一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置

技术领域

本发明涉及光伏发电保护功率器件技术领域，具体涉及一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置。

背景技术

光伏发电保护功率器件在光伏系统中发挥着重要的作用，可以保护电路中的元件免受过电流、过电压等损害。常见的光伏发电保护功率器件包括快速熔断器、压敏电阻以及芯片等。

在光伏发电中，芯片与引线框架之间以及各保护功率器件通常需要采取措施进行散热，以防止过热对器件造成损害。常见的散热方法包括风冷；风冷适用于中到大功率的器件。在风冷散热中，通常会在器件上安装散热片或风扇，通过强制空气流动来带走热量。这种散热方式具有较高的散热效率，但需要定期维护和清洁散热设备。

实际应用时，风扇通过进风口将外界空气抽入至器件内部进行热交换，然而空气在进入的过程中会同步将外界空气中的灰尘带入，为了避免灰尘影响功率器件的正常运行，一般在进风口处设置过滤板或滤网进行过滤，但是在长期运行时，过滤板或滤网表面的滤孔会被灰尘颗粒堵塞，进而影响外界空气的正常进入，由于滤网是通过螺栓或销钉固定嵌设在进风口中的，因此人工拆装较为繁琐，不便于进行清洁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置，解决以下技术问题：

在长期运行时，过滤板或滤网表面的滤孔会被灰尘颗粒堵塞，进而影响外界空气的正常进入，由于滤网是通过螺栓或销钉固定嵌设在进风口中的，因此人工拆装较为繁琐。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置，包括可拆卸的第一保护壳体与第二保护壳体，所述第一保护壳体与第二保护壳体围合形成用于安装电路板、芯片、快速熔断器以及压敏电阻的防护腔；

所述第二保护壳体一侧设置进风口，进风口中嵌设有用于过滤灰尘的滤板，电路板靠向进风口的一侧设置进风模块，进风模块用于将外界空气通过进风口抽至防护腔中；

其中，所述第一保护壳体一侧设置出风口，出风口呈阵列式开设若干组出风槽；

还包括布设于滤板外侧的除尘模块，所述除尘模块用于清除附着于滤板上的灰尘颗粒。

优选的，所述滤板设置为圆形结构；

所述滤板上呈圆周阵列依次设置若干组过滤区，两组相邻过滤区之间设置为缓冲区，过滤区中均匀开设若干组滤孔。

优选的，所述进风模块包括转动布设于滤板靠向进风口一次的扇叶机构，滤板中心端开设通孔，扇叶机构与穿插于通孔中的转轴固定，第二保护壳体上固定布设驱动电机，驱动电机输出端通过传动皮带与转轴传动连接。

优选的，所述除尘模块包括可转动布设于滤板一侧的吸附板，吸附板固定布设于转轴上，吸附板设置为空心结构；

其中，所述吸附板朝向滤板的方向均匀开设若干组与其内部空心结构连通的吸附孔，吸附板另一侧连接负压模块。

优选的，所述负压模块包括固定布设于吸附板上的缸体，缸体中滑动布设活塞，活塞与驱动其于缸体中往复运动的驱动件连接，活塞与缸体围合形成气腔，气腔一端通过进气管与吸附板的空心结构连通，另一端通过出气管与布设于收集箱一侧的输气管插接连通。

