CN218217282U - 一种高效散热的光伏接线盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效散热的光伏接线盒，包括盒体、盒盖、导热基板、半导体制冷片、二极管模块，所述二极管模块与所述导热基板连接，且所述半导体制冷片与所述导热基板贴合散热。本实用新型的中所提供的光伏接线盒，利用半导体材料具有热电能量转换的特性，对二极管模块和基板降温，半导体制冷片无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻，解决了现有技术中光伏接线盒的散热系统结构复杂，且会增大光伏接线盒体积的技术问题，实现了散热效果好，体积、重量、噪音不受影响，且经济环保的有益效果。

Description

一种高效散热的光伏接线盒

技术领域

本实用新型涉及光伏接线盒技术领域，特别是涉及一种一种高效散热的光伏接线盒。

背景技术

光伏接线盒是光伏组件连接和保护的装置，对于光伏电站的正常运维具有重要作用，若某串电池片中某一电池片有遮挡，光伏接线盒内部的二极管能够将遮挡的电池片旁路掉，从而保护整个电路。

目前市场上光伏接线盒多为一体式，不便于拆卸维修，且在接线盒工作过程中，温度过高是导致光伏接线盒故障的重要原因，温度升高会加速密封圈的老化，导致二极管反向电流增大，甚至损坏二极管。

为了解决散热问题，在光伏接线盒中安装散热片或小型风扇是解决光伏接线盒温度过高的最常见的方法。比如申请号202021825469.6的专利公开了一种防尘散热型光伏接线盒，通过在接线盒内部布置散热风扇和散热翅片来达到散热效果，但这会导致光伏接线盒容积过大，成本显著增加；又比如申请号202022180930.3的专利公开了一种具有散热结构的光伏接线盒，通过装置上的第一通风槽与第二通风槽进行关闭或开启，增强了装置的散热性，但该方法属于被动散热，散热效果不佳。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种高效散热的光伏接线盒。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高效散热的光伏接线盒，包括盒体、盒盖、导热基板、半导体制冷片、二极管模块，所述二极管模块与所述导热基板连接，且所述半导体制冷片与所述导热基板贴合散热。

优选地，所述导热基板具有若干通槽，所述通槽的数量与所述二极管模块的数量对应，所述二极管模块部分嵌入通槽中；

所述导热基板朝向所述半导体制冷片的一面设有散热芯，所述散热芯与所述导热基板之间设有导热脂，所述半导体制冷片与所述散热芯贴合设置，所述散热芯为金属导热材料制成。

优选地，所述半导体制冷片包括制冷端和散热端，所述制冷端与所述散热端连接散热，所述制冷端与所述散热芯贴合固定。

优选地，所述制冷端的面积与所述散热芯的面积相同，所述散热端的面积大于所述制冷端的面积。

优选地，所述散热端至少部分外露于所述盒体的外部，所述散热端设有防护罩，所述防护罩包括内层和外层，所述内层具有多个通风孔，所述外层具有防尘过滤网。

优选地，所述二极管模块包括二极管和导热套，所述二极管的两端分别具有引脚，所述导热基板上设有端子，所述端子分别与同侧的所述引脚连接，所述端子的端部包括两个相对设置的夹持部，所述夹持部之间具有间隙，所述引脚位于所述间隙中并与所述夹持部接触通电；

所述导热套套设在所述引脚和所述端子的连接处，所述导热基板上具有卡槽，所述导热套与所述卡槽卡接。

优选地，所述导热套为圆筒状，一侧具有开槽，所述开槽的厚度与所述夹持部的厚度相适配，且所述开槽的开口方向朝向所述端子，延伸方向与所述二极管的轴向平行；

所述卡槽的形状与所述导热套的形状相适配，为弧形槽。

优选地，所述导热套与所述卡槽的接触面间涂有导热脂；

所述导热套内填充有导热脂，以填充在所述引脚、所述端子以及所述导热套的内层之间的空隙。

优选地，所述盒盖与所述盒体通过卡扣连接；

所述盒体内具有安装所述导热基板的滑槽，所述滑槽的底部具有贯穿孔，所述贯穿孔的位置与所述散热芯对应，所述散热芯穿过所述贯穿孔与所述半导体制冷片贴合。

优选地，所述导热基板的边缘具有第一定位孔，所述盒体上设有第二定位孔，所述第二定位孔的位置与所述第一定位孔对应，所述光伏接线盒还包括定位销，所述定位销与所述第一定位孔和所述第二定位孔插接，将所述导热基板固定在所述滑槽中；

