專利名稱：一種基于半導體制冷的逆變器散熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
一種基于半導體制冷的逆變器散熱系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及一種光伏逆變器結構，特別涉及一種用于光伏逆變器大功率發(fā)熱器件降溫的散熱系統(tǒng)。
背景技術：
[0002]電能的儲存要解決很多問題。目前通用的方法就是將光伏電能通過逆變器并網發(fā)電，在需要使用電能的時候再向電網取電。其中一個重要的問題在于逆變器在電能轉換過程中的轉換效率，逆變器的損耗以熱量的形式發(fā)散。大功率逆變器的大功率發(fā)熱器件損耗所產生的熱量會大大地提高元器件的使用成本，同時又會大大降低逆變器中元器件的使用壽命。因此，如何解決大功率逆變器的散熱問題，是提高逆變器使用壽命的關鍵問題。[0003]一般來說，非隔離功率輸出的逆變器的峰值效率可以達到96—97%。假定逆變器的輸出功率為100KW，該逆變器的功率損耗可以達到400W。若按傳統(tǒng)的金屬散熱器加風扇強迫散熱的方式，則有以下幾個問題(1)由于金屬散熱器的面積有限，使得散熱效果有限， 若要通過加大面積的方式，勢必造成金屬散熱器的體積加大，帶來機器重量增加、整機體積增大等不便；(2)若要提高大功率風扇的散熱效果，只能是通過增加轉速，而這樣容易造成可靠性降低，使得逆變器的壽命受影響；(3)以上兩點會造成機箱內部的溫度仍然較高，在這種情況下，選用的元器件必須能夠適應較高的環(huán)境溫度，造成成本提高。[0004]熱傳導的方式有3種，即輻射、對流、蒸發(fā)。輻射、對流是傳統(tǒng)的散熱方式，在小功率電源設備中是行之有效的方法。隨著電源設備使用功率的提高，盡管電源設備有著很高的轉換效率，但是，電路各種各樣的功率損耗都會以熱量的形式向外發(fā)散。目前的散熱器都是以輻射、對流的方式進行散熱。這種散熱方式不能及時有效地降低大功率電源設備機器內部的熱量。如果夏季環(huán)境溫度很高時，盡管可以對這種形式的散熱器進行改良，但是，在根本上還是不能應對目前日益增大功率的電源設備的散熱要求。[0005]從散熱原理來看，這類散熱器都屬于被動式散熱，散熱效率不高，不能從根本上將機器內部的溫度降到環(huán)境溫度或環(huán)境溫度以下。[0006]另一方面，目前的逆變器散熱結構，一般是采用蒸發(fā)器作為散熱器件，將蒸發(fā)器的吸熱面與大功率發(fā)熱器件充分接觸，這樣大功率發(fā)熱器件工作時產生的熱量被蒸發(fā)器吸收，由蒸發(fā)器的另一側與外界環(huán)境的熱交換散發(fā)出去。然而，這種結構的散熱效果除了受蒸發(fā)器的體積限制，還會受到外部環(huán)境溫度的影響，根據(jù)熱交換原理，我們知道熱量總是從溫度高的地方向溫度低的地方轉移，且溫度差越大，轉移速度越快，這樣，若逆變器所處的環(huán)境溫度較高時(如夏天的室外)，就會造成熱量無法散發(fā)，從而大大縮短逆變器的使用壽命。[0007]基于以上考慮，本設計人對現(xiàn)有的逆變器散熱結構進行研究改進，本案由此產生。實用新型內容[0008]本實用新型所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的缺陷和不足，提供一種基于半導體制冷的逆變器散熱系統(tǒng)，其可實現(xiàn)大功率發(fā)熱器件的散熱，降低元器件的使用條件，延長產品的使用壽命，且體積小、重量輕。[0009]本實用新型為解決以上技術問題，所采用的技術方案是[0010]一種基于半導體制冷的逆變器散熱系統(tǒng)，包括半導體制冷器、智能控制器和風扇， 半導體制冷器的冷端吸熱面與大功率發(fā)熱器件緊密接觸，而熱端散熱面則設有風扇，所述的風扇在智能控制器的控制下啟動。[0011]上述散熱系統(tǒng)還包括溫度傳感器，所述的溫度傳感器設于半導體制冷器的冷端吸熱面，并與智能控制器連接，將采集的溫度值送入智能控制器。