CN115664165B - 逆变器及电源设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种逆变器及电源设备，沿第一方向将多个电感依次排列于收容腔上，通过改变第一散热翅片和第二散热翅片的设置方向，可以获得第一散热通道和第二散热通道。使上述部分散热通道规避沿第一方向设置的下一个电感，部分冷却气流不会被逐级加热，距离风扇较远的电感的散热效果得到显著增强。

Description

逆变器及电源设备

技术领域

本发明实施例涉及光伏设备技术领域，特别是涉及一种逆变器及电源设备。

背景技术

近年来，能源发展的目的是构建一个清洁低碳、安全高效的能源体系，光伏产业作为此能源体系中的一环，其发展速度大幅提高。

作为光伏产业中的重要部件，逆变器能把直流电能转变成定频定压或调频调压交流电。逆变器内部具备升压电路和逆变电路。无论是升压电路还是逆变电路均设置有电感和功率开关，这些电感和功率开关在工作时会产生较大热量，所以需要对逆变器进行散热，以保证逆变器能正常工作。

现有的逆变器中，一般都是将电感和功率开关安装于散热器外壳内，进而在散热器外壳内安装散热风扇，通过散热风扇吹出的冷风带离电感和功率开关上的热量。

在实施现有技术的过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：由于逆变器逐渐小型化，为了节省空间，一般是将逆变器沿某一方向排列于散热壳体内，距离散热风扇越远的电感温度越高。

发明内容

本发明实施例提供一种逆变器及电源设备，能够降低距离散热风扇较远的电感的温度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

第一方面，本发明提供一种逆变器，包括：

壳体，设有相互连通的收容腔、进风孔和出风孔，所述出风孔和进风孔连通所述收容腔与所述壳体的外界连通；

散热件，包括第一散热翅片与第二散热翅片；

功率件，包括多个电感，多个所述电感沿第一方向依次设置于所述收容腔，每个所述电感均至少间隔设置一所述第一散热翅片及一所述第二散热翅片；

其中，所述第一散热翅片与所述第二散热翅片均沿第二方向设置，所述第二方向与所述第一方向相交，所述第一散热翅片与所述第二散热翅片之间限定出沿所述第二方向设置的第一散热通道，以使任意相邻的两个所述电感的第一散热通道至少部分错开；或者，所述第一散热翅片沿所述第二方向设置，所述第二散热翅片沿第三方向设置，所述第二方向及所述第三方向均与所述第一方向相交，并且所述第二方向与所述第三方向相交，所述第一散热翅片与所述第二散热翅片之间限定出第二散热通道，以使任意相邻的两个所述电感的第二散热通道至少部分错开；

以及

风机组件，设置于所述进风孔内，所述风机组件沿所述第一方向与所述电感间隔设置并用于产生冷却气流，所述冷却气流流经所述第一散热通道或者所述第二散热通道并经所述出风孔流出所述壳体。

在一实施例中，所述功率件还包括功率开关，所述功率开关设置于所述收容腔，所述散热件还包括散热齿，所述功率开关与所述电感之间限定出导风腔，沿所述第一方向，至少部分所述风机组件与所述导风腔相对设置并与所述第一散热通道或者所述第二散热通道连通。

在一实施例中，所述导风腔包括相互连通的第一风道和第二风道，所述第一风道和所述第二风道沿所述第一方向依次设置，所述第一风道相较所述第二风道靠近所述风机组件，所述第二风道的体积小于所述第一风道的体积。

在一实施例中，所述逆变器还包括导流件，所述导流件设于所述第一风道内，并且所述导流件用于将至少部分所述冷却气流导向至所述第一散热通道或者所述第二散热通道。

在一实施例中，在所述导流件远离所述风机组件的方向上，所述导流件与所述电感的距离逐渐减小。

在一实施例中，所述风机组件设置有多个，至少一个所述风机组件用于产生朝向所述第一散热通道或者所述第二散热通道的所述冷却气流。

在一实施例中，所述第一方向与所述第二方向的夹角范围为20-45°。

在一实施例中，所述逆变器还包括挡风板，所述挡风板设于所述第二风道沿所述第一方向远离所述风机组件的一端。

在一实施例中，所述壳体包括第一壁、第二壁和第三壁，所述第一壁和所述第二壁沿所述第一方向相对设置，所述第三壁设置于所述第一壁和所述第二壁之间，所述第三壁与所述第一壁垂直，所述进风孔设置于第一壁，所述出风孔设置于第二壁和第三壁。

