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小功率户外型光伏并网逆变器的防水及风道设计

时间：2009-08-10 09:36:25

关键字：小功率光伏并网逆变器 BSP 散热器

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[导读]针对光伏并网逆变器户外安装既要解决防水问题，又要满足产品热设计的要求，特别设计了上、下双层独立密封及转90度风道的特殊结构；将弱电控制电路与强电主电路相互隔离，对发热器件采用强迫风冷的方式解决散热问题。目前，这种结构方式已获得成功应用。

O 引言
户外型光伏并网逆变器的设计既要可靠防水又能将功率器件产生的热量排出箱体外。如果完全密封而没有合理的风道，解决了防水却无法满足热设计的要求；如果仅设计了简单的风道，解决了散热问题，却给箱体密封防水提出了难题；针对看似相矛盾的问题，本文提出了一种采用上下双层独立密封及转90度风道的特殊结构。经过长期的实践应用已完全取得成功。

l 上、下双层腔体的独立密封
针对不同器件防护等级要求的不同、弱电控制电路与强电主电路相互隔离与屏蔽的要求以及功率器件散热的要求，将产品的整体结构分成上下双层腔体，实现相互间的隔离、屏蔽及独立密封；两层之间的连线通过防水端子密封。上、下双层密封腔体的构成见图1。

1．1 上层控制电路的封闭腔体的构成
中间隔板上层安装功率主电路板10，配电板11，控制板12；箱体1上底部安装防水端子13；箱体l的上口周边安装自夹紧式密封圈14；上盖板15与箱体1固定；这样箱体1上半部形成一个上层的密封腔体，能完全防水、防尘，能达到IP65的防护等级。
1．2 下层封闭腔体的构成
中间隔板下层安装有散热器2，风道板3、4，电抗器5，变压器6；箱体1下底部装有风机7；箱体l两侧面装有百叶窗8；下盖板16与箱体1固定；这样整个箱体1中间隔板下层就形成一个相对封闭的腔体；中间隔板与箱体周边、散热器与中间隔板贴合面周边涂上防水密封胶，电抗器、变压器都由环氧灌封，有效进行防水。整个腔体能达到IP54的防护等级。

2 转90度风道的构成
转90度风道的构成见图2。

    1)由风机7、散热器2、风道板3／4、百叶窗8形成转90°风道。
    2)冷风流过的路径：冷风→风机→两只变压器→两只电抗器→流过散热器齿面→通过风道板形成的风道，将热气流转变90°后从左右两侧百叶窗排出箱体。
    3)为实现转90°的风道，散热器的齿需要特殊加工，将其中的几片齿从中间铣去一部分，形成导风口，如图3所示。
    4)为实现气流的通畅，减小风阻，增大出风口面积，百叶窗的相邻叶片连接处需要冲截成缺口，如图4所示。

3 应用实例
该上、下双层独立密封及转90度风道的结构已成功应用于户外6kVA光伏并网逆变电源的结构设计上(见图5)，产品整机性能可靠，完全满足户外运行的特殊要求。

4 结束语
对于小功率户外型光伏并网逆变电源产品的设计，既要充分做好防水设计，又要兼顾热设计；本文提出的上、下双层独立密封腔体及转90度风道的结构可靠的解决了这两方面的设计要求。该技术方案可以用于其它类似的户外产品中。