CN117119674A - 驱动板组件及光伏系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种驱动板组件及光伏系统。驱动板组件包括板体，所述板体上的表面设置有安装区域和空板区域；敷铜层，所述敷铜层设置于所述空板区域；电容，电容设置于所述安装区域上，且所述电容与所述敷铜层电连接；所述安装区域上设置有贯穿所述板体的通孔。本发明提供的驱动板组件及光伏系统，利用通孔来保证电容的焊盘与敷铜层之间的电气间隔，在达到相同的电气间隔效果的前提下，敷铜层的敷铜面积能够进一步增加，从而保证敷铜层满足载流需求，散热风扇吹入的冷风能够通过通孔送至电容处，保证对电容的散热效果，也即通过设置通孔同时实现了散热和增加载流的双重效果，有效的提高了驱动板的安全、高效的要求。

Description

驱动板组件及光伏系统

技术领域

本发明涉及光伏设备技术领域，特别是一种驱动板组件及光伏系统。

背景技术

风能、光伏发电近年来得到了蓬勃发展。然而这些能源随着自然条件的变化而变化，呈现间歇的特性，不能提供稳定的电力供应。因此存在大量的“弃风”、“弃光”现象，造成了资源的浪费。储能系统的发展可以很好地解决这个问题。

通过储能变流器的配合，在新能源发电出力多的时候可以吸纳电能，在新能源发电出力少的时候可以向电网提供电能，具有消峰填谷、平抑新能源发电出力波动、提供应急电源等功能，是智能电网建设和微网运行的重要发展方向，同时可规避可再生能源发电间歇性特点带来的大规模并网风险，提高可再生能源的利用率。

随着电子技术的快速发展及广泛应用，储能变流器的应用显得尤其重要，其各项性能指标也在不断提高，特别是在直流充电回路的母线电容需要多个高耐压的电容并联，其在工作时的直流电压高达1000V，当在电路板上设置敷铜层进行载流时，要求敷铜层的电气间隙达到12.5mm以上，才能够保证电容之间的电气间隔，因此需要在敷铜层上设置挖空区域来保证电气间隙。然而设置挖空区域表明此时电路板上存在很大的空间无法进行敷铜，使得敷铜层无法满足载流需求，造成驱动板及驱动板所在的光伏系统无法可靠工作的问题。

发明内容

为了解决现有技术中在敷铜层上设置挖空区域无法保证敷铜层的载流需求而造成驱动板无法可靠工作的技术问题，而提供一种在板体用于安装电容的安装区域中设置通孔来在减小挖空区域尺寸的前提下保证电气间隙，保证敷铜层满足载流需求的驱动板组件及光伏系统。

一种驱动板组件，包括：

板体，所述板体上的表面设置有安装区域和空板区域；

敷铜层，所述敷铜层设置于所述空板区域；

电容，电容设置于所述安装区域上，且所述电容与所述敷铜层电连接；

所述安装区域上设置有贯穿所述板体的通孔。

所述通孔位于靠近所述安装区域和所述空板区域的交界处的部分上。

所述通孔的截面为长条形，位于所述通孔处的所述安装区域和所述空板区域的交界线为直线段，所述直线段与所述长条形的长度方向平行。

所述电容具有引脚，所述电容通过所述引脚设置于所述板体上，且所述引脚与所述敷铜层电连接，所述通孔位于所述引脚和相邻的所述空板区域之间。

所述通孔的数量为两个，一个所述通孔位于所述引脚的第一侧，另一所述通孔位于所述引脚的第二侧，所述第一侧和所述第二侧相对设置或相邻设置。

当所述第一侧和所述第二侧相邻设置时，两个所述通孔之间的最小间距大于等于2mm。

所述通孔的数量为三个，三个所述通孔呈U形环绕于所述引脚处，且相邻两个所述通孔之间的最小间距大于等于2mm。

所述通孔的数量为三个，三个所述通孔呈U形环绕于所述引脚处，且相邻两个所述通孔之间设置有连接孔，所述连接孔的长度方向与相连接的任意一个所述通孔的长度方向具有第一夹角。

