模塊作為逆變器最為核心器件,其工作時(shí)內部結溫直接影響使用壽命,圖2是英飛凌提供的晶元結溫與壽命對應關(guān)系曲線(xiàn)。
圖2:模塊壽命與結溫的關(guān)聯(lián)曲線(xiàn)
根據表1中樣本1和樣本2模塊的內部溫度,推算出模塊結溫和兩者模塊壽命對比如表3(推算過(guò)程專(zhuān)業(yè)性強,這里不在贅述)。
表3:模塊溫度和壽命的影響
由上表可見(jiàn),在實(shí)驗條件下,關(guān)鍵器件模塊,溫度較低的樣本1壽命是溫度較高的樣本2的1.7倍,但均未達到25年的預期壽命。
2.3溫度對風(fēng)扇壽命的影響
風(fēng)扇是成熟的工業(yè)器件,應用于樣本1的風(fēng)冷逆變器的是NMB風(fēng)扇,防護等級為IP65,可在任何灰塵環(huán)境下,甚至完全浸入水中正常工作。
圖3為NMB風(fēng)扇壽命曲線(xiàn)。
根據圖3,以逆變器運行的最高環(huán)境溫度50℃計算,正常運行時(shí)間為60319小時(shí)。通過(guò)智能強制風(fēng)冷控制,只有逆變器的模塊溫度達到70℃以上,風(fēng)扇才會(huì )滿(mǎn)轉,在正常一天內,滿(mǎn)足滿(mǎn)轉條件的時(shí)間大概在6h左右,折合27.5年。另外,考慮雨天、以及環(huán)境溫度低于50℃等因素,風(fēng)扇的運行壽命將更長(cháng)。
3、小結
在實(shí)驗條件下(480V直流電壓、400V交流電壓、50℃環(huán)境溫度),由于樣本1和樣本2冷卻方式不同,造成關(guān)鍵器件壽命有較大的差異。
對于膜電容,當Vw/Vn<1.1時(shí),樣本1的壽命基本可達到25年,過(guò)載會(huì )降低其壽命;而樣本2由于溫度太高,壽命均未達到25年。
對于模塊,樣本1壽命是樣本2的1.7倍,但均未達到25年的預期壽命。
對于風(fēng)扇,為成熟的工業(yè)器件,壽命可以達到25年以上。
綜上所述,在集裝箱式逆變器、自然冷卻式逆變器等新技術(shù)廣泛應用時(shí),應該充分考慮這些新技術(shù)對于散熱的影響,對于逆變器壽命的影響。(光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊)