圖1：逆變器安全管家功能

在光伏行業標準NB32004-2013中，逆變器有100多個嚴格的技術參數，每一個參數合格才能拿到證書。國家質檢總局每一年也會抽查，對光伏并網逆變器產品的保護連接、接觸電流、固體絕緣的工頻耐受電壓、額定輸入輸出、轉換效率、諧波和波形畸變、功率因數、直流分量、交流輸出側過/欠壓保護等9個項目進行了檢驗。一款全新的逆變器，從開發到量產，要兩年多時間才能出來，除了過欠電壓保護等功能外，逆變器還有很多鮮為人知的黑科技，如漏電流控制、熱設計、電磁兼容、諧波抑制、效率控制等等，需要投入大量的人力和物力去研發和測試。本文主要介紹逆變器的散熱設計技術1、逆變器為什么要散熱逆變器作為一款電力電子設備，和所有電子產品一樣都面臨溫度帶來的挑戰，來自美國空軍航空電子整體研究項目的一份調查報告顯示（圖2）：所有電子產品失效案例中，其中有高達55%的比例是溫度原因造成的。逆變器內部的電子元器件對溫度同樣是非常敏感的，根據可靠性理論10度法則，從室溫起，溫度每升高10度，壽命減半，所以逆變器散熱設計非常重要。圖2：電子產品失效的主要原因

2、逆變器散熱的幾種方式

逆變器散熱系統主要包括散熱器、冷卻風扇、導熱硅脂等材料。目前逆變器散熱方式主要有兩種：一是自然冷卻，二是強制風冷。

（1）自然冷卻

自然冷卻是指不使用任何外部輔助能量的情況下，實現局部發熱器件向周圍環境散熱達到溫度控制的目的，這其中通常都包含了導熱、對流和輻射三種主要傳熱方式，其中對流以自然對流方式為主，自然散熱或冷卻往往適用對溫度控制要求不高、器件發熱的熱流密度不大的低功耗器件和部件，以及密封或密集組裝的器件不宜（或不需要）采用其它冷卻技術的情況下。目前市場上主流的單相逆變器和20kW以下的三相逆變器，大部分廠家均采用自然冷卻方式。

強制風冷主要是借助于風扇等強迫器件周邊空氣流動，從而將器件散發出的熱量帶走的一種方法。這種方法是一種操作簡便、收效明顯的散熱方法。如果部件內元器件之間的空間適合空氣流動或適于安裝局部散熱器，就可盡量使用這種冷卻方法。提高這種強迫對流傳熱能力的方法，增大散熱面積和在散熱表面產生比較大的強迫對流傳熱系數。增大散熱器表面的散熱面積來增強電子元器件的散熱，在實際工程中得到了非常廣泛的應用。工程中主要是采用肋片來擴展散熱器表面的散熱面積以達到強化傳熱的目的。散熱器本身材料的選擇跟其散熱性能有著直接的關系。目前，散熱器的材料主要是用銅或鋁，其擴展換熱面經折疊鰭/沖壓薄鰭等工藝制成。

（3）兩種散熱方式對比

自然散熱沒有風扇，噪聲低，但散熱速度慢，一般用于小功率的逆變器，強制風冷要配置風扇，噪聲大，但散熱速度快，一般用于大功率的逆變器，在中功率的組串式逆變器，兩種方式都有。通過組串式逆變器散熱能力對比實驗發現，50kW功率等級以上的組串式逆變器，強制風冷的散熱效果要優于自然冷卻散熱方式，逆變器內部電容、IGBT等關鍵部件溫升降低了20℃左右，可確保逆變器長壽命高效工作；而采用自然冷卻方式的逆變器溫升高，元器件壽命降低。

強制風冷也有采用高速風扇和中速風扇兩種。采用高速風扇可以減少散熱器的體積和重量，但會增加噪聲，風扇壽命也比較短；采用中等調速風扇，散熱器稍微大一些，但是在低功率時，風扇不轉，在中功率時風扇低速運行。實際是逆變器滿功率運行時間不是很多，因此風扇的壽命可以很長。

3、系統安裝時要注意散熱方面的事情

逆變器本身是一個發熱源，所有的熱量都要及時散發出來，不能放在一個封閉的空間，否則溫度會越升越高。逆變器要放在一個空氣流通的空間，要盡量避免陽光直射。多臺逆變器裝在一起時，為了避免相互影響，逆變器和逆變器之間要留有足夠的距離。