所述第一夹角的角度范围为30°至60°。

两个所述通孔的长度方向之间具有第二夹角。

所述第二夹角的角度范围为45°至135°。

所述引脚包括正极引脚和负极引脚，所述正极引脚和所述负极引脚均设置于所述板体上，所述通孔设置于所述正极引脚处。

所述敷铜层包括正极敷铜层和负极敷铜层，所述正极引脚与所述正极敷铜层电连接，所述负极引脚与所述负极敷铜层电连接。

所述通孔的最大长度小于等于20mm；和/或，所述通孔的宽度范围为1.1mm至2.2mm。

所述电容的数量为多个，所有所述电容呈至少两列分布于所述板体上而构成至少两个电容组，且相邻两列所述电容组中的所述电容错位设置。

相邻两列所述电容组之间具有间距，在相邻的两列所述电容组中，所述通孔位于所述电容的引脚和所述间距之间。

所述驱动板组件还包括散热结构，所述电容设置于所述板体的上侧面上，所述散热结构设置于所述板体的下方。

所述散热结构包括散热风机，所述散热风机设置于所述板体的下方，且所述散热风机的出风方向朝向所述板体的下方。

一种光伏系统，包括上述的驱动板组件。

本发明提供的驱动板组件及光伏系统，在安装电容的安装区域处设置通孔，在计算爬电距离时，需要计算空板区域到电容的焊盘之间的电气间隔需要计算绕过通孔的曲线距离，此时通孔能够有效的增加曲线的长度，从而可以利用通孔来保证电容的焊盘与敷铜层之间的电气间隔，在达到相同的电气间隔效果的前提下，敷铜层的敷铜面积能够进一步增加，从而保证敷铜层满足载流需求，相对于现有技术中未设置通孔的驱动板来说，敷铜层在挖空区域处的载流面积可以由原来的6mm*8mm可以调整为10.4mm*12.5mm，有效的增加了敷铜层所能够满足的载流需求。而且由于所有电容均设置在板体的一侧，当散热风扇位于板体的另一侧时，电容无法进行可靠散热，而本申请在安装区域内设置通孔，散热风扇吹入的冷风能够通过通孔送至电容处，保证对电容的散热效果，也即通过设置通孔同时实现了散热和增加载流的双重效果，有效的提高了驱动板的安全、高效的要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的驱动板组件中板体的正极敷铜层的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的驱动板组件中板体的负极敷铜层的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的驱动板组件中板体的正极敷铜层及正极引脚的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的驱动板组件中板体的负极敷铜层及负极引脚的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的驱动板组件及散热风机的结构示意图；

图中：

1、板体；11、安装区域；12、空板区域；2、电容；3、通孔；13、直线段；41、正极引脚；42、负极引脚；51、正极敷铜层；52、负极敷铜层；6、散热风机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语"上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

光伏设备发出的电为直流电，呈现间歇的特性，不能提供稳定的电力供应。现有技术中通过储能变流器的配合，在新能源发电出力多的时候可以吸纳电能，在新能源发电出力少的时候可以向电网提供电能，具有消峰填谷、平抑新能源发电出力波动、提供应急电源等功能，是智能电网建设和微网运行的重要发展方向，同时可规避可再生能源发电间歇性特点带来的大规模并网风险，提高可再生能源的利用率。而为了提高储能变流器的效率，会采用多个高耐压的电容进行并联使用，并在板体上设置敷铜层来实现电容的连接，其中正极敷铜层和负极敷铜层之间的直流电压高达1000V，因此需要设置电气间隙来对敷铜层和电容进行隔离以保证电容的工作可靠。现有技术中一般采用在电容的引脚处以引脚为中心形成椭圆形安装区域，在该椭圆形安装区域内不进行敷铜以保证电气间隙，此时会造成在相邻的椭圆形安装区域之间的敷铜层的载流面积减小，甚至无法满足载流需求，同时为了减小电容的占用空间，会将电容进行紧密排布，使得相邻的椭圆形安装区域之间的间距进一步减小，无法保证光伏设备的发电可靠，为此，本申请提供了一种如图1至图5所示的驱动板组件，包括：板体1，所述板体1上的表面设置有安装区域11和空板区域12；敷铜层，所述敷铜层设置于所述空板区域12；电容2，电容2设置于所述安装区域11上，且所述电容2与所述敷铜层电连接；所述安装区域11上设置有贯穿所述板体1的通孔3。在安装电容2的安装区域11处设置通孔3，在计算爬电距离时，不仅需要计算空板区域12到电容2的焊盘之间的电气间隔，还需要计算绕过通孔3的曲线距离，现对于现有技术中不具有通孔3而仅计算空板区域12到电容2的焊盘之间的电气间隔的技术方案来说，能够有效的增加曲线的长度，从而可以利用通孔3来保证电容2的焊盘与敷铜层之间的电气间隔，在达到相同的电气间隔效果的前提下，敷铜层的敷铜面积能够进一步增加，从而保证敷铜层满足载流需求，相对于现有技术中未设置通孔3的驱动板来说，敷铜层在挖空区域处的载流面积可以由原来的6mm*8mm可以调整为10.4mm*12.5mm，有效的增加了敷铜层所能够满足的载流需求。而且由于所有电容2均设置在板体1的一侧，当散热风扇位于板体1的另一侧时，电容2无法进行可靠散热，而本申请在安装区域11内设置通孔3，散热风扇吹入的冷风能够通过通孔3送至电容2处，保证对电容2的散热效果，也即通过设置通孔3同时实现了散热和增加载流的双重效果，有效的提高了驱动板的安全、高效的要求。

