資料介紹
小功率光伏逆變器是小型電力電子設(shè)備的典型代表,IGBT模塊作為逆變器的核心器件,在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱,約有1%~1.5%的有功功率轉(zhuǎn)化為熱能,這部分熱量會使其內(nèi)部集成的功率器件管芯發(fā)熱、結(jié)溫升高。若不能及時、有效地將此熱量釋放,就會降低系統(tǒng)可靠性,甚至損壞器件。在電力電子產(chǎn)品小型化趨勢下,IGBT模塊在有限空間的散熱設(shè)計成為小型光伏逆變器散熱設(shè)計的核心,同時系統(tǒng)方案還要兼顧熱敏感器件的溫升,這就需對散熱方案進行全方位評估。
這里通過Flotherm軟件對小功率光伏逆變器進行系統(tǒng)級熱分析和多方案篩選,對比仿真數(shù)據(jù)與工程樣機實測數(shù)據(jù),驗證了基于Flotherm分析的電力電子設(shè)備散熱設(shè)計的可行性與可靠度。
2 仿真原理與方案設(shè)計
Flotherm是一款強大的三維CFD軟件,CFD的仿真軟件基本思想是將原來在時間域和空間域上連續(xù)的物理量的場,用有限個離散點上的變量值集合來代替,通過一定原則建立起關(guān)于這些離散點上場變量間關(guān)系的代數(shù)方程組,進行求解后獲得場變量的近似值。熱設(shè)計問題本質(zhì)在于定量描述熱現(xiàn)象,小功率電力電子設(shè)備的散熱設(shè)計可通過湍流模型描述。CFD仿真基本理論為:小型電子電子設(shè)備的散熱設(shè)計屬于不可壓縮、常物性、無內(nèi)熱源的三維對流傳熱問題,結(jié)合傳熱學(xué)和流體動力學(xué)基本理論,得出描述該問題的微分方程組。
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