第二方面，提供一种电源设备，包括第一方面中的逆变器。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的实施例的一种逆变器及电源设备，沿第一方向将多个电感依次排列于收容腔上，通过改变第一散热翅片和第二散热翅片的设置方向，可以获得第一散热通道和第二散热通道。使上述部分散热通道规避沿第一方向设置的下一个电感，部分冷却气流不会被逐级加热，距离风扇较远的电感的散热效果得到显著增强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例的逆变器的立体图；

图2为本发明的一实施例中的逆变器的内部结构示意图；

图3为本发明的另一实施例中的逆变器的内部结构示意图；

图4为图2中的逆变器的第一冷却气流流向示意图；

图5为图3中的逆变器的第二冷却气流流向示意图；

图6为本发明的实施例的逆变器的第三冷却气流流向示意图；

图7为本发明的实施例的第一散热通道的结构示意图；

图8为本发明的实施例的第二散热通道的结构示意图。

附图标记说明：

100、壳体；110、第一壁；120、第二壁；130、第三壁；140、收容腔；150、进风孔；160、出风孔；

200、功率件；210、电感；220、功率开关；230、导风腔；231、第一风道；232、第二风道；

300、散热件；310、第一散热翅片；320、第二散热翅片；330、散热齿；340、第一散热通道；350、第二散热通道；

400、风机组件；

500、导流件；

600、挡风板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面参照附图，进一步描述本发明。为了描述方便，后文中，术语“第一方向”、“第二方向”等均是针对附图图面的方向，在本文中，第二方向与第一方向相交（不包括交错的情况），只用于解释本发明，并不用于对本发明进行限定。

对于电感的散热，一般是将多个电感沿着散热风扇的吹风方向依次排布，冷风每流过一电感后都会被加热一次。此种散热方式下，经过多次逐级加热的空气会将热量带到距离风扇较远的电感上，电感的数量设置越多，距离风扇越远的电感温度越高，无法起到散热的目的，长时间的使用会导致电感损坏，逆变器使用寿命降低。

为了解决上述问题，请参阅图1，本发明的实施例提供一种逆变器，包括：壳体100、功率件200、散热件300以及风机组件400。

对于上述壳体100，示例性地，壳体100可以为长方体，由多个外壳拼接而成。

请参阅图2-3，壳体100内部限定有空腔，同时以壳体100的一个内壁作为收容腔140，收容腔140用以放置功率件200等部件。壳体100上设有通风孔，通风孔用于连通壳体100的内部与壳体100的外部，以进行空气热交换。

作为通风孔的一种说明，通风孔应该做广义理解，通风孔可以为在壳体100的侧壁上单独开设的通孔，通风孔也可以为在进行壳体100装配时，由于装配工艺的限制而在各个外壳之间的产生的间隙，一切为了导通壳体100内部和外部的孔、间隙、缝等均应视为通风孔。

请参阅图2-3，对于上述功率件200，包括多个（两个及以上的）电感210。可以理解，若是多个电感210不沿第一方向排列，电感210就需要占据其他部件的散热空间，为了保证其他部件的散热效果，逆变器整机尺寸就需要加大。所以本实施例将多个电感210沿第一方向依次设置于收容腔140，可以大幅的节省电感210占据收容腔140的空间，使其他部件可以规律排布，结构紧凑的同时保证散热能力。

另外需要说明的是，在本实施例中，对于逆变器而言，逆变和升压是光伏逆变器最主要的功能，本实施例主要是针对电感210的散热问题进行改进，本实施例的功率件200应该也具备功率开关220及散热器等部件。本实施例对功率开关220及其散热器并未改进，功率开关220及其散热器以常规方式设置于收容腔140上，也不应该成为本实施例公开不充分的理由。

请参阅图2-3，对于上述散热件300，散热件300包括第一散热翅片310与第二散热翅片320，散热件300一般设置有多个。第一散热翅片310与第二散热翅片320可以规律地排列于电感210的外侧，以获取较为均匀的散热效果，也可以无规律的排布于电感210的外侧，本发明不做任何限制。

