background image

机广泛使用的材料是硅钢片,硅钢片又分取向和无取向两种,取向硅钢片要求高,价格是
无取向硅钢片的两倍,但损耗仅为取向硅钢片的三分之一,而且取向硅钢片对电流谐波有
明显的抑制作用,现在社会有些不良厂家,为了降低成本,磁性元器件采用无取向的硅钢
片,这种做法直接的后果就是整机效率降低,电流谐波加大,在阴雨天等低照度天气下,
根本就发不出来的电,在低功率运行时,电能质量很差。

       光伏电站设计寿命是 25 年,其中组件和其它器件的寿命应该可以达到,逆变器作为光
伏电站的核心器件,设计寿命也应该到达

25 年。从逆变器系统上看到,寿命瓶颈是 PCBA

板和逆变器的心脏部位

—逆变模块。PCBA 由于技术限制,寿命很难达到 25 年,但由于

PCBA 价格不高,重量轻,一般放在容易更换的位置,所以相对好处理。逆变模块由IGB
T,散热器,母排,直流支撑电容组成。IGBT现在随着技术的发现,如果系统设计得好,
寿命可以到25年,直流支撑电容现在普通采用金属薄膜电解电容,寿命可以到25年,
所以最关键的因素只有散热器和母排,这两个器件如果采用的器件不一样,成本也相差非
常大,但寿命也相差很大。散热器寿命的控制点是鳍片和基板的连接工艺,母排寿命的控制
点是正负极之间的局部放电电流,这两个关键点能处理好,寿命也就不成问题。
       光伏逆变器最关键母排是指从 IGBT 到直流支撑电容这一段的母排,这就好比人体心脏
周边的大动脉和大静脉,因为这一段电流大,频率高,温度高,其电气性能核心技术是减
少杂散电感,因为杂散电感会产生尖峰电压,尖峰电压越高,对

IGBT 的损伤就越大,系

统的损耗也越大。母排机械性能核心技术是减少局部放电,提高母排的寿命。减少杂散电感
常用的方法有三个:

1 是电流正极和负极之间的距离尽可能短,2 是电流正极和负极方向尽

可能上下叠加,

3 是电容到 IGBT 之间的距离尽可能短。局部放电是由正负极之间的气隙造

成的,所以在尽量减少气隙,方法有两个:

1 母排和绝缘片之间的粘合越紧密越好,不留

下任何气隙,所以要选用好的粘结材料,

2 母排和绝缘片之间要非常干净,不能有任何灰

尘和脏污。

       现在正规生产厂家一般采用叠层母排,成本比较大,但性能优良,寿命长。叠层母排是
把正负极铜排、绝缘片、粘胶有机地结合在一起,它的杂散电感少,寿命长。而社会上一些不
良厂家,为了节省成本,直接用正极铜排,负极铜排和绝缘片叠加在一起,减去粘胶的工
艺,这样做成本减少了大约

50%,后果短时间 3、5 年也看不出来,但 5 年过后,逆变器的

性能会大大降低,原因有

2 个:1 母排的杂散电感会越来越大,系统的 EMC 干扰也越来越

高,

IGBT 会经常受到损伤,2 母排的局部放电会越来越大,因为母排和绝缘片之间没有粘

结在一起,肯定会存在气隙,而且气隙会越来越大,最后造成绝缘性降低,而绝缘层的损
坏,对逆变器而言,将是灾难性的。

        散热器是由基板和鳍片组成,IGBT 装在基板上,IGBT 在运行过程中会产生大量热量,
通过基板传到鳍片上,再通过流动的空气带走。散热器的核心技术有两个:

1 基板尽可能平

整,和

IGBT 接触可靠性高;2 基板和鳍片之间的热阻尽可能少。基板的平整度现在大都可

以达到,通过好一点的加工中心,表面精飞一刀就可以了。难度就大的成本最高的是基板和
鳍片之间的连接,目前连接工艺有

4 种:机械压合,环氧树脂粘接,锡焊,铜焊。其中机械

压合设备投资小,速度快,加工成本低;环氧树脂粘接,锡焊这两种工艺设备投资小,但
加工工艺较复杂,速度慢;铜焊设备投资大,加工工艺复杂,速度慢。所以采用铜焊工艺的
散热器价格要比采用机械压合工艺的散热器贵

30%左右。从散热技术上来看,采用机械压合

工艺的散热器,基板和鳍片之间连接面积小,所以热阻大,而且随着时间的推移,基板和
鳍片连接部位会发生形变,热阻会越来越大,采用这样散热器稳定工作寿命为

5 年左右,5