作为一种实施方式，所述通孔3位于所述安装区域11靠近所述安装区域11和所述空板区域12的交界处的部分上。尽可能的减小安装区域11的尺寸，从而增加空板区域12的尺寸，以增加敷铜层的载流面积，保证敷铜层及驱动板满足载流需求。可选的，所述通孔3的截面为长条形，位于所述通孔3处的所述安装区域11和所述空板区域12的交界线为直线段13，所述直线段13与所述长条形的长度方向平行。此时安装区域11的形状由现有技术中的椭圆形变为具有一个长直边的形状，长直边相对于椭圆形来说，减少了长直边所对应的劣弧的面积，使得该位置处的敷铜面积增加，从而增加该位置处的载流量，保证敷铜层满足载流需求。

所述电容2具有引脚，所述电容2通过所述引脚设置于所述板体1上，且所述引脚与所述敷铜层电连接，所述通孔3位于所述引脚和相邻的所述空板区域12之间。使通孔3尽可能的远离电容2的引脚安装位置，保证电容2的固定可靠，避免通孔3影响电容2的连接可靠。

为了进一步的增加电容2的安装区域11之间的敷铜层的面积以增加敷铜层的载流量，所述通孔3的数量为两个，一个所述通孔3位于所述引脚的第一侧，另一所述通孔3位于所述引脚的第二侧，所述第一侧和所述第二侧相对设置或相邻设置。也即在安装区域11的两个方向上均设置通孔3，从而在两个方向上均增加空板区域12的尺寸，从而进一步的增加敷铜层的载流面积，提高敷铜层的载流量。也即两个所述通孔3的长度方向之间具有第二夹角。其中，所述第二夹角的角度范围为45°至135°。优选的为90°，如图1所示，图中，两个通孔3的长度方向相互垂直，此时安装区域11和空板区域12的交接处能够存在两个直线段13，使得敷铜层的载流面积从两个方向上均得到增加，有效的增加了敷铜层的载流面积，同时还能够从两个方向上对电气间隙进行保证，提高了电容2的可靠性。而对于两个通孔3之间的区域，虽然并未设置通孔3，但是相邻的两个通孔3已经能够保证电气间隙，此部分区域可以忽略。而且通孔3并不会使板体1由于通孔3导致受力不均，电容2的着力点在中间，而通孔3在一个引脚的边缘,只承受四分之一的重量，并且留有一部分走铜，这样并不影响引脚的连接性。

其中，当所述第一侧和所述第二侧相邻设置时，也即如图1所示时，两个所述通孔3之间的最小间距大于等于2mm。当两个通孔3之间的间距小于2mm时，会影响板体1的结构强度，也会在板体1受到振动时造成板体1损坏的问题，保证驱动板组件的可靠性。

作为另一种实施方式，所述通孔3的数量为三个，三个所述通孔3呈U形环绕于所述引脚处，也即利用三个通孔3对电容2的引脚呈半包裹形式，从而从三面对电容2与敷铜层之间的电气间隙进行保证，此时的安装区域11和空板区域12的交接处形成三条直线段13，最大限度的增加了敷铜层的载流面积，保证敷铜层满足载流需求，其中相邻两个所述通孔3之间的最小间距大于等于2mm，尽可能的减小对板体1的结构强度的影响，也会在板体1受到振动时造成板体1损坏的问题，保证驱动板组件的可靠性。