可以理解，第一散热翅片310与第二散热翅片320之间形成用于进行空气流通的散热通道，具体而言，根据第一散热翅片310与第二散热翅片320的设置方向获得第一散热通道340和第二散热通道350。在下文中，为了方便进行说明，第一散热翅片310与第二散热翅片320也称为散热翅片，第一散热通道340和第二散热通道350也称为散热通道。

请参阅图7-8，当第一散热翅片310与第二散热翅片320均沿第二方向设置时，第一散热翅片310与第二散热翅片320之间限定出沿第二方向设置的第一散热通道340，以使任意相邻的两个电感210的第一散热通道340相互平行，并且上述第一散热通道340朝向第二方向，从第一散热通道340流出的冷却气流沿第二方向流动，上述部分冷却气流不经过相邻的电感210，从而不会对冷却气流多次逐级加热，散热效果良好。

或者，第一散热翅片310沿第二方向设置，第二散热翅片320沿第三方向设置，第二方向及第三方向均与第一方向相交，第二方向与第三方向相交，第一散热翅片310与第二散热翅片320之间限定出第二散热通道350。可以理解，第二散热通道350类似于锥形，从第二散热通道350流出的冷却气流沿第二方向与第三方向之间流动，由于第二方向及第三方向均与第一方向相交，上述部分冷却气流不经过相邻的电感210，从而不会对冷却气流多次逐级加热，散热效果良好。

示例性地，散热翅片可以为中间具有连接孔的散热板，通过连接孔将散热翅片套设于电感210上，散热翅片也可以为散热片，散热片与电感210固定连接。

请参阅图5-6，对于上述风机组件400，风机组件400用于产生冷却气流。冷却气流为具备预定温度的气流（例如25°的气流），可以根据需要进行设置，本发明不做任何限制。当冷却气流吹过电感210等待散热部件的表面时，冷却气流与电感210表面和散热翅片表面发生热对流，将电感210表面的热量带离，从而对电感210进行散热。

风机组件400可以为散热风扇，也可以为空气泵等设备，散热风扇可以设置为多个，多个散热风扇可以沿与第一方向垂直的方向设置为一排。

风机组件400设置于收容腔140，并且风机组件400沿第一方向与电感210间隔设置，风机组件400在第一方向上与电感210之间具备缓冲空间，缓冲空间可以增加风机组件400产生的冷却气流的流动范围，从而使冷却气流覆盖相对较大的范围，风机组件400可以朝向第一方向吹出冷却气流，至少部分冷却气流流经散热通道并经通风孔将电感210上的热量带至壳体100的外部。

由此，本发明的实施例的一种逆变器，沿第一方向将多个电感210依次排列于收容腔140上，通过改变第一散热翅片310和第二散热翅片320的设置方向，可以获得第一散热通道340和第二散热通道350。使上述部分散热通道规避沿第一方向设置的下一个电感210，部分冷却气流不会被逐级加热，距离风扇较远的电感210的散热效果得到显著增强。

请参阅图2，在一实施例中，功率件200还包括功率开关220，功率开关220设置于收容腔140，散热件300还包括散热齿330，散热齿330设置于功率开关220的部分表面。示例性地，散热齿330可沿第一方向设置。功率开关220与电感210之间限定出导风腔230。

对于一般的逆变器而言，在散热风扇的长度确定时，电感210与功率开关220尽可能地贴合，从而可以减小散热外壳的尺寸，冷却气流分别经过散热翅片或者散热齿330后从出风孔160流出，这样对冷却气流的流动会产生阻碍，距离风机组件400较远的电感210上冷却气流流动速度很小，不利于壳体100内部与外界之间的空气流通。

而在本发明中，作为一种导风腔230成型示例，散热齿330设置于功率开关220的部分表面，在功率开关220的未设置散热齿330的表面、散热齿330与电感210之间限定出导风腔230，导风腔230的大小取决于功率开关220未连接散热齿330的表面的大小。从另一角度来说，导风腔230的成型方式为，切去部分功率开关220上的散热齿330，从而在功率开关220未被切去的散热齿330与电感210之间形成导风腔230。作为一种导风腔230的设置示例，导风腔230可以沿第一方向设置于壳体100内。沿第一方向，至少部分风机组件400与导风腔230相对设置并与散热通道连通，从而可以使部分冷却气流直接吹入导风腔230内并沿导风腔230流动。