[0012]采用上述方案后，本實用新型通過設置半導體制冷器，利用半導體溫差特性，進行半導體的制冷和制熱，當有電流通過半導體制冷片時，將會在一端發(fā)熱、另一端降溫——產生溫差，即一端制熱、另一端制冷。在通過半導體制冷片的電流等條件一定時，在一端發(fā)熱、 另一端降溫所造成的溫度差是一定的，所以當降低熱端溫度時，相應地冷端的溫度也將要降低，從而能夠達到更好的在冷端制冷。所以，控制電路的正負極性和控制電路電流大小， 將可以控制半導體溫差的大小，從而降低大功率發(fā)熱器件的溫度，實現(xiàn)大功率發(fā)熱器件的散熱，降低元器件的使用條件，延長產品的使用壽命，且體積小、重量輕。


[0013]圖1是本實用新型的整體架構圖；[0014]圖2是半導體制冷的原理圖。
具體實施方式
[0015]以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。[0016]如圖1所示，本實用新型提供一種基于半導體制冷的逆變器散熱系統(tǒng)，包括半導體制冷器1、智能控制器2和風扇3，其中，半導體制冷器1的冷端吸熱面與大功率發(fā)熱器件緊密接觸，而熱端散熱面則設有風扇3，所述的風扇3在智能控制器2的控制下啟動，從而對半導體制冷器1的熱端進行強制散熱。[0017]配合圖2所示，是半導體能夠實現(xiàn)一端制冷、另一端制熱的原理示意圖，N、P型半導體成對相對設置，每對中的N、P型半導體的一端利用金屬導體20連接，而另外一端則與相鄰N、P型半導體對中的不同型半導體的自由端利用金屬導體20連接，且兩個絕緣陶瓷片 10分別位于半導體的兩端，并與該端的所有金屬導體20的另一側連接。此為公知結構，不再贅述；而此結構能夠實現(xiàn)一端制冷、另一端制熱的原理是根據(jù)熱電效應的特點，采用特殊半導體材料熱電堆來制冷，工作時，接通直流電源后，電子由負極(“一”)觸發(fā)，首先經過 P型半導體，在此吸收熱量，到了 N型半導體，又將熱量放出，每經過一個NP模組，就有熱量由一邊被送到另外一邊，造成溫差，從而形成冷熱端。只要控制直流電壓的高低和半導體制冷器的規(guī)格，就能控制冷熱交換的速率，從而調節(jié)大功率發(fā)熱器件散熱體的溫度，實現(xiàn)大功率發(fā)熱器件的散熱。[0018]另外，在本實施例中，所述的散熱系統(tǒng)還包括溫度傳感器4，如圖1所示，所述的溫度傳感器4設于半導體制冷器1的冷端吸熱面，實時采集溫度并送入智能控制器2，由智能控制器2根據(jù)當前的溫度情況判斷是否開啟半導體制冷器1，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的，提高智能化控制。4[0019] 以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內。
權利要求1.一種基于半導體制冷的逆變器散熱系統(tǒng)，其特征在于包括半導體制冷器、智能控制器和風扇，半導體制冷器的冷端吸熱面與大功率發(fā)熱器件緊密接觸，而熱端散熱面則設有風扇，所述的風扇在智能控制器的控制下啟動。
2.如權利要求1所述的一種基于半導體制冷的逆變器散熱系統(tǒng)，其特征在于所述散熱系統(tǒng)還包括溫度傳感器，所述的溫度傳感器設于半導體制冷器的冷端吸熱面，并與智能控制器連接，將采集的溫度值送入智能控制器。
專利摘要本實用新型公開一種基于半導體制冷的逆變器散熱系統(tǒng)，包括半導體制冷器、智能控制器和風扇，半導體制冷器的冷端吸熱面與大功率發(fā)熱器件緊密接觸，而熱端散熱面則設有風扇，所述的風扇在智能控制器的控制下啟動。此種散熱系統(tǒng)可實現(xiàn)大功率發(fā)熱器件的散熱，降低元器件的使用條件，延長產品的使用壽命，且體積小、重量輕。
文檔編號H02M7/48GK202261069SQ20112032332
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權日2011年8月31日
發(fā)明者孫建章, 張福興, 王偉 申請人:孫建章, 張福興, 王偉