作为另一种实施方式，所述通孔3的数量为三个，三个所述通孔3呈U形环绕于所述引脚处，且相邻两个所述通孔3之间设置有连接孔，也即此时通孔3与连通孔3共同在板体1上形成了U形的通孔3，此时的安装区域11和空板区域12的交接处形成三条直线段13，最大限度的增加了敷铜层的载流面积，保证敷铜层满足载流需求，所述连接孔的长度方向与相连接的任意一个所述通孔3的长度方向具有第一夹角。利用第一夹角避免两个通孔3之间的连接处的角度过大而不造成板体的可靠性降低的问题，保证驱动板组件的可靠性。其中，所述第一夹角的角度范围为30°至60°，优选为45°，尽可能的减小及平衡通孔3之间连接处的弯折角度，保证每个通孔3所增加的电气间隙的可靠性。

当然相邻的两个通孔3的长度方向之间具有第二夹角。其中，所述第二夹角的角度范围为45°至135°。优选的为90°，也即相邻的两个通孔3的长度方向相互垂直，此时安装区域11和空板区域12的交接处能够存在两个直线段13，使得敷铜层的载流面积从两个方向上均得到增加，有效的增加了敷铜层的载流面积，同时还能够从两个方向上对电气间隙进行保证，提高了电容2的可靠性。而对于相邻两个通孔3之间的区域，虽然并未设置通孔3，但是相邻的两个通孔3已经能够保证电气间隙，此部分区域可以忽略。

所述引脚包括正极引脚41和负极引脚42，所述正极引脚41和所述负极引脚42均设置于所述板体1上，所述通孔3设置于所述正极引脚41处。由于电容2之间采用三电平分的方式进行设置，三电平分为直流正负和中点O，中点O与正负之间自由一半的压差，也即500V，按照电气要求中点O与正负电气间隙只需要6mm，这个空间设置通孔3的意义不大，并且每个电容2都有一个端子接中点O，另一个接正极或负极，如附图中，在引脚与敷铜层之间的安装区域11可以看出正负极之间各有一个挖空区域比较小的引角，因此通孔3只要在直流正负两级的引脚开槽即可。

所述敷铜层包括正极敷铜层51和负极敷铜层52，所述正极引脚41与所述正极敷铜层51电连接，所述负极引脚42与所述负极敷铜层52电连接。也即驱动板为四层结构，其中上下两个均为敷铜层，且分别为正极敷铜层51和负极敷铜层52，板体的两个侧面中间层接前述的中点0。

所述通孔3的最大长度小于等于20mm。其中当通孔3的数量为一个时，单一通孔3的最大长度不能超过20mm，否则通孔3的长度过大会影响板体的结构强度；同样的，当通孔3的数量为两个或两个以上时，需要所有通孔3的长度之和不超过20mm，同样避免对板体的结构强度产生影响。

所述通孔3的宽度范围为1.1mm至2.2mm，优选为1.6mm。当通孔3的宽度过大时，电容2的固定稳定性低，而当通孔3的宽度过小时，无法起到良好的电气隔离的效果；只有当通孔3的宽度处于1.1mm至2.2mm的范围内，才能够保证电容2的固定可靠的同时，保证通孔3的电气隔离效果。

所述电容2的数量为多个，所有所述电容2呈至少两列分布于所述板体1上而构成至少两个电容组，由于电容2的形状为圆形，相邻两列所述电容组中的所述电容2错位设置，可以有效的降低在电容2的占用空间。其中，相邻两列所述电容组之间具有间距，在相邻的两列所述电容组中，所述通孔3位于所述电容2的引脚和所述间距之间。将通孔3均朝向该间距，可以尽可能的增加该间距处的敷铜层的载流面积，进一步的增加敷铜层的载流效果。

驱动板的板体上需要设置电容2和IGBT模块，由于电容2的顶端设置有防爆阀，使得电容2无法进行倒插，而且驱动板组件所在的位置也造成在IGBT模块所在的侧面的空间不足以使所有电容2均能够安装，驱动板组件会在板体1的一侧设置所有电容2，而在板体1的另一侧设置IGBT模块，由于IGBT的发热量较大，一般会将散热结构设置在IGBT模块所在的一侧，并且也即所述驱动板组件还包括散热结构，所述电容2设置于所述板体1的上侧面上，所述散热结构设置于所述板体1的下方。此时散热结构会向IGBT模块所在侧面进行散热，并且能够通过该通孔3向电容2所在侧面进行散热，从而实现对电容2散热的目的，此时通孔3能够同时实现对电容2散热和保证电容2电气隔离的效果，实现了一物多用。

具体的，所述散热结构包括散热风机6，所述散热风机6设置于所述板体1的下方，且所述散热风机6的出风方向朝向所述板体1的下方。利用散热风机6向板体吹风，气流会将板体1下方的IGBT模块产生的热量带走，同时部分气流能够穿过通孔3而流动至电容2处，并将电容2产生的热量带走，达到对电容2散热的目的。

