CN208094449U - 带有加热器的逆变器功率模块 - Google Patents

Abstract

一种带有加热器的逆变器功率模块，包括电容部件、散热器组件、叠层母排、吸收电容和功率模块输出连接排。电容部件固定在散热器组件的后面。叠层母排固定在散热器组件的左侧。吸收电容及功率模块输出连接排固定在散热器组件的左侧。叠层母排位于吸收电容和功率模块的上方。散热器与加热器分别固定在散热器固定板的上表面和下表面，IGBT固定在散热器上。温度控制器安装在所述的大托板上，位于大法兰正面折弯面处,温度控制器一端连接加热器，另一端接市电，控制IGBT周围的温度在5℃以上。

Description

带有加热器的逆变器功率模块

技术领域

本实用新型涉及一种逆变器功率模块。

背景技术

太阳能光伏发电在山区及新疆、西藏等地的工作环境较为恶劣,并网光伏逆变器作为光伏发电系统的重要组成部分,在各种严酷的高、低温、湿热环境下,安全性能指标都必须满足技术要求。而功率模块是光伏逆变器的核心部件，因此尤其要保证其工作性能的稳定。

光伏逆变器主要功能是将光伏发电系统电池板侧输入的直流电转换为交流电。逆变器的主要功能是将光伏发电系统电池板侧输入的直流电转换为交流电。目前各厂家生产的逆变器功率模块部分主要包含：IGBT、电容、叠层母排、散热器、钣金固定件等零件。逆变器工作特点是：白天工作，晚上停机。待第二天工作时，逆变器的温度低于环境温度，易发生凝露现象。同时，在逆变器内部小环境下，逆变器内部环境温度的急剧上升会使得内部低温器件周围产生凝露，损坏元器件，影响逆变器的正常使用，进而导致光伏电站无法正常供电。尤其在西藏、新疆等一些寒冷的偏远地区，较低的环境温度影响到逆变器的正常工作,很重要的原因就是启动时IGBT未处在其使用的温度范围内，以及 IGBT器件周围产生的凝露导致器件的损坏，使逆变器不能正常工作，更有甚者，直接损毁逆变器。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提出一种带有加热器的逆变器功率模块。本实用新型在现有逆变器的功率模块中增加了加热器，在逆变器未工作时，利用加热器将热能传递到散热器，再通过散热器将功率模块周围的环境温度提升到器件工作需要的温度范围，使逆变器启动时避免因器件周围温度低而发生凝露。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型所述逆变器的功率模块包括电容部件、散热器组件、叠层母排、吸收电容、功率模块输出连接排。电容部件固定在散热器组件后面；叠层母排、吸收电容及功率模块输出连接排固定在散热器组件的左侧，叠层母排位于吸收电容和功率模块输出连接排的上方。

大托板位于功率模块下面，用于支撑功率模块；温度控制器安装在功率模块底部的大托板上，位于大法兰正面折弯面处,温度控制器与散热器组件中的加热器连接。

所述的电容部件主要由电容与电容固定板组成。电容固定在电容固定板上。

散热器组件主要由加热器、散热器固定板、散热器、IGBT、驱动板和底托板组件组成。散热器与加热器分别固定在散热器固定板的上表面和下表面，IGBT固定在散热器上，底托板组件位于散热器底部，用于支撑功率模块的各组件及零件。加热器包含加热器盖板,加热器贴在散热器固定板上，通过加热器盖板固定。当加热器工作时，热能通过散热器固定盖板传递到散热器，通过散热器将热能散发到功率模块周围，温度控制器检测周围环境温度来调节加热器的工作状态，保证IGBT周边的环境温度保持在5℃左右。