所述定位销具有大端部，所述大端部的尺寸大于所述第二定位孔的孔径，且所述大端部与所述盒体的外表面之间具有缓冲件。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的光伏接线盒，利用半导体材料具有热电能量转换的特性，对二极管模块和基板降温，半导体制冷片无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻，解决了现有技术中光伏接线盒的散热系统结构复杂，且会增大光伏接线盒体积的技术问题，实现了散热效果好，体积、重量、噪音不受影响，且经济环保的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的光伏接线盒的示意图。

图2为图1所示的光伏接线盒的剖面示意图。

图3为本实用新型实施例的导热基板的背面示意图。

图4为本实用新型实施例的导热基板的正面示意图。

图5为本实用新型实施例的二极管模块与端子的连接示意图。

图6为图1所示的光伏接线盒的另一角度的剖面示意图。

附图标记说明：

10、盒体；11、滑槽；111、贯穿孔；12、第二定位孔；13、定位销；131、大端部；14、缓冲件；15、容腔；

20、盒盖；

30、导热基板；31、端子；311、夹持部；32、通槽；33、卡槽；34、散热芯；35、第一定位孔；

40、二极管模块；41、二极管；411、引脚；42、导热套；421、开槽；

50、半导体制冷片；51、制冷端；52、散热端；53、防护罩；531、内层；532、通风孔；533、外层；534、防尘过滤网。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如附图1至6所示，本实用新型实施例提供了一种高效散热的光伏接线盒，包括盒体10、盒盖20、导热基板30、半导体制冷片50、二极管模块40，二极管模块40与导热基板30连接，且半导体制冷片50与导热基板30贴合散热。导热基板30和二极管模块40位于盒体10内，盒盖20与盒体10可拆卸连接，便于导热基板30从盒体10内放置或取出，若干二极管模块40设置在导热基板30上，通过导热基板30与光伏串电池板并联。

本实用新型实施例的导热基板30，本身有导热材料制成，同时，导热基板30具有若干通槽32，通槽32的数量与二极管模块40的数量对应，二极管模块40部分嵌入通槽32中，通槽32有利于二极管模块40中的二极管41散热降温；由于光伏接线盒所处的环境温度也较高，本实施例除了被动散热的方式，还采用了设置半导体制冷片50，进行主动散热。

具体的，如附图3和附图4所示，导热基板30朝向半导体制冷片50的一面设有散热芯34，散热芯34为金属导热材料制成，半导体制冷片50与散热芯34贴合设置；二极管41的热量先传导至导热基板30，由于散热芯34的导热系数较高，热量被集中到散热芯34，最后利用半导体制冷片50对散热芯34降温，热量继续向散热芯34传导集中，从而降低二极管41和导热基板30的温度。散热芯34的表面还可作电镀处理，提高导热系数。

优选地，散热芯34与导热基板30之间设有导热脂，加快导热基板30对散热芯34的热量传导速度。

半导体材料具有热电能量转换的特性，当通直流电时热量从材料的一端到达另一端而产生制冷效果。由于半导体制冷片50无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻，解决了现有技术中光伏接线盒的散热系统结构复杂，且会增大光伏接线盒体积的技术问题，实现了散热效果好，体积、重量、噪音不受影响，且经济环保的有益效果。

如附图2所示，半导体制冷片50包括制冷端51和散热端52，制冷端51与散热端52连接散热，制冷端51与散热芯34贴合固定；制冷端51的面积与散热芯34的面积相同，使得制冷端51完整覆盖整个散热芯34，加大了制冷端51与散热芯34的热传导面积，散热效果更好；散热端52的面积大于制冷端51的面积，增加了散热模块的散热面积，提高半导体制冷片50自身的散热效果。本实施例采用半导体制冷片50进行主动散热，既可以达到良好的散热效果，又无需像散热风扇或散热翅片会导致光伏接线盒容积过大，此外对大气排放无影响，可以降低制冷系统对大气的排放污染，更加节能环保。

