CN105828586A - 小功率光伏逆变器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小功率光伏逆变器，包括箱体外壳及PCB电路板，半导体开关管位于所述PCB电路板的最上端，电感位于半导体开关管下方，箱体外壳的底板上设有第一散热区和第二散热区，第一散热区与半导体开关管位置相对应，第二散热区与所述电感位置相对应，第一散热区上设有与半导体开关管形状相对应的凹槽，第二散热区上设有与电感形状相对应的凹槽。采用该小功率光伏逆变器，由于热气是向上升的，这样发热量大的器件产生的热量就不会对其他器件造成影响，保证电气元件正常工作，同时该逆变器还在底板上设置散热鳍片，通过散热鳍片可以对光伏逆变器内的发热元件进行有效散热。

Description

小功率光伏逆变器

技术领域

本发明涉及一种光伏逆变器，特别涉及一种小功率光伏逆变器。

背景技术

随着能源的日渐短缺以及环境污染的日渐加重，清洁能源、可再生能源成为目前世界各国重点发展的领域，其中光伏发电技术因其具有绿色、环保、可再生等优点越来越受到人们的重视和欢迎。在光伏发电技术中，用于将光伏组件产生的直流电能转换为交流电能的逆变器是整个光伏发电技术的关键部件。

在光伏逆变器中，电路板上的发热元件较多，如果不能很好的进行散热则有可能会使逆变器箱体内的温度升高，这样就会影响逆变器电路的正常工作，严重时甚至会烧毁电气元件，使光伏逆变器发生故障。为此如何对电气元件进行散热是很多逆变器生产厂家亟需要解决的技术问题。在现有技术中，最长使用的方法就是将电感盒外置进行散热，然而在实际使用过程中，逆变器电路中除了具有电感元件外还设有其他的高发热器件，如半导体开关管等器件，对于这些器件的散热，现有技术仍没有较好的方法解决。而将电感器件设置在外部，会使逆变器整个箱体结构变的复杂，组装起来非常的不方便，而且会使生产成本增加。

再有在现有光伏逆变器电路中，为了防止电气元件烧毁，通常会在光伏逆变器电路中设置热敏电阻，通过热敏电阻来检测光伏逆变器内部的温度，当温度达到一定高度时，热敏电阻会发出反馈信号使设备停机或发出报警信号。目前逆变器电路中热敏电阻多是通过连接线与PCB电路板进行连接，热敏电阻固定在机箱的散热器上检测机箱外壳的温度。采用这种方式，接线较为繁琐，热敏电阻需要通过线材和螺丝进行固定，需要通过人工进行组装，速度较慢、人工成本高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种结构简单、散热效果好、且能够使热敏电阻对逆变器中温度进行精确检测的小功率光伏逆变器。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种小功率光伏逆变器，包括箱体外壳及PCB电路板，所述PCB电路板上设有半导体开关管、电感及热敏电阻，按使用状态下放置箱体外壳时，所述半导体开关管位于所述PCB电路板的最上端，所述电感位于所述半导体开关管下方，所述箱体外壳的底板上设有第一散热区和第二散热区，所述第一散热区与所述半导体开关管位置相对应，所述第二散热区与所述电感位置相对应，所述第一散热区上设有与所述半导体开关管形状相对应的凹槽，所述第二散热区上设有与所述电感形状相对应的凹槽。

优选地，所述底板上设有散热鳍片。

优选地，所述第一散热区、第二散热区所对应底板的厚度相同，所述第一散热区、第二散热区所对应的散热鳍片的末端高度平齐，第一散热区散热鳍片的高度高于第二散热区散热鳍片的高度。