请参阅图4-6，作为一种导风腔230形状的示例，导风腔230可以为锥形，导风腔230沿风机组件400朝向出风孔160的方向上，尺寸逐渐减小，可以理解，冷却气流在流经导风腔230时，由于导风腔230的尺寸逐渐减小，冷却气流的流速逐渐加快，增加壳体100内的散热能力。

区别于现有技术，一方面，参照上述导风腔230成型方式，在并未增加壳体100尺寸的情况下，导风腔230会降低散热齿330的设置数量，即会降低功率开关220的散热能力，另一方面，导风腔230的设置可以使得冷却气流定向流动，并且能降低冷却气流的流动风阻，从而可以加快壳体100内部的冷却气流流速，进而将冷却气流更多地引导至远离风机组件400的电感210上，使各个电感210的散热效果趋同，改善电感210散热效果。同时，由于导风腔230内加快冷却气流的流速，在单位时间内，散热齿330上冷却气流流量相对增加，从而抵消部分因散热齿330减小导致散热能力变差的影响。

请参阅图5-6，在一实施例中，为了更进一步地减小设置导风腔230对功率开关220散热的影响，导风腔230包括相互连通的第一风道231和第二风道232，并且第一风道231和第二风道232沿第一方向依次设置，第二风道232的体积小于第一风道231的体积。

第一风道231与第二风道232形成一个类似阶梯状的低风阻区，第一风道231相较于第二风道232靠近风机组件400，第一风道231作为一个冷却气流的缓冲区，在第一风道231内的冷却气流既可以流向散热齿330，又可以流向散热翅片，更近一步地，第二风道232的体积小于第一风道231的体积，可以理解，冷却气流从第一风道231流至第二风道232时，由于第二风道232的尺寸逐渐减小，冷却气流的流速逐渐增加，改善远离风机组件400的电感210的散热效果。

请参阅图3，在一实施例中，为了进一步增强电感210的散热能力：逆变器还包括导流件500，导流件500设于导风腔230内，导流件500的设置方向与第一方向相交，当散热通道为第一散热通道340时，导流件500的设置方向与第二方向平行，当散热通道为第二散热通道350时，导流件500的设置方向位于第二方向和第三方向之间，导流件500将风机组件400产生的部分冷却气流直接导向至散热通道内，增加散热通道的进风量，从而增加电感210的散热效果。

请参阅图4-6，在一实施例中，在导流件500远离风机组件400的方向上，导流件500与电感210的距离逐渐减小。可以理解，导流件500可以设置于第一风道231，导流件500可以将第一风道231进行分割，从而减少经散热齿330加热后的气流流向散热通道，使电感210与功率开关220分离散热。导流件500与电感210的距离逐渐减小，可以增加流入第二通道的冷却气流的风速及流量，使沿第一方向距离风机组件400较远的电感210具备良好的散热效果。

在一实施例中，风机组件400设置有多个，至少一个所述风机组件400用于产生朝向第一散热通道340或者第二散热通道350的冷却气流。

可以理解，在传统的逆变器中，通常设置有多个散热风扇，为了便于进行安装，多个散热风扇呈一条直线排列，散热风扇件能以类似于抽屉式的抽拉方式插入散热壳内，而这样就会限定冷却风的流向，由于本发明通过散热通道，很显然这无法直接适用于本发明，若是采用与现有技术相同的手段，则会导致只有少量的冷却风进入散热通道，所以本发明设置多个风机组件400的同时，使至少一个风机组件400朝向第一散热通道340或者第二散热通道350，从而此风机组件400产生的冷却气流可以直接进入散热通道内，既能增强电感210的散热效果，又能保证功率开关220的散热效果。

请参阅图6，示例性地，多个风机组件400可以安装于安装板，其中一个风机组件400与安装板枢转连接，风机组件400能以与安装板连接处为枢转轴进行转动，从而朝向散热通道转动。

请参阅图7-8，在一实施例中，第一方向与第二方向的夹角范围为20-45°。可以理解，第一方向与第二方向的夹角越大，第一方向与第二方向的偏离程度也越大，反之亦然。例如当第一方向与第二方向垂直时，风机组件400吹出的冷却气流无法进入散热通道，当第一方向与第二方向平行时，无法达到本发明的散热效果，所以第一方向与第二方向的夹角需要进行合理设置，例如，第一方向与第二方向之间的夹角可以为20°、23°、26°、29°、32°、35°、38°、41°、45°，作为优选，第一方向与第二方向之间的夹角为30°，此时距离风机最远组件的电感210温度可比常规设置降低十度。