优选地，如附图2所示，散热端52至少部分外露于盒体10的外部，以提高散热效果。为了保护散热端52，散热端52设有防护罩53，防护罩53包括内层531和外层533，内层531具有多个通风孔532，加快散热，外层533具有防尘过滤网534，防止灰尘通过散热端52进入盒体10内部。

由于二极管模块40中的主要热源是二极管41，为了提高散热效果，需要优化二极管41与导热基板30之间的热传导。具体的，如附图5所示，二极管模块40包括二极管41和导热套42，二极管41的两端分别具有引脚411，导热基板30上设有端子31，端子31分别与同侧的引脚411连接，端子31的端部包括两个相对设置的夹持部311，夹持部311之间具有间隙，引脚411位于间隙中并与夹持部311接触通电，导热套42套设在引脚411和端子31的连接处，导热基板30上具有卡槽33，导热套42与卡槽33卡接，使得二极管模块40固定在导热基板30上，并通过导热套42将二极管41的热量传导至导热基板30。

卡槽33的数量可以是4～8个不等，而二极管模块40与光伏组串电池板并联，二极管模块40的数量少于卡槽33的数量，比如4个卡槽33，对应安装3个二极管模块40，每个二极管模块40分别与三分之一的电池板并联；5个卡槽33，对应安装4个二极管模块40，每个二极管模块40分别与四分之一电池板并联，这样可以避免由于旁路二极管41的隔离作用，导致过多正常电池片被隔离，功率过多得下降。当然，在其他实施例中，卡槽33与二极管模块40的数量可根据实际电站的电池板成本及发电效益，适当增加。

为提高导热套42的导热效果，导热套42为导热系数高的材料制成，比如纯铜或银，为方便加工导热套42，导热套42为圆筒状，一侧具有开槽421，开槽421的厚度与夹持部311的厚度相适配，且开槽421的开口方向朝向端子31，延伸方向与二极管41的轴向平行。同时，卡槽33的形状与导热套42的形状相适配，为弧形槽。

安装时，先利用夹持部311夹持引脚411，将导热套42的开槽421与夹持部311对齐，使导热套42从侧面滑动套设在夹持部311的外侧，同时利用导热套42夹紧夹持部311，夹持部311进一步夹紧引脚411，而后将导热套42卡入卡槽33中，二极管模块40固定在导热基板30上，二极管41的热量通过引脚411，传递到夹持部311，而后传导到导热套42，由导热套42传导至导热基板30。

优选地，导热套42与卡槽33的接触面间涂有导热脂；导热套42内填充有导热脂，以填充在引脚411、端子31以及导热套42的内层531之间的空隙，提升热传导效率。

优选地，为方便安装和拆卸导热基板30，盒盖20与盒体10通过卡扣连接，必要时可将盒盖20拆下，盒盖20的边缘具有供接线(未画出)穿出的接线槽，接线与基板电连接。导热基板30与盒体10也为可拆卸连接，具体的，如附图2所示，盒体10内具有安装导热基板30的滑槽11，滑槽11的厚度大于导热基板30的厚度，使导热基板30滑动设置在滑槽11中，且避免挤压到导热基板30上的二极管41。盒体10内还具有容纳散热模块的容腔15，容腔15位于滑槽11的下方，且滑槽11的底部具有贯穿孔111，贯穿孔111的位置与散热模块的冷却端对应，即，贯穿孔111的作用在于提供散热芯34与散热模块的冷却端的对接空间，散热芯34可穿过贯穿孔111与半导体制冷片50的制冷端51贴合，半导体制冷片50的制冷端51也可穿过贯穿孔111与散热芯34贴合，也可以散热芯34和制冷端51在贯穿孔111中贴合，由此，贯穿孔111的尺寸与散热芯34的尺寸相当，或稍大于散热芯34。