优选地，所述所述箱体外壳上设有一凸台，所述凸台与所述热敏电阻位置相对应，所述热敏电阻贴靠在所述凸台上。

优选地，所述热敏电阻与所述凸台之间设有导热泥，所述热敏电阻为贴片式热敏电阻。

优选地，所述箱体外壳内设有多个限位凸起，所述PCB电路板上设有多个限位卡槽，所述限位凸起与所述限位卡槽的位置一一对应，所述限位凸起卡接在所述限位卡槽内。

优选地，所述限位凸起与支撑柱连接，所述限位凸起的高度高于所述支撑柱的高度，所述支撑柱上设有螺丝孔，所述PCB电路板上设有与所述螺丝孔位置对应的连接通孔。

优选地，所述限位凸起、支撑柱与所述箱体外壳为一体结构，所述PCB电路板上连接通孔的外周设有环形接地铜盘，所述环形接地铜盘与所述支撑柱接触。

如上所述，本发明的小功率光伏逆变器具有以下有益效果：该小功率光伏逆变器的电气元件根据发热量由大到小的顺序由上向下排列，逆变器在工作过程中，由于热气是向上升的，这样发热量大的器件产生的热量就不会对其他器件造成影响，保证电气元件正常工作，同时该逆变器还在底板上设置散热鳍片，通过散热鳍片可以对光伏逆变器内的发热元件进行有效散热。将热敏电阻直接检测箱体外壳上凸台的温度，由于箱体外壳本身采用热传导性较好的金属材料，因此温度相应均衡，故通过检测箱体外壳的温度更能反映箱体外壳内的温度情况，因此测量更加的精确，保证整个光伏逆变器电路正常工作。再有采用这种方式，热敏电阻的安装位置相对固定，因此组装起来更加的方面，可直接采用SMT的方式贴片安装，可有效组装速度，降低用工成本。

附图说明

图1为本发明实施例PCB电路板的结构示意图。

图2为本发明实施例箱体外壳的结构示意图。

图3为本发明实施例PCB电路板与箱体外壳配合的结构示意图。

图4为本发明实施例悬挂使用时的状态示意图。

图5为本发明实施例热敏电阻的安装结构示意图。

图6为本发明实施例箱体外壳限位凸起的结构示意图。

图7为本发明实施例限位凸起的放大示意图。

图8为本发明实施例PCB电路板的结构示意图。

图9为本发明实施例耐压端子的结构示意图。

图10为本发明实施例防雷器件的电路连接示意图。

元件标号说明：1、PCB电路板；11、半导体开关管；12、电感；13、热敏电阻；14、导热泥；15、限位凹槽；16、耐压端子；17、固定端；18、翘起端；19、通孔；2、箱体外壳；21、第一散热区；22、凹槽；23、第二散热区；24、凹槽；25、散热鳍片；26底板；27、凸台；28、限位凸起；3、支撑柱、31螺丝孔；4、PCB电路板上其他电路单元；K开关；C防雷器件。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图10。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1、2所示，本发明提供一种光伏逆变器电路板散热结构，包括箱体外壳2及PCB电路板1，PCB电路板1安装在箱体外壳2内，PCB电路板上设有电气元件，电气元件组成的电路为现有技术，故在此不再详细描述。按使用状态放置箱体外壳2时，一般是悬挂状态，箱体外壳2内PCB电路板1上的电气元件按发热量由大到小的顺序由上向下排列。由于热气是向上升的，这样高发热量电气元件产生的热量就不会对PCB电路板上的其他元件造成影响，从而保证整个电路的元器件都能够正常工作。

作为一种具体实施方式，PCB电路板上的电气元件包括半导体开关管11和电感12，这两种部件都是发热量较高的部件。由于半导体开关管11上的发热量大于电感12的发热量，因此可将半导体开关管11设置在PCB电路板1的最上端，将电感12设置在半导体开关管下方。半导体开关管11设置在PCB电路板1的最上端，半导体开关管11产生的热量上升时没有任何的阻挡，因此散热效果速度更快、散热效果更好（如图4所示）。

