JP2017153349A - インバーター - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、信号部とパワー部を構造的に分離し、駆動する際にノイズを低減することができるインバーターを提供することにある。
【解決手段】放熱部が設けられるベース部（１００）；
上記ベース部の上部に配置され、入力電源を整流部（２２０）及びインバーター部（２７０）を経るように、独立なパワーの流れに沿って外部へ出力させるメイン基板部（２００）；及び
上記メイン基板部（２００）に電気的に繋がるように固定され、相互独立される２次側電源の流れ及び電気的信号の流れを形成する制御基板部（４００）を含み、
上記メイン基板部（２００）は、上記入力電源を伝達してもらう入力電源連結部（２１０）と、上記整流部と、ＤＣリンク部（２６０）と、インバーター部（２７０）と、出力端子部（５２０）とを含むことを特徴とするインバーター。
【選択図】図３

Description

本発明は、インバーターに係り、より詳しくは、信号部とパワー部を構造的に分離し、駆動する際にノイズを低減することができるインバーターに関するものである。

一般に、電動機駆動装置は、使用電源から供給された電力を受け、装置内で電圧と周波数を可変させて電動機に供給することにより、電動機の速度を高効率に制御する。上記のような従来のインバーターを説明する。

図１は従来のインバーター及びパワーの流れを示す図面で、図２は従来の電動機駆動装置を他の側面で示す斜視図である。

図１及び図２を参照すれば、従来のインバーターはベース上に設けられるヒートシンク１０と、多数の回路基板２０、３０、４０、５０を含む。

上記ヒートシンク１０はベース上に設けられる。

上記多数の回路基板２０、３０、４０、５０は、ヒートシンク１０の上部に配置されるミドルベース上に配置される。

上記多数の回路基板２０、３０、４０、５０は、ミドルベースの上部に配置されるパワーボード２０と、上記パワーボード２０の上部に配置されるキャップボード５０と、上記パワーボード２０に垂直を成して繋がる制御ボード３０と、上記制御ボード３０の上部に配置されるＩＯボード４０を含む。

図１において、二重の矢印（==>）は入力端子部３１、整流部２２、ＤＣリンク２７及びインバーター部２３、出力端子部３２に沿って流れるメインパワーの流れを示す。

また、実線矢印（->）は、制御ボード３０、ゲートドライブ、センシング及び保護回路２６に電源を供給するＳＭＰＳの２次側電源２５を示す。

また、仮想線矢印（-->）は、制御ボード３０の制御部２４と、ゲートドライブ、センシング及び保護回路２６の信号を示す。

上記言及される従来のインバーターにおいて、パワーの流れ及び信号の流れは、整流部２２の出力と、インバーター部２３の出力の間にメインパワーの流れが交差し、相互干渉が発生する問題点を持つ。

つまり、従来のインバーターは、パワー端子、ピム（ＰＩＭ）などのパワー部と、信号部が同一なボード上に設けられる。

したがって、上記インバーターは、上記のようなメインパワーの流れに応じて上記信号部が干渉を受けることがある構造を成す。

図２を参照すれば、従来のＩＯボード４０は、制御ボード３０と信号用ワイヤ６０を通じて相互電気的に繋がって信号ラインを形成する。

また、上述したＩＯボード４０は、該当ボードに形成される接地用ワイヤ７０を介してパワーボード２０に繋がるし、パワーボード２０に繋がる接地用ワイヤ７０はヒートシンク１０に延長されて繋がる。

上記のように構成されることによって、従来のインバーターはノイズアンテナの役割をすることができる信号用ワイヤ及び接地用ワイヤ等のようなワイヤを使うことで、構造的に弱い問題点を持つ。

さらに、従来には、上記のようなワイヤが使用されることにより、製品を組み立てる工程で上述したワイヤが製品内で発熱される部品に接触される場合、火災を誘発することがあり、これによって製品自体が損傷及び故障する問題点がある。

本発明に係る先行文献には、層間回路の干渉が防止された軟性回路基板に対する技術が開示される。

韓国公開特許公報第１０−２００７−００５３９４０号 (公開日：２００７.０５.２８)

本発明の目的は、信号部とパワー部を構造的に分離し、駆動する際にノイズを低減することができるインバーターを提供することにある。

好ましい態様において、本発明はインバーターを提供する。

上記インバーターは、放熱部が設けられるベース部と；上記ベース部上に配置され、入力電源を整流部及びインバーター部を経るように独立なパワーの流れに沿って外部へ出力させるメイン基板部と；上記メイン基板部の側部に電気的に繋がるように固定されるし、相互独立される２次側電源の流れ及び電気的信号の流れを形成する制御基板部を含む。