为了将导热基板30固定在盒体10内，如附图6所示，导热基板30的边缘具有第一定位孔35，盒体10上设有第二定位孔12，第二定位孔12的位置与第一定位孔35对应，光伏接线盒还包括定位销13，定位销13与第一定位孔35和第二定位孔12插接，将导热基板30固定在滑槽11中。

而为了方便拔出定位销13，取出导热基板30，定位销13具有大端部131，大端部131的尺寸大于第二定位孔12的孔径，使大端部131卡在第二定位孔12的外部。优选地，大端部131与盒体10的外表面之间具有缓冲件14，缓冲件14可为垫圈，增大定位销13的大端部131与盒体10顶部的接触面。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种高效散热的光伏接线盒，其特征在于，包括盒体、盒盖、导热基板、半导体制冷片、二极管模块，所述二极管模块与所述导热基板连接，且所述半导体制冷片与所述导热基板贴合散热。

2.根据权利要求1所述的光伏接线盒，其特征在于，所述导热基板具有若干通槽，所述通槽的数量与所述二极管模块的数量对应，所述二极管模块部分嵌入通槽中；

所述导热基板朝向所述半导体制冷片的一面设有散热芯，所述散热芯与所述导热基板之间设有导热脂，所述半导体制冷片与所述散热芯贴合设置，所述散热芯为金属导热材料制成。

3.根据权利要求2所述的光伏接线盒，其特征在于，所述半导体制冷片包括制冷端和散热端，所述制冷端与所述散热端连接散热，所述制冷端与所述散热芯贴合固定。

4.根据权利要求3所述的光伏接线盒，其特征在于，所述制冷端的面积与所述散热芯的面积相同，所述散热端的面积大于所述制冷端的面积。

5.根据权利要求3所述的光伏接线盒，其特征在于，所述散热端至少部分外露于所述盒体的外部，所述散热端设有防护罩，所述防护罩包括内层和外层，所述内层具有多个通风孔，所述外层具有防尘过滤网。

6.根据权利要求1至5任一项所述的光伏接线盒，其特征在于，所述二极管模块包括二极管和导热套，所述二极管的两端分别具有引脚，所述导热基板上设有端子，所述端子分别与同侧的所述引脚连接，所述端子的端部包括两个相对设置的夹持部，所述夹持部之间具有间隙，所述引脚位于所述间隙中并与所述夹持部接触通电；

所述导热套套设在所述引脚和所述端子的连接处，所述导热基板上具有卡槽，所述导热套与所述卡槽卡接。

7.根据权利要求6所述的光伏接线盒，其特征在于，所述导热套为圆筒状，一侧具有开槽，所述开槽的厚度与所述夹持部的厚度相适配，且所述开槽的开口方向朝向所述端子，延伸方向与所述二极管的轴向平行；

所述卡槽的形状与所述导热套的形状相适配，为弧形槽。

8.根据权利要求6所述的光伏接线盒，其特征在于，所述导热套与所述卡槽的接触面间涂有导热脂；

所述导热套内填充有导热脂，以填充在所述引脚、所述端子以及所述导热套的内层之间的空隙。

9.根据权利要求2至5任一项所述的光伏接线盒，其特征在于，所述盒盖与所述盒体通过卡扣连接；

所述盒体内具有安装所述导热基板的滑槽，所述滑槽的底部具有贯穿孔，所述贯穿孔的位置与所述散热芯对应，所述散热芯穿过所述贯穿孔与所述半导体制冷片贴合。

10.根据权利要求9所述的光伏接线盒，其特征在于，所述导热基板的边缘具有第一定位孔，所述盒体上设有第二定位孔，所述第二定位孔的位置与所述第一定位孔对应，所述光伏接线盒还包括定位销，所述定位销与所述第一定位孔和所述第二定位孔插接，将所述导热基板固定在所述滑槽中；

所述定位销具有大端部，所述大端部的尺寸大于所述第二定位孔的孔径，且所述大端部与所述盒体的外表面之间具有缓冲件。

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