为了能起到更好的散热效果，出来依靠风冷进行冷却外，还可通过散热器进行冷却。为此可在箱体外壳2的底板26上设有第一散热区21和第二散热区23，第一散热区21与半导体开关管12位置相对应，第二散热区23与电感12位置相对应，第一散热区21上设有与半导体开关管12形状相对应的凹槽22，第二散热区23上设有与电感12形状相对应的凹槽24。这样当PCB电路板1安装在箱体外壳2内时，半导体开关管11、电感12就可分别置于与其位置对应的凹槽内，这样就可通过箱体外壳2进行散热，为了起到更好的绝缘作用，可在半导体开关管11、电感12与箱体外壳2之间设置散热硅胶、导热泥等材料。

如图3所示，为了能起到更好的散热效果，可在底板26上设置散热鳍片25，这样可提高箱体外壳2的散热效率。作为一种优选方式，第一散热区21、第二散热区23所对应底板26的厚度相同，而第一散热区21、第二散热23区所对应的散热鳍片25的末端高度平齐，这样第一散热区21的散热鳍片的高度就高于第二散热区23的散热鳍片的高度。由于第一散热区中半导体开关管11的散热量更大，而该区域的散热鳍片高度更高，这样就可对该区域起到更好的散热效果。

如图5所示，PCB电路板1上设有热敏电阻13，热敏电阻13用于检测箱体外壳2内腔中的温度。在箱体外壳2上设有一凸台27，凸台27与热敏电阻13位置相对应，热敏电阻13贴靠在凸台27上，通过热敏电阻13检测凸台27上的温度，并通过相应的换算，就可计算出机箱内的温度。为了能够更加精确的检测机箱内的温度，凸台27可设置在箱体外壳2的底板上，并且将凸台27设置在底板的中部，这样检测的温度更加的精确。为了能够提高绝缘强度，可在热敏电阻13与凸台27之间设置导热泥14。热敏电阻13可采用贴片式热敏电阻，这样就可通过SMT方式之间印刷在PCB电路板1上。

如图6、7、8所示，机箱外壳2内设有多个限位凸起28，PCB电路板1上设有多个限位卡槽15，限位凸起28与限位卡槽15的位置一一对应，当PCB电路板1固定在机箱外壳2内时，限位凸起28卡接在限位卡槽15内，这样就可防止PCB电路板1在机箱外壳2内来回移动，使PCB板固定在机箱外壳2内。作为一种具体实施方式，可在机箱外壳2内设有三个限位凸起28，并且三个限位凸28起不在同一直线上，依据三点确定一个平面的原理，通过三个限位凸起28，就能将PCB电路板1限制在机箱外壳2内。为了便于安装，限位凸起28可设置为呈圆弧状，限位卡槽15设置为圆弧形凹槽，这样可非常方便的将限位凸起28卡接在限位凹槽15内。为了便于加工，限位凸起28设置在机箱外壳2的侧壁上，限位卡槽15设置在PCB电路板的边缘。

PCB电路板1限制在机箱外壳2内后，为了将PCB电路板1与机箱外壳2进行固定，可在限位凸起28上设置支撑柱3，限位凸起28与支撑柱3连接，限位凸起28的高度应高于支撑柱3的高度，这样即可将PCB电路板1进行定位，又可使其支撑在支撑柱3上。支撑柱3上设有螺丝孔31，同时应在PCB电路板上设置与螺丝孔位置对应的连接通孔，这样通过螺丝就可将PCB电路板与机箱外壳2固定连接在一起。

作为一种优选方式，限位凸起28、支撑柱3与机箱外壳2为一体结构。同时可在PCB电路板上连接通孔的外周设有环形接地铜盘，当PCB电路板1固定在机箱外壳2内时，环形接地铜盘与支撑柱3接触，这样可使PCB电路板1上的电路更好的与地连接，可有效防止电路受到外界信号的干扰。