上記メイン基板部は、上記入力電源を伝達してもらう入力電源連結部と、上記整流部と、ＤＣリンク部と、インバーター部と、出力端子部を含むことが望ましい。

上記独立なパワーの流れは、上記入力電源連結部と、上記整流部と、上記ＤＣリンク部と、インバーター部と、出力端子部とを介して形成されることが望ましい。

上記メイン基板部は、ＳＭＰＳ電源連結部をさらに含むことが望ましい。

上記制御基板部は、上記ＳＭＰＳ電源連結部と電気的に接続されて２次側電源を入力するＳＭＰＳ電源入力部と、制御部と、ＳＭＰＳ電源部と、信号部とを含むことが望ましい。

上記ＳＭＰＳ電源部は、上記２次側電源を生成して上記制御部及び上記信号部の各々に伝送する２次側パワーの流れを形成することが望ましい。

上記制御部と上記信号部の間には信号の流れが形成されることが望ましい。

上記メイン基板部は、上記放熱部に繋がる金属棒が貫いて接触され、接地されることが望ましい。

上記制御基板部には、接地連結部が形成されることが望ましい。

上記接地連結部には上記放熱部と接触される接地スクリューが設けられることが望ましい。

上記制御基板部は、上記メイン基板部の上部に配置されるＩＯ基板部と電気的に繋がって、上記ＩＯ基板部を固定することが望ましい。

上記ＩＯ基板部には、上記接地連結部と繋がるパターンが形成されることが望ましい。

本発明は、信号部とパワー部を構造的に分離し、駆動する際にノイズを効率的に低減させることができる効果を有する。

また、本発明は、相互電気的に繋がるように組み立てられる多数の基板部を組み立てると同時に、ワイヤを使わずに基板部それぞれの接地をヒートシンクである放熱部に接地スクリュー及び金属棒を使って接地されるようにすることで、従来のワイヤを使うことによる問題を解決できる効果を有する。

従来のインバーター及びパワー及び信号の流れを示す図面である。 従来のインバーターの構造を示す図面である。 本発明のインバーター及びパワー及び信号の流れを示す斜視図である。 本発明によるメイン基板部が配置される状態を示す斜視図である。 本発明によるパワーの流れを示す図面である。 本発明によるＥＭＣ基板部におけるパワーの流れを示す図面である。 本発明の制御基板部が設けられる状態を示す斜視図である。 制御基板部における２次側電源の流れ及び信号の流れを示す図面である。

以下、添付の図面を参照して本発明のインバーターを説明する。

図３は本発明のインバーター及びパワー及び信号の流れを示す斜視図で、図４は本発明によるメイン基板部が配置される状態を示す斜視図で、図５は本発明によるパワーの流れを示す図面である。

先ず、図３を参照して、本発明のインバーター構造を説明する。

図３を参照すれば、本発明のインバーターは、ベース部１００と、放熱部１２０と、メイン基板部２００と、ＥＭＣ基板部３００と、制御基板部４００から構成される。ＩＯ基板部は図示されない。

上記ベース部１００には放熱部１２０が設けられる。上記放熱部１２０の面積は、ベース部１００の全体面積より小さい面積を成す。

上記放熱部１２０は、その側部に外部へ露出される放熱ファン１１０を備える。

上記放熱部１２０の上端には、本発明によるメイン基板部２００が配置される。

ここで、上記メイン基板部２００は、放熱部１２０が設けられる面積より大きく形成されることができる。

上記メイン基板部２００には、多数のＤＣリンク部２６０が差し込まれて設けられる。

上記多数のＤＣリンク部２６０は、上記メイン基板部２００の下部に突出され、上記放熱部１２０の側部に位置するように配置されることができる。

したがって、ＤＣリンク部２６０は上記メイン基板部２００の上部へ突出されないこともある。

そして、上記メイン基板部２００の上部にはＥＭＣ基板部３００が設けられるし、上記ＥＭＣ基板部３００上にはＥＭＣフィルター３１０が実装される。

一方、上記メイン基板部２００の一側には、入力端子部５１０と、上記入力端子部５１０に接する位置に出力端子部５２０が配置される。

そして、上記メイン基板部２００は、入力電源連結部２１０（図５参照）と、整流部２２０と、上記ＤＣリンク部２６０と、インバーター部２７０と、上記出力端子部５２０とを含む。

本発明による制御基板部４００は、上記メイン基板部２００の側部に電気的に連結及び固定されるように立てて設けられる。

ここで、上記制御基板部４００の下端部は、放熱部１２０の側部に露出するように配置されたことが良い。すなわち、上記制御基板部４００の下端部は、放熱部１２０の側部に露出して、容易に放熱されることができる。

ここで、上記制御基板部４００はＳＭＰＳ電源入力部４１１（図８参照）と、制御部４２０と、ＳＭＰＳ電源部４１０と、信号部４３０とを含む。

上記ＳＭＰＳ電源入力部４１１は、後述されるメイン基板部２００に形成されるＳＭＰＳ電源連結部と電気的に繋がる。

一方、本発明によるメイン基板部２００は上記放熱部１２０と繋がる金属棒３２０が貫いて接触され、接地される構造を成す。上記放熱部１２０はアルミニウムで形成される。

また、上記制御基板部４００には、接地連結部４５１が形成される。

上記接地連結部４５１には、上記放熱部１２０と接触される接地スクリュー４５０が設けられる。

さらに、図面に図示されていないが、本発明による制御基板部４００は、上記メイン基板部２００の上部に配置されるＩＯ基板部と電気的に繋がって、ＩＯ基板部を固定することができる。