所述的电容部件与散热器组件分别通过电容固定板与散热器固定板由螺钉紧固在一起。叠层母排正负极分别与电容部件中电容的正负极连接。

吸收电容穿过叠层母排固定在IGBT的正负端口处。功率模块输出连接排固定在IGBT的交流输出端口，功率模块输出连接排连接到IGBT的输出端口。

所述的加热器的工作温度为-40℃～175℃，输入电压：220VAC，加热功率不小于200W。

本实用新型的工作过程如下：

在寒冷地区，逆变器晚上停止工作。当逆变器停止工作后，发热源将不存在。随着时间的推移，逆变器将慢慢冷却，直至接近环境温度。待环境温度上升时，逆变器又不能及时恢复到环境温度,此时极易发生凝露。为防止凝露，本实用新型在逆变器内部设置有温度控制器，温度控制器安装在功率模块底部的大托板上，位于大法兰正面折弯面处,其接线端口连接到散热器组件中的加热器接线端口，控制所述的加热器的运行，以保证逆变器内部环境温度高于外部环境温度，降低凝露发生。温度控制器的一端连接到市电，另一端与加热器连接，温度控制器设置自身的导通温度为5℃，逆变器停机后，只要温度控制器检测到逆变器内部环境温度低于5℃时，加热器通电开始工作，热能通过散热器固定盖板传递到散热器，通过散热器将热能散发到功率模块周围，从而保证了 IGBT周边的环境温度保持在5℃左右。

附图说明

图1a是本实用新型总装图；

图1b是本实用新型爆炸总装图；

图1c是本实用新型散热器组件总装图；

图1d是本实用新型散热器组件爆炸图；

图2是功率模块在逆变器中的位置；

图3是温度控制器在逆变器中的位置。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型。

图1a是本实用新型逆变功率模块组装后的整体效果图。图1b为爆炸总装图。如图1a和图1b所示，本实用新型所述逆变器的功率模块包括电容部件、散热器组件、叠层母排、吸收电容和功率模块输出连接排。电容部件固定在散热器组件的后面；叠层母排固定在散热器组件的左侧；吸收电容及功率模块输出连接排固定在散热器组件的左侧，叠层母排位于吸收电容和功率模块输出连接排的上方。

大托板用于支撑功率模块，位于功率模块的底部；温度控制器安装在功率模块底部的大托板上，位于大法兰正面折弯面处,温度控制器的接线端口连接到散热器组件中的加热器接线端口。

如图1d所示，散热器组件主要由加热器、散热器固定板、散热器、IGBT、驱动板和底托板组件组装而成。散热器与加热器分别固定在散热器固定板上表面和下表面， IGBT固定在散热器上，底托板组件位于散热器底部，用于支撑功率模块的各组件及零件。加热器通过加热器盖板固定在散热器固定板上。

如图2所示，功率模块位于逆变器直流柜的上部区域，由大托板支撑。

在寒冷地区，逆变器晚上停止工作。当逆变器停止工作后，发热源将不存在。随着时间的推移，逆变器将慢慢冷却，直至接近环境温度。待环境温度上升时，逆变器又不能及时恢复到环境温度,此时极易发生凝露。为防止凝露，本实用新型在逆变器内部设置有温度控制器，温度控制器位于功率模块底部的大托板上，如图3所示。温度控制器控制加热器的运行，以保证逆变器内部环境温度高于外部环境温度，降低凝露发生。温度控制器的一端连接到市电，另一端与加热器连接，温度控制器设置自身的导通温度为 5℃，逆变器停机后，只要温度控制器检测到逆变器内部环境温度低于5℃时，加热器通电开始工作，热能通过散热器固定盖板传递到散热器，通过散热器将热能散发到功率模块周围，从而保证了IGBT周边的环境温度保持在5℃左右，满足IGBT的正常使用范围，避免逆变器启动时发生凝露，有效的提升了逆变器的工作效率。

Claims (4)

1.一种带有加热器的逆变器功率模块，其特征在于：所述的功率模块包括电容部件、散热器组件、叠层母排、吸收电容和功率模块输出连接排；电容部件固定在散热器组件的后面；叠层母排固定在散热器组件的左侧；吸收电容及功率模块输出连接排固定在散热器组件的左侧，叠层母排位于吸收电容和功率模块的上方。

2.按照权利要求1所述的带有加热器的逆变器功率模块，其特征在于：所述的功率模块的底部安装有大托板，用于支撑功率模块；温度控制器安装在所述的大托板上，位于大法兰正面折弯面处,温度控制器的接线端口连接到散热器组件中的加热器接线端口，温度控制器的另一端接市电。

3.按照权利要求1所述的带有加热器的逆变器功率模块，其特征在于：所述的电容部件由电容与电容固定板组成，电容固定在电容固定板上，电容固定板位于底托板组件的上面。

4.按照权利要求1所述的带有加热器的逆变器功率模块，其特征在于：所述散热器组件由加热器、散热器固定板、散热器、IGBT、驱动板和底托板组件组成；散热器与加热器分别固定在散热器固定板的上表面和下表面，IGBT固定在散热器上；加热器通过加热器盖板固定；底托板组件底托板组件位于散热器底部，用于支撑功率模块的各组件及零件。