如图9所示，在PCB电路板1上还设有耐压端子16，防雷器件可通过该耐压端子与接地印刷电路电连接，该耐压端子16的任意一端可翘起，当耐压端子16的一端翘起后，防雷器件与接地印刷电路的电连接断开，这样防雷器件就处于断路状态。作为一种具体实施方式，耐压端子16包括一固定端17和一翘起端18，固定端17与防雷器件连接，翘起端18与接地印刷电路连接，这样当翘起端18翘起时，防雷器件连处于断路状态。当当翘起端18下压与PCB电路板上的接地印刷电路接触时，防雷器件连处于连通状态。作为一种优选实施例，可在翘起端18上设置一通孔19，当进行外耐压试验在工作状态时，可将螺丝插入该通孔19，将翘起端18与机箱外壳上的支撑柱3上的螺丝孔31直接连接，这样可进一步降低电路的接地电阻。

如图10所示，防雷器件C可通过耐压端子16形成的开关K与PCB电路板上其他电路单元4连接，当耐压端子16向上翘起后，开关K断开，防雷器件C处于断路状态，此时进行耐压试验，防雷器件C不会被击穿。当耐压端子16下压与与接地印刷电路接触时，开关K连通，防雷器件C与电路板上的其他电路连接，此时防雷器件C可正常工作。

该小功率光伏逆变器的电气元件根据发热量由大到小的顺序由上向下排列，逆变器在工作过程中，由于热气是向上升的，这样发热量大的器件产生的热量就不会对其他器件造成影响，保证电气元件正常工作，同时该逆变器还在底板上设置散热鳍片，通过散热鳍片可以对光伏逆变器内的发热元件进行有效散热。将热敏电阻直接检测箱体外壳上凸台的温度，由于箱体外壳本身采用热传导性较好的金属材料，因此温度相应均衡，故通过检测箱体外壳的温度更能反映箱体外壳内的温度情况，因此测量更加的精确，保证整个光伏逆变器电路正常工作。再有采用这种方式，热敏电阻的安装位置相对固定，因此组装起来更加的方面，可直接采用SMT的方式贴片安装，可有效组装速度，降低用工成本。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种小功率光伏逆变器，包括箱体外壳及PCB电路板，所述PCB电路板上设有半导体开关管、电感及热敏电阻，其特征在于：按使用状态下放置箱体外壳时，所述半导体开关管位于所述PCB电路板的最上端，所述电感位于所述半导体开关管下方，所述箱体外壳的底板上设有第一散热区和第二散热区，所述第一散热区与所述半导体开关管位置相对应，所述第二散热区与所述电感位置相对应，所述第一散热区上设有与所述半导体开关管形状相对应的凹槽，所述第二散热区上设有与所述电感形状相对应的凹槽。

2.根据权利要求1所述的小功率光伏逆变器，其特征在于：所述底板上设有散热鳍片。

3.根据权利要求2所述的小功率光伏逆变器，其特征在于：所述第一散热区、第二散热区所对应底板的厚度相同，所述第一散热区、第二散热区所对应的散热鳍片的末端高度平齐，第一散热区散热鳍片的高度高于第二散热区散热鳍片的高度。

4.根据权利要求1所述的小功率光伏逆变器，其特征在于：所述所述箱体外壳上设有一凸台，所述凸台与所述热敏电阻位置相对应，所述热敏电阻贴靠在所述凸台上。

5.根据权利要求4所述的小功率光伏逆变器，其特征在于：所述热敏电阻与所述凸台之间设有导热泥，所述热敏电阻为贴片式热敏电阻。

6.根据权利要求1所述的小功率光伏逆变器，其特征在于：所述箱体外壳内设有多个限位凸起，所述PCB电路板上设有多个限位卡槽，所述限位凸起与所述限位卡槽的位置一一对应，所述限位凸起卡接在所述限位卡槽内。

7.根据权利要求6所述的小功率光伏逆变器，其特征在于：所述限位凸起与支撑柱连接，所述限位凸起的高度高于所述支撑柱的高度，所述支撑柱上设有螺丝孔，所述PCB电路板上设有与所述螺丝孔位置对应的连接通孔。

8.根据权利要求7所述的小功率光伏逆变器，其特征在于：所述限位凸起、支撑柱与所述箱体外壳为一体结构，所述PCB电路板上连接通孔的外周设有环形接地铜盘，所述环形接地铜盘与所述支撑柱接触。