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小功率光伏逆變器是小型電力電子設備的典型代表，IGBT模塊作為逆變器的核心器件，在運行過程中會產生大量的熱，約有1%～1.5%的有功功率轉化為熱能，這部分熱量會使其內部集成的功率器件管芯發熱、結溫升高。若不能及時、有效地將此熱量釋放，就會降低系統可靠性，甚至損壞器件。在電力電子產品小型化趨勢下，IGBT模塊在有限空間的散熱設計成為小型光伏逆變器散熱設計的核心，同時系統方案還要兼顧熱敏感器件的溫升，這就需對散熱方案進行全方位評估。
這里通過Flotherm軟件對小功率光伏逆變器進行系統級熱分析和多方案篩選，對比仿真數據與工程樣機實測數據，驗證了基于Flotherm分析的電力電子設備散熱設計的可行性與可靠度。
2 仿真原理與方案設計
Flotherm是一款強大的三維CFD軟件，CFD的仿真軟件基本思想是將原來在時間域和空間域上連續的物理量的場，用有限個離散點上的變量值集合來代替，通過一定原則建立起關于這些離散點上場變量間關系的代數方程組，進行求解后獲得場變量的近似值。熱設計問題本質在于定量描述熱現象，小功率電力電子設備的散熱設計可通過湍流模型描述。CFD仿真基本理論為：小型電子電子設備的散熱設計屬于不可壓縮、常物性、無內熱源的三維對流傳熱問題，結合傳熱學和流體動力學基本理論，得出描述該問題的微分方程組。
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