在一实施例中，冷却气流可能直接从第二风道232流出，为了增加电感210及功率开关220的散热效果，逆变器还包括挡风板600，挡风板600设于第二风道232沿第一方向远离风机组件400的一端，冷却气流经挡风板600后朝向散热件300或者散热翅片流动。

请参阅图1，在一实施例中，壳体100包括第一壁110、第二壁120和第三壁130，第一壁110和第二壁120沿第一方向相对设置，第三壁130设置于第一壁110和第二壁120之间，第三壁130与第一壁110垂直，进风孔150设置于第一壁110，出风孔160设置于第二壁120和第三壁130。需要说明的是，第二壁120上的出风孔160与散热齿330连通，第三壁130上的出风孔160与散热通道连通，经散热通道排出的加热后的冷却气流可以直接排出壳体100而不会在壳体100内暂存，避免壳体100因吸热而温度上升较快，从而达到本发明逆变器整体温度低于传统逆变器的温度。

本发明还提出了一种电源设备，包括上述的逆变器。该逆变器的具体结构参照上述实施例，由于本采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种逆变器，其特征在于，包括：

壳体，设有相互连通的收容腔、进风孔和出风孔，所述出风孔和进风孔连通所述收容腔与所述壳体的外界连通；

散热件，包括第一散热翅片与第二散热翅片；

功率件，包括多个电感，多个所述电感沿第一方向依次设置于所述收容腔，每个所述电感均至少间隔设置一所述第一散热翅片及一所述第二散热翅片；

其中，所述第一散热翅片与所述第二散热翅片均沿第二方向设置，所述第二方向与所述第一方向相交且不垂直，所述第一散热翅片与所述第二散热翅片之间限定出沿所述第二方向设置的第一散热通道，以使任意相邻的两个所述电感的第一散热通道至少部分错开；或者，所述第一散热翅片沿所述第二方向设置，所述第二散热翅片沿第三方向设置，所述第二方向及所述第三方向均与所述第一方向相交，并且所述第二方向与所述第三方向相交，所述第一散热翅片与所述第二散热翅片之间限定出第二散热通道，以使任意相邻的两个所述电感的第二散热通道至少部分错开；

以及

风机组件，设置于所述进风孔内，所述风机组件沿所述第一方向与所述电感间隔设置并用于产生冷却气流，所述冷却气流流经所述第一散热通道或者所述第二散热通道并经所述出风孔流出所述壳体。

2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述功率件还包括功率开关，所述功率开关设置于所述收容腔，所述散热件还包括散热齿，所述功率开关与所述电感之间限定出导风腔，沿所述第一方向，至少部分所述风机组件与所述导风腔相对设置并与所述第一散热通道或者所述第二散热通道连通。

3.根据权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述导风腔包括相互连通的第一风道和第二风道，所述第一风道和所述第二风道沿所述第一方向依次设置，所述第一风道相较所述第二风道靠近所述风机组件，所述第二风道的体积小于所述第一风道的体积。

4.根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括导流件，所述导流件设于所述第一风道内，并且所述导流件用于将至少部分所述冷却气流导向至所述第一散热通道或者所述第二散热通道。

5.根据权利要求4所述的逆变器，其特征在于，在所述导流件远离所述风机组件的方向上，所述导流件与所述电感的距离逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述风机组件设置有多个，至少一个所述风机组件用于产生朝向所述第一散热通道或者所述第二散热通道的所述冷却气流。

7.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向的夹角范围为20-45°。

8.根据权利要求5所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括挡风板，所述挡风板设于所述第二风道沿所述第一方向远离所述风机组件的一端。

9.根据权利要求1-8任一项所述的逆变器，其特征在于，所述壳体包括第一壁、第二壁和第三壁，所述第一壁和所述第二壁沿所述第一方向相对设置，所述第三壁设置于所述第一壁和所述第二壁之间，所述第三壁与所述第一壁垂直，所述进风孔设置于第一壁，所述出风孔设置于第二壁和第三壁。

10.一种电源设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的逆变器。

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