KR101156903B1 - 전력변환모듈의 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력변환모듈의 방열장치로서, 복수의 방열핀이 적층된 방열핀부 및 공간부가 형성된 케이스와 상기 케이스의 공간부에 장착되는 고방열 히트싱크와, 상기 케이스의 하부에 결합되는 회로보드를 포함하고, 부분적으로 방열핀이 형성되고, 고방열 히트싱크가 장착된 케이스로 구현됨에 따라, 무게 및 크기를 줄일수 있고, 방열핀이 형성된 케이스와 고방열 히트싱크를 통해 동시에 방열됨에 따라, 방열성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고발열부에 고방열 히트싱크를 장착시켜 최적설계에 따른 최대효과를 얻을 수 있는 전력변환모듈의 방열장치를 얻을 수 있다.

Description

전력변환모듈의 방열장치{Thermal device for power converting module}

본 발명은 전력변환모듈의 방열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전력변환모듈에 있어 방열장치는 전력변환모듈의 신뢰성에 중요한 영향을 미침에 따라 방열설계가 우선시 된다. 그리고 방열효과를 향상시키기 위해서는 파워손실을 최소화시키는 회로구조, 발열소자의 효과적인 부착구조, 방열핀 및 케이스구조 및 재료, 써멀 그리스와같은 이종 부품, 재료의 접합재료, 몰딩재료등이 중요하게 고려해야 사항이다. 상기의 고려사항을 최적화함으로써, 전력변환모듈의 고효율 방열 성능을 확보할 수 있다.

보다 구체적으로, 종래기술에 따른 전력변환 모듈은 소자의 발열량을 고려하여 강제공냉이나 수냉방식을 이용하여 냉각한다. 강제공냉방식은 비용면에서 수냉방식에 비하여 저렴하나 열전달능력이 떨어지는 문제점을 지니고 있다. 그리고 일 예로 3.3KW 출력용량의 탑재형 충전기의 경우에는 강제공냉과 수냉방식을 동시에 채택하고 있다.

또한, 강제공냉의 경우 던순히 히트싱크를 이용하여 고 발열소자를 냉각하기 보다는 충전기 케이스를 방열기구로 사용하여 냉각하는 방식을 이용하고 있다. 이와같은 방열장치는 충분한 냉각을 위해 외부에 팬을 이용하여 외부공기를 방열용 케이스에 불어줌으로써 전체 시스템을 냉각하고, 이때 발열소자는 최대한 방열 케이스에 근접하도록 접합함으로써 열 저항을 최소화하는 설계가 이루어지고 있다.

또한 DC-DC컨버터의 경우 기존의 냉각방식으로소자가 실장되어있는 히트싱크의 케이스의 핀에 팬의 공기를 직접 불어줌으로서 소자의 열집중을 최소화한다. 이하 종래기술에 따른 전력변환모듈의 방열장치에 대하여 보다 자세히 기술한다.

도 1은 종래기술에 따른 전력변환모듈의 방열장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도시한 바와 같이, 상기 전력변환모듈의 방열장치(100)는 방열핀(120)이 케이스(110)의 전체에 형성된다. 이와 같이 이루어짐에 따라 히트싱크를 형성하기 위해 상기 방열핀(120)을 다이케스팅으로 가공하고, 방열핀(120)의 간격 및 히트싱크의 베이스로 인해 무거워질 뿐만 아니라, 전력변환모듈 회로구성에 있어서, 입출력 파워경로에 의해 발열소자의 위치변경이 어렵고, 효과적인 방열 성능을 구현하기 어려운 문제점을 지니고 있다. 또한, 방열성능 향상을 위해 방열핀을 크게, 베이스를 두껍게 설계할 경우, 모듈의 크기가 전체적으로 커지고 무거워지는 문제점을 지니고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래기술에 따른 전력변환모듈의 방열장치와 비교하여 부분적으로 방열핀이 형성되고, 고방열 히트싱크가 장착된 케이스로 구현됨에 따라, 무게 및 크기를 줄일수 있고, 방열핀이 형성된 케이스와 고방열 히트싱크를 통해 동시에 방열됨에 따라, 방열성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고발열부에 고방열 히트싱크를 장착시켜 최적설계에 따른 최대효과를 얻을 수 있는 전력변환모듈의 방열장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전력변환모듈의 방열장치로서, 복수의 방열핀이 적층된 방열핀부 및 공간부가 형성된 케이스와, 상기 케이스의 공간부에 장착되는 고방열 히트싱크와, 상기 케이스의 하부에 결합되는 회로보드를 포함한다.

