1. 對(duì)比大部分戶用光伏逆變器的產(chǎn)品規(guī)格書，會(huì)發(fā)現(xiàn)逆變器的工作溫度范圍都為-25至+60℃，為什么溫度會(huì)選擇在這個(gè)范圍呢？
■ 首先安規(guī)要求逆變器外殼溫度不能超過(guò)70℃，避免人體誤碰觸出現(xiàn)燙傷。
■ 其次這個(gè)溫度范圍滿足全球絕大部分區(qū)域的環(huán)境溫度要求。
■ 環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響逆變器壽命和工作穩(wěn)定性。
2.環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低對(duì)逆變器的影響?
首先我們看下逆變器里關(guān)鍵元器件的工作溫度：（如下表）
■環(huán)境溫度過(guò)高
溫度過(guò)高會(huì)降低元器件性能和壽命 ，例如：
電感：高溫時(shí)電感容易飽和，飽和時(shí)電感量會(huì)減得很小，工作電流峰值會(huì)變得很大，功率元件會(huì)過(guò)流損壞。
電解電容：對(duì)于電解電容來(lái)說(shuō)，環(huán)境溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率將增大2-10倍，即電容工作溫度每升高10℃，電容壽命減少一半，而電容壽命經(jīng)常被用來(lái)計(jì)算整機(jī)的使用壽命。
功率模塊：隨著環(huán)境溫度的升高，功率模塊工作時(shí)的芯片結(jié)溫也持續(xù)升高，讓模塊承受很高的熱應(yīng)力，大大縮短使用壽命，一旦溫度超過(guò)結(jié)溫極限值，就會(huì)導(dǎo)致模塊熱擊穿。所以設(shè)計(jì)中有一條規(guī)則顯示模塊在65℃以上的環(huán)境下工作時(shí)，溫度每上升10℃，故障率便增加一倍。
3種不同額定溫度電容使用壽命和環(huán)境溫度的關(guān)系
功率模塊在高溫（紅色）與低溫（藍(lán)色）的開關(guān)功率損耗對(duì)比
■ 環(huán)境溫度過(guò)低
低溫對(duì)逆變器的影響相較于高溫要小，低溫影響較大的元器件是電解電容和控制芯片。
電解電容：電解電容器的在低溫工作時(shí)，其ESR則會(huì)增加10倍以上。額定溫度-20 ℃或-40 ℃的器件其ESR將會(huì)增加更多，例如-40 ℃的器件其ESR將會(huì)增加100多倍。這樣溫度越低電解液離子遷移速度越慢，電解液導(dǎo)電率越低，電容量減少，機(jī)器可能無(wú)法正常啟機(jī)。
控制芯片：低溫對(duì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力、極限電壓電流及開關(guān)特性都有很大的影響。而一個(gè)芯片中往往包含了成千上萬(wàn)的晶體管及其他元器件，每一點(diǎn)小小的偏差累計(jì)可能造成外部特性的巨大影響。如果溫度過(guò)低，往往造成芯片在額定工作電壓下無(wú)法打開其內(nèi)部的半導(dǎo)體開關(guān)，導(dǎo)致其不能正常工作。
3.逆變器對(duì)溫度的控制?
一年有四季，有夏天的高溫，也有冬天的低溫，那么逆變器是如何來(lái)調(diào)節(jié)自身的溫度？
■ 首先是溫度檢測(cè)，溫度檢測(cè)很簡(jiǎn)單，一般采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻檢測(cè)，不同溫度對(duì)應(yīng)不同的阻值，得到不同的電壓反饋給控制芯片進(jìn)行計(jì)算，得出確切的溫度值。
溫度檢測(cè)的位置一般為：散熱片溫度；IGBT模塊溫度；機(jī)器腔體溫度。
下表為標(biāo)稱阻值15K熱敏在不同溫度下的阻值變化：15k Ω @25℃；公差精度： + / -1%。
■ 其次是散熱裝置，常用的散熱裝置有散熱器和風(fēng)扇。
散熱器：通常用鋁來(lái)制作，主要因?yàn)椋合噍^于金、銀、銅而言，鋁的重量輕、價(jià)格便宜而且耐腐蝕、利用加工設(shè)備可以制成各種復(fù)雜的形狀。散熱器散熱方式為：與外殼通過(guò)較大面積直接緊密連結(jié)，元器件的熱量能通過(guò)散熱器直接傳遞到鋁合金外殼上，然后散發(fā)到空氣中。散熱路徑：器件→散熱器→外殼→空氣。
風(fēng)扇：風(fēng)扇是為了強(qiáng)制散熱，利用空氣對(duì)流，將功率元件及散熱器散發(fā)出的熱量帶走。一般風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是根據(jù)溫度變化而變化的。
■ 溫度控制邏輯
高溫調(diào)節(jié)，以1臺(tái)10KW的機(jī)器舉例說(shuō)明（以下數(shù)據(jù)僅供參考）：
10KW機(jī)器滿載輸出為10KW，風(fēng)扇100%轉(zhuǎn)速時(shí)為3000rad/min，下圖橫坐標(biāo)為環(huán)境溫度。
1)當(dāng)環(huán)境溫度在35℃時(shí)，散熱器溫度上升，機(jī)器滿載輸出，風(fēng)扇以50%轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
2)當(dāng)環(huán)境溫度在45℃時(shí)，散熱器溫度達(dá)到功率降載閾值，機(jī)器開始降載輸出9KW，風(fēng)扇以100%轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
3)當(dāng)環(huán)境溫度在60℃時(shí)，散熱器溫度達(dá)到保護(hù)值，機(jī)器停止發(fā)電并報(bào)過(guò)溫保護(hù)，而風(fēng)扇以100%轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
■ 低溫調(diào)節(jié)
由于機(jī)器低于溫度下限值工作時(shí)并不會(huì)損壞元器件，一般低溫是在達(dá)到低溫保護(hù)閾值后直接保護(hù)。
可是在低溫條件下當(dāng)逆變器運(yùn)行后，有電流流經(jīng)器件時(shí)，如功率元件溫度會(huì)迅速上升，產(chǎn)生熱量提高內(nèi)部腔體溫度，使電容器工作溫度遠(yuǎn)大于環(huán)境溫度，這樣可使電容維持設(shè)備運(yùn)行。所以低溫保護(hù)沒(méi)有高溫保護(hù)那么常見(jiàn)。
4.總結(jié)
一般機(jī)器運(yùn)行后發(fā)熱外殼溫度在45℃ ～55℃之間，在夏天外界溫度達(dá)38℃，逆變器多數(shù)情況下外殼溫度在60℃左右。在低溫環(huán)境下由于逆變器關(guān)鍵元器件都可以工作在零下25度，所以可以保證逆變器在環(huán)溫-25℃以上正常工作。