优选的，所述收集箱中布设若干组灰尘吸附网；

其中，所述收集箱另一侧设置排气口。

优选的，所述驱动件包括呈周向阵列布设于进风口内端面的若干组弧形凹槽，两组弧形凹槽之间设置为弧形凸起；

其中，所述活塞与滑动布设于缸体一侧的推杆固定，推杆末端转动布设导轮，导轮与弧形凹槽以及弧形凸起滚动抵接，推杆上还套设第一弹簧。

优选的，所述防护腔中靠向出风口的一侧呈倾斜布设导风板，以将进入防护腔中的空气导向至电路板的另一侧。

优选的，电路板一侧布设有用于承载芯片的引线框架，芯片与引线框架以及引线框架与电路板之间均通过散热胶粘接；

其中，所述电路板上还布设若干组散热翅片，散热翅片一端通过散热胶粘接于电路板上，另一端延伸至防护壳外侧。

优选的，各组所述缓冲区的外侧还布设有凸起部；

其中，各组所述弧形凸起上固定布设导杆，滤板与各组导杆滑动连接，导杆上还布设有第二弹簧。

本发明的有益效果：

本发明的大功率光伏发电保护功率器件在运行的过程中，通过除尘模块同步清除附着于滤板上的灰尘颗粒，以避免灰尘颗粒堵塞滤板，因此即使该大功率光伏发电保护功率器件长时间运行也不会影响其正常散热，同时，也可以有效减少人工对滤板进行清洁的次数，避免拆装滤板；

本发明的进风模块在正常运行的过程中由于会将外界空气吸入防护腔中，使得滤板上的灰尘颗粒本身会受到一个朝向防护腔的压力，然而当吸附板转动至过滤区的位置时，吸附板会在过滤区处形成一个屏蔽层，使得该过滤区处的灰尘脱离风压作用，进而更容易被吸附孔所吸附。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置的结构示意图一；

图2是本发明一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置的结构示意图二；

图3是本发明一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置中吸附板的结构示意图；

图4是本发明一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置中滤板的结构示意图；

图5是本发明一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置中扇叶机构的结构示意图；

图6是本发明一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置中缸体的结构示意图；

图7是本发明一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置中活塞的结构示意图；

图8是本发明一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置中导风板的结构示意图；

图9是本发明一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置中电路板安装的结构示意图。

图中：1、第一保护壳体；2、第二保护壳体；3、进风口；4、滤板；5、驱动电机；6、吸附板；7、活塞；8、电路板；101、出风口；102、出风槽；301、弧形凸起；302、弧形凹槽；401、凸起部；402、过滤区；403、缓冲区；404、滤孔；405、导杆；406、第二弹簧；501、传动皮带；502、转轴；503、扇叶机构；601、吸附孔；602、缸体；603、推杆；604、第一弹簧；605、导轮；606、收集箱；607、排气口；701、进气管；702、出气管；703、气腔；704、输气管；705、灰尘吸附网；801、芯片；802、散热翅片；803、散热胶；804、引线框架；805、压敏电阻；806、快速熔断器；807、导风板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图2以及图9所示，本发明为一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置，包括可拆卸的第一保护壳体1与第二保护壳体2，第一保护壳体1与第二保护壳体2围合形成用于安装电路板8、快速熔断器806、压敏电阻805以及芯片801的防护腔；在本实施例的一种实施方式中，第一保护壳体1与第二保护壳体2的连接端相应设有向外延伸的凸缘，两侧凸缘通过若干组螺栓或销钉固定；

其中，电路板8一侧安装有芯片801，另一侧安装有快速熔断器806、压敏电阻805等发电保护功率器件，以用于保护电路中的电器元件；

第二保护壳体2一侧设置进风口3，进风口3中嵌设有用于过滤灰尘的滤板4，电路板8靠向进风口3的一侧设置进风模块，进风模块用于将外界空气通过进风口3抽至防护腔中；具体的，散热时，进风模块可以将外界空气通过进风口3抽至防护腔中，外界空气与电路板8上的发电保护功率器件产生的热量进行热交换，进而实现散热的效果。

第一保护壳体1一侧设置出风口101，出风口101呈阵列式开设若干组出风槽102；具体的，出风槽102中嵌设有滤网，进入防护腔中的空气经过散热后可以通过出风槽102排出，本实施例中，出风槽102中设置的滤网可以避免外界空气进入防护腔中，由于气体在出风口101处是向外运动的，进而在压力的作用下外界空气中的灰尘很难附着于滤网上，因此滤网不需要定时进行清理。