또한, 상기 고방열 히트싱크는 알루미늄 또는 구리로 이루어지고, 상기 케이스의 공간부는 회로보드의 고발열부에 형성된다.

그리고 상기 케이스 및 회로보드는 서로 대응되는 복수의 체결부가 형성되고, 체결부의 삽입결합되어 케이스와 회로보드를 결합시키는 체결부재를 더 포함한다.

그리고 상기 회로보드는 전력변환소자가 장착된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 부분적으로 방열핀이 형성되고, 고방열 히트싱크가 장착된 케이스로 구현됨에 따라, 무게 및 크기를 줄일 수 있고, 방열핀이 형성된 케이스와 고방열 히트싱크를 통해 동시에 방열됨에 따라, 방열성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고발열부에 고방열 히트싱크를 장착시켜 최적설계에 따른 최대효과를 얻을 수 있는 전력변환모듈의 방열장치를 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 종래기술에 따른 전력변환모듈의 방열장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 전력변환모듈의 방열장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 3은 도 2에 도시한 전력변환모듈의 방열장치의 개략적인 분해사시도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력변환모듈의 방열장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전력변환모듈의 방열장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 전력변환모듈의 방열장치의 개략적인 분해사시도이다. 도시한 바와 같이, 상기 전력변환모듈의 방열장치(200)는 전력변환모듈의 케이스(210), 고방열 히트싱크(220), 회로보드(230) 및 체결부재(240)을 포함한다.

상기 케이스(210)는 복수의 방열핀이 적층된 방열핀부(211)와 방열핀부 사이에 형성된 공간부(212)가 형성된다.

그리고, 상기 고방열 히트싱크(220)는 방열핀 만이 형성된 케이스(210)에 비하여 방열효과가 큰 히트싱크로서, 알루미늄 또는 구리로 이루어지고, 상기 케이스의 공간부(212)에 장착된다.

그리고, 상기 회로보드(230)는 전력변환소자가 장착되고, 상기 케이스(210)의 하부에는 결합된다. 이와 같이 이루어짐에 따라, 상기 회로보드(230)로 부터 방사되는 발열은 방열핀을 포함하는 케이스(210) 및 고방열 히트싱크(220)에 의해 방사되고, 상기 회로보드(230)는 냉각된다.

그리고, 본 발명에 따른 전력변환모듈의 방열장치를 보다 효율적으로 구현하기 위해 상기 케이스의 공간부(212)는 회로보드에 있어서 다른 영역에 비하여 높은 열이 발생되는 고발열부에 형성되고, 상기 공간부에 고방열 히트싱크(220)이 장착됨에 따라, 상기 회로보드(230)로 부터 방사되는 열을 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

그리고 상기 케이스(210) 및 회로보드(230)에는 서로 대응되는 복수의 체결부(미도시)가 형성된다. 그리고 상기 체결부에 체결부재(240)가 삽입결합되어 케이스와 회로보드가 결합된다.

이와 같이 이루어짐에 따라, 종래기술에 따른 전력변환모듈의 방열장치와 비교하여 부분적으로 방열핀이 형성되고, 고방열 히트싱크가 장착된 케이스로 구현됨에 따라, 무게 및 크기를 줄일수 있고, 방열핀이 형성된 케이스와 고방열 히트싱크를 통해 동시에 방열됨에 따라, 방열성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고발열부에 고방열 히트싱크를 장착시켜 최적설계에 따른 최대효과를 얻을 수 있는 전력변환모듈의 방열장치를 얻을 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 기판 건조장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 전력변환모듈의 방열장치 110 : 케이스
120 : 방열핀 200 : 전력변환모듈의 방열장치
210 : 케이스 211 : 방열핀부
212 : 공간부 220 : 고방열 히트싱크
230 : 회로보드 240 : 체결부재

Claims (5)

1. 복수의 방열핀이 적층된 방열핀부 및 공간부가 형성된 케이스;
   상기 케이스의 공간부에 장착되는 고방열 히트싱크; 및
   상기 케이스의 하부에 결합되는 회로보드를 포함하는 전력변환모듈의 방열장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고방열 히트싱크는 알루미늄 또는 구리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력변환모듈의 방열장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스의 공간부는 회로보드의 고발열부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전력변환모듈의 방열장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스 및 회로보드는 서로 대응되는 복수의 체결부가 형성되고, 체결부의 삽입결합되어 케이스와 회로보드를 결합시키는 체결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환모듈의 방열장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 회로보드는 전력변환소자가 장착된 것을 특징으로 하는 전력변환모듈의 방열장치.

Images