一种光伏系统，包括上述的驱动板组件。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (19)

1.一种驱动板组件，其特征在于：包括：

板体(1)，所述板体(1)上的表面设置有安装区域(11)和空板区域(12)；

敷铜层，所述敷铜层设置于所述空板区域(12)；

电容(2)，电容(2)设置于所述安装区域(11)上，且所述电容(2)与所述敷铜层电连接；

所述安装区域(11)上设置有贯穿所述板体(1)的通孔(3)。

2.根据权利要求1所述的驱动板组件，其特征在于：所述通孔(3)位于靠近所述安装区域(11)和所述空板区域(12)的交界处。

3.根据权利要求2所述的驱动板组件，其特征在于：所述通孔(3)的截面为长条形，位于所述通孔(3)处的所述安装区域(11)和所述空板区域(12)的交界线为直线段(13)，所述直线段(13)与所述长条形的长度方向平行。

4.根据权利要求1所述的驱动板组件，其特征在于：所述电容(2)具有引脚，所述电容(2)通过所述引脚设置于所述板体(1)上，且所述引脚与所述敷铜层电连接，所述通孔(3)位于所述引脚和相邻的所述空板区域(12)之间。

5.根据权利要求4所述的驱动板组件，其特征在于：所述通孔(3)的数量为两个，一个所述通孔(3)位于所述引脚的第一侧，另一所述通孔(3)位于所述引脚的第二侧，所述第一侧和所述第二侧相对设置或相邻设置。

6.根据权利要求5所述的驱动板组件，其特征在于：当所述第一侧和所述第二侧相邻设置时，两个所述通孔(3)之间的最小间距大于等于2mm。

7.根据权利要求4所述的驱动板组件，其特征在于：所述通孔(3)的数量为三个，三个所述通孔(3)呈U形环绕于所述引脚处，且相邻两个所述通孔(3)之间的最小间距大于等于2mm。

8.根据权利要求4所述的驱动板组件，其特征在于：所述通孔(3)的数量为三个，三个所述通孔(3)呈U形环绕于所述引脚处，且相邻两个所述通孔(3)之间设置有连接孔，所述连接孔的长度方向与相连接的任意一个所述通孔(3)的长度方向具有第一夹角。

9.根据权利要求8所述的驱动板组件，其特征在于：所述第一夹角的角度范围为30°至60°。

10.根据权利要求6所述的驱动板组件，其特征在于：两个所述通孔(3)的长度方向之间具有第二夹角。

11.根据权利要求10所述的驱动板组件，其特征在于：所述第二夹角的角度范围为45°至135°。

12.根据权利要求4所述的驱动板组件，其特征在于：所述引脚包括正极引脚(41)和负极引脚(42)，所述正极引脚(41)和所述负极引脚(42)均设置于所述板体(1)上，所述通孔(3)设置于所述正极引脚(41)处。

13.根据权利要求12所述的驱动板组件，其特征在于：所述敷铜层包括正极敷铜层(51)和负极敷铜层(52)，所述正极引脚(41)与所述正极敷铜层(51)电连接，所述负极引脚(42)与所述负极敷铜层(52)电连接。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的驱动板组件，其特征在于：所述通孔(3)的最大长度小于等于20mm；和/或，所述通孔(3)的宽度范围为1.1mm至2.2mm。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的驱动板组件，其特征在于：所述电容(2)的数量为多个，所有所述电容(2)呈至少两列分布于所述板体(1)上而构成至少两个电容组，且相邻两列所述电容组中的所述电容(2)错位设置。

16.根据权利要求15所述的驱动板组件，其特征在于：相邻两列所述电容组之间具有间距，在相邻的两列所述电容组中，所述通孔(3)位于所述电容(2)的引脚和所述间距之间。

17.根据权利要求1所述的驱动板组件，其特征在于：所述驱动板组件还包括散热结构，所述电容(2)设置于所述板体(1)的上侧面上，所述散热结构设置于所述板体(1)的下方。

18.根据权利要求17所述的驱动板组件，其特征在于：所述散热结构包括散热风机(6)，所述散热风机(6)设置于所述板体(1)的下方，且所述散热风机(6)的出风方向朝向所述板体(1)的下方。

19.一种光伏系统，其特征在于：包括权利要求1至18中任一项所述的驱动板组件。