还包括布设于滤板4外侧的除尘模块，除尘模块用于清除附着于滤板4上的灰尘颗粒；可以说明的是，在运行的过程中，通过除尘模块同步清除附着于滤板4上的灰尘颗粒，以避免灰尘颗粒堵塞滤板4，因此即使该大功率光伏发电保护功率器件长时间运行也不会影响其正常散热，同时，也可以有效减少人工对滤板4进行清洁的次数，避免拆装滤板4。

实施例2

在实施例1的基础上，请参阅图4-图5以及图9，滤板4设置为圆形结构，其中，滤板4上呈圆周阵列依次设置若干组过滤区402，两组相邻过滤区402之间设置为缓冲区403，过滤区402中均匀开设若干组滤孔404；可以说明的是，在散热的过程中，外界的空气仅能够穿过过滤区402上的滤孔404进入防护腔中，缓冲区403为完全封闭式结构，外界空气无法穿过；本实施例中，过滤区402与缓冲区403均设置有七组，需要注意的是，对于过滤区402与缓冲区403的设置数量不加以限定，以满足该光伏发电保护功率器件的实际散热需求即可。

进风模块包括转动布设于滤板4靠向进风口3一次的扇叶机构503，滤板4中心端开设通孔，扇叶机构503与穿插于通孔中的转轴502固定，第二保护壳体2上固定布设驱动电机5，驱动电机5输出端通过传动皮带501与转轴502传动连接；可以说明的是，本实施例通过驱动电机5可驱动转轴502转动，转轴502在转动的过程中同步驱动扇叶机构503转动，以对电路板8上的光伏发电保护功率器件进行散热。

请参阅图3以及图5-图6，作为本实施例进一步的方案，除尘模块包括可转动布设于滤板4一侧的吸附板6，吸附板6固定布设于转轴502上，吸附板6设置为空心结构，其中，吸附板6朝向滤板4的方向均匀开设若干组与其内部空心结构连通的吸附孔601，吸附板6另一侧连接负压模块；可以说明的是，清除滤板4上附着的灰尘时，通过转轴502驱动吸附板6转动，当吸附板6转动至过滤区402的位置时，负压模块在吸附板6中产生负压，在压力作用下，附着于滤孔404处的灰尘颗粒被吸除；

还需要说明的是，进风模块在正常运行的过程中由于会将外界空气吸入防护腔中，使得滤板4上的灰尘颗粒本身会受到一个朝向防护腔的压力，然而当吸附板6转动至过滤区402的位置时，吸附板6会在过滤区402处形成一个屏蔽层，使得该过滤区402处的灰尘脱离风压作用，进而更容易被吸附孔601所吸附。

更进一步的，吸附板6于滤板4上的投影面积与过滤区402的面积相等；具体的，当吸附板6转动至过滤区402位置时，吸附板6能够将该过滤区402上的滤孔404完全遮挡，一次性除尘范围更广；

请参阅图6-图7，负压模块包括固定布设于吸附板6上的缸体602，缸体602中滑动布设活塞7，活塞7与驱动其于缸体602中往复运动的驱动件连接，活塞7与缸体602围合形成气腔703，气腔703一端通过进气管701与吸附板6的空心结构连通，另一端通过出气管702与布设于收集箱606一侧的输气管704插接连通；在本实施例中，进气管701与气腔703之间设有仅限于进气的单向阀，出气管702与气腔703之间设有仅限于排气的单向阀，当驱动件驱动活塞7于缸体602中往复运动时，气腔703产生负压并通过进气管701在吸附板6的空腔结构产生负压，而后通过出气管702以及输气管704将所吸入的气体输送至收集箱606中。

在本实施方式中，收集箱606中布设若干组灰尘吸附网705，其中，收集箱606另一侧设置排气口607；可以说明的是，气腔703将气体输送至收集箱606后，通过布设于收集箱606中的灰尘吸附网705对空气中的灰尘颗粒进行吸附，剩余气体经由排气口607排出；

