[发明专利]一种防反二极管的液体强制冷却装置

说明书

技术领域：

本发明属于电子功率元件的温度控制领域，具体的说涉及一种防反二极管的液体强制冷却装置。

背景技术：

为了减少太阳能光伏组件阵列与直流负载或逆变器之间的连线，以及为了维修和维护的方便，在光伏组件后面都配有一系列的汇流箱，把光伏组件中的多路直流汇成一路，再连接到直流负载或逆变器上。

在汇流箱内，每路来自光伏组件的直流输入线路上都有一个防反二极管，其作用是：(1)防止在光伏组件不发电的时候，蓄电池中储存的电能倒流，浪费能源和造成光伏组件发热损坏；(2)防止某个光伏组件因为阴影遮蔽或故障时，其它光伏组件发的电倒流，降低整个光伏电站的输出电压和电流。

防反二极管就是一种可通过电流比较大的二极管，在有电流通过的时候，防反二极管由于内部的各种损耗，也会发热。以一个16路，每路额定电流8A的汇流箱为例，防反二极管导通时候的压降按1.2伏计算，16个导通的防反二极管的发热量为8A*1.2V*16路＝153.6W。如果这些热量不能及时地排出，汇流箱内的温度就会过高，影响其中的电子和电器元件的工作和寿命，极易造成故障，甚至影响整个光伏电站的发电效率。

为了解决这一问题，专利201310428734设计了一种分隔式的汇流箱，让防反二极管产生的热量不影响汇流箱内部的其它电子和电器元件的工作。而专利201220255825则干脆把防反二极管安装在汇流箱的外部，让其产生的热量能够直接散到箱体外的空气中。专利201320194559和201320214310给装在汇流箱内的防反二极管增加了一个把热量散到汇流箱外面的散热结构。但是，因为汇流箱都是直接安装在室外的，在其发电量最高的时候，环境温度也总是最高的，所以，以上消极的通过热传导散热的方法都不能从根本上解决防反二极管结温过高的问题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种防反二极管的液体强制冷却装置，其包括导线、保温层、壳体、绝缘传热的液体和制冷装置，其中保温层完全覆盖壳体和制冷装置的低温面，壳体内充满绝缘传热的液体，防反二极管完全浸没在绝缘传热的液体里面，防反二极管通过导线穿过壳体和保温层连接到冷却装置外部汇流箱内的汇流系统中，壳体与制冷装置的低温面充分紧密接触；

其中导线是有绝缘保护的，壳体是能够导热的；

其中制冷装置可以为换热器；换热器上分布有孔，有低温冷媒从孔中流过的，达到换热的效果；

换热器从低温冷媒的热传导或相变得到冷量，通过壳体和绝缘传热的液体冷却防反二极管；

其中制冷装置还可以是包括半导体制冷片和散热片的半导体制冷装置；

通电的半导体制冷片的冷端面通过壳体和绝缘传热的液体冷却防反二极管，通电的半导体制冷片的热端面通过散热片把热量散发到环境中。

本发明的工作原理是：

防反二极管全部浸没在封闭于导热的壳体内的绝缘传热液体中，制冷装置产生的冷量经过壳体和绝缘传热液体对防反二极管强制制冷。

保温层有两个作用，一是把制冷装置产生的冷量封闭在这个液体强制冷却装置内，全部用于冷却防反二极管，二是防止液体强制冷却装置结露，造成汇流箱的损坏或触电伤亡事故。

导线都是有绝缘保护的，可以安全地穿过壳体而且不会结露。

本发明的优点是：

①防反二极管直接浸在绝缘传热液体中与壳体构成一个完整的传热体，使防反二极管的热当量大幅提高，改善了防反二极管对热冲击的耐受能力；②防反二极管完全浸没在绝缘传热液体中间，不接触空气，在任何情况下都不会产生冷凝水；③整个液体强制冷却装置包在保温层里面，任何时候都不会产生冷凝水，防反二极管不会短路或接地；④绝缘传热液体与防反二极管构成一个大的热导体，能够减轻意外的热冲击对防反二极管的负面影响；⑤整个强制冷却装置在汇流箱内部的表面都有保温层的保护，也不会因为产生冷凝水而破坏汇流箱内部的绝缘性。

附图说明

图1防反二极管的液体强制冷却装置结构示意图

图2制冷装置为换热器的防反二极管的液体强制冷却装置结构示意图

图3制冷装置为半导体制冷装置的防反二极管的液体强制冷却装置结构示意图

其中：1、有绝缘保护的导线；2、防反二极管；3、绝缘传热液体；4、保温层；5、壳体；6、制冷装置；61、制冷装置的低温面；7、换热器；71、孔；8、半导体制冷片；81、半导体制冷片的冷端面；82、半导体制冷片的热端面；9、散热片

具体实施方式、