同(例如为45厘米)，导风板的宽度例如为5毫米到4厘米，进一步例如1厘米到2厘米，厚度例如可以为0.5毫米到5毫米，进一步例如1毫米到2毫米。

在本发明的光伏并网逆变器的功率模块的另一优选实施方式中，在所述电解电容上还装有温控器，所述温控器监测所述电解电容的工作温度，并根据所监测到的温度来控制所述导风板的倾角，从而控制通过所述次出风口的风量。

根据本发明的一个方面，还提供了包括上述功率模块的光伏并网逆变器。

本发明的优点

根据本发明的光伏并网逆变器及其功率模块具有如下优点：新颖的母线电容强制风冷设计，在不增加成本的情况下，在低成本下实现了对母线电容强制风冷，提升了系统的可靠性；利用主风扇多余的散热能力，部分冷空气提前引出，从而对母线电容散热。

附图说明

图1是示出一种现有技术的用于光伏并网逆变器的功率模块的示意图，其中20为功率模块，201为功率器件，202为电解电容，203为散热器；

图2是示出另一种现有技术的用于光伏并网逆变器的功率模块的示意图，其中30为功率模块，301为功率器件，302为电解电容，303为散热器，304为风扇；