此外，缸体602与收集箱606的连接面上相应设有相互吸引的磁铁，以便于操作人员对收集箱606进行更换，且安装非常方便，将输气管704与出气管702插接即可。

请参阅图2、图3、图4、图6以及图8-图9，驱动件包括呈周向阵列布设于进风口3内端面的若干组弧形凹槽302，两组弧形凹槽302之间设置为弧形凸起301，其中，活塞7与滑动布设于缸体602一侧的推杆603固定，推杆603末端转动布设导轮605，导轮605与弧形凹槽302以及弧形凸起301滚动抵接，推杆603上还套设第一弹簧604；可以说明的是，转轴502在驱动吸附板6转动时，由于导轮605与弧形凹槽302以及弧形凸起301滚动抵接，当导轮605与弧形凸起301接触时，在抵接作用力下推动推杆603朝向缸体602处收缩，随着其继续转动，当导轮605与弧形凹槽302接触时，第一弹簧604驱动推杆603复位，进而实现活塞7于缸体602中的往复运行效果；

本实施例中，各组弧形凹槽302与过滤区402一一对应，各组弧形凸起301与缓冲区403一一对应；可以说明的是，当导轮605转动至过滤区402时，可以在气腔703中产生负压进行抽气，当导轮605转动至缓冲区403时，可以将气腔703中的气体通过出气管702排出。

由于快速熔断器806、压敏电阻805等部分电保护功率器件布设在靠向出风口101的一侧，使得进风口3进入的空气无法与其直接进行接触，本实施例中，防护腔中靠向出风口101的一侧呈倾斜布设导风板807，以将进入防护腔中的空气导向至电路板8的另一侧，进而可以对快速熔断器806、压敏电阻805等部分电保护功率器件同步进行散热降温。

此外，电路板8一侧布设有用于承载芯片801的引线框架804，芯片801与引线框架804以及引线框架804与电路板8之间均通过散热胶803粘接，其中，电路板8上还布设若干组散热翅片802，散热翅片802一端通过散热胶803粘接于电路板8上，另一端延伸至防护壳外侧；具体的，散热胶803为导热硅脂，以用于将芯片801与引线框架804产生的热量通过散热翅片802传出，提高散热效果。

各组缓冲区403的外侧还布设有凸起部401，其中，各组弧形凸起301上固定布设导杆405，滤板4与各组导杆405滑动连接，导杆405上还布设有第二弹簧406；具体的，第二弹簧406一端与滤板4固定，另一端与弧形凸起301固定；需要说明的是，当吸附板6运动至缓冲区403处时，通过与凸起部401抵接而推动滤板4朝向远离进风口3处运动，此时第二弹簧406产生弹力，随着其继续转动，第二弹簧406可以带动其复位，进而实现振动滤板4的效果，使得附着于滤板4上的灰尘更容易被吸附板6吸附。

实施例3

一种大功率光伏发电保护功率器件用快速散热装置，散热方法包括如下步骤：

驱动电机5驱动转轴502转动，转轴502在转动的过程中驱动扇叶机构503转动，将外界空气通过进风口3抽至防护腔中，外界空气与电路板8上的发电保护功率器件产生的热量进行热交换；

转轴502同步驱动吸附板6转动，当导轮605与弧形凸起301接触时，在抵接作用力下推动推杆603朝向缸体602处收缩，随着其继续转动，导轮605与弧形凹槽302接触时，第一弹簧604驱动推杆603复位，以驱动活塞7于缸体602中往复运行。

吸附板6转动至过滤区402的位置时，吸附板6中产生负压，在压力作用下，附着于滤孔404处的灰尘颗粒被吸除至气腔703中；

气腔703中的气体输送至收集箱606后，通过布设于收集箱606中的灰尘吸附网705对空气中的灰尘颗粒进行吸附，剩余气体经由排气口607排出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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发明和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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”等应做广义理解，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连接，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发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。