上記ＩＯ基板部には上記接地連結部４５１と繋がるパターンが形成される。

次に、上記のように構成される本発明のインバーターを通してパワーの流れと信号の流れが独立に形成されることに対する信号の流れ体系を本位で説明する。

図３を参照して、本発明におけるインバーターのパワーの流れ（Ｐｏｗｅｒ Ｆｌｏｗ）を先ず説明する。

図３において、二重の矢印（=>）は、入力端子部５１０、整流部２２０、ＤＣリンク部２６０（ＤＣ-Ｌｉｎｋ）、インバーター部２７０、及び出力端子部５２０に沿って流れるメインパワーの流れを示す。

また、実線矢印（->）は、電源部であるＳＭＰＳ電源部４１０から制御部４２０及びセンシング及び保護回路部４３０に供給されるＳＭＰＳの２次側電源の流れを示す。

また、制御部４２０とセンシング及び保護回路部４３０の間には信号の流れが形成される。

上記のように、本発明ではメインパワーの流れが交差される場合が発生されないことがある。

すなわち、本発明ではメインパワーの流れと信号の流れを基板部２００、３００、４００を構造的に分離することによって、信号の流れの際、相互干渉が発生することを防止することができる。

図４及び図５を参照すれば、入力交流電源は入力端子部５１０と繋がる入力電源連結部２１０を通じて整流部２２０に印加される。

次いで、上記整流部２２０を経た直流電源は、ＤＣリンク部２６０に伝達されるし、上記ＤＣリンク部２６０は上記直流電源を平滑化する。

上記のように、ＤＣリンク部２６０を経た直流電源はインバーター部２７０に印加される。

ここで、メイン基板部２００の側部にはコネクター４０１が設けられる。

上記コネクター４０１は、上述した制御基板部４００と電気的に繋がって信号を伝達する。

ここで、上記制御基板部４００から、ＰＷＭ信号は上記コネクター４０１を通じて上記インバーター部２７０に伝送される。

そして、上記インバーター部２７０は、出力端子部５２０を通じて外部に交流電源を出力することができる。

また、本発明によるメイン基板部２００にはＳＭＰＳ電源連結部２４０が設けられる。

図６は本発明によるＥＭＣ基板部でのパワーの流れを示す図面である。

図６を参照すれば、本発明によるＥＭＣ基板部３００は、メイン基板部２００の上部に配置される。

ＥＭＣ基板部３００には接地スクリュー３２１が設けられる。

上記接地スクリュー３２１は、上述したメイン基板部２００を通じて上方に突出される金属棒３２０に締付けられる。

ここで、上記ＥＭＣ基板部３００には、ＥＭＣフィルター３１０と入力電源連結部２１０が設けられる。

上記ＥＭＣフィルター３１０は、上記入力電源連結部２１０及び出力端子部５２０と電気的に繋がらない。

本発明におけるＥＭＣ基板部３００でのパワーの流れは下記のとおりである。

入力端子部５１０で入力された交流電源は、ＥＭＣフィルター３１０及び入力電源連結部２１０を通じてメイン基板部２００に伝送されることができる。

符号「５１１」は接地端子台である。

図７は本発明の制御基板部が設けられる状態を示す斜視図で、図８は制御基板部での２次側電源の流れ及び信号の流れを示す図面である。

図７及び図８を参照すれば、本発明によるメイン基板部２００はＳＭＰＳ電源連結部２５０を含む。

そして、本発明による制御基板部４００は上記ＳＭＰＳ電源連結部２５０と電気的に接続され、２次側電源を入力するＳＭＰＳ電源入力部４１１と、制御部と、ＳＭＰＳ電源部４１０と、信号部４３０とを含む。

また、上記制御基板部４００には、センシング及び保護回路部４３０と、ゲートドライブ４７０が設けられる。

上記ＳＭＰＳ電源部４１０は、上記２次側電源を生成して上記制御部４２０及び上記信号部４３０の各々に伝送する２次側のパワーの流れを形成し、上記制御部４２０と上記信号部４３０の間に信号の流れを形成する。

上記ＳＭＰＳ電源連結部２５０からＳＭＰＳ電源入力部４１１に電源が入力されると、上記ＳＭＰＳ電源部４１０では制御、センシング、保護などに使用される２次側電源が生成される。

上記生成された２次側電源は、ＤＳＰ４６０、センシング及び保護回路部４３０と、ゲートドライブ４４０に供給されてインバーター部２７０を駆動させる。

これにより、本発明によるインバーター部２７０を駆動させる制御基板部４００は、上述したパワーの流れが形成されるパワー部であるメイン基板部２００と構造的に分離されることができる。

上記の構成及び作用によって、本発明による実施形態は信号部とパワー部を構造的に分離し、駆動する際にノイズを効率的に低減させることができる利点がある。

一方、本発明によるメイン基板部２００は、放熱部１２０と繋がる金属棒３２０が貫いて接触され、接地されることができる。

また、本発明による制御基板部４００には、接地連結部（未図示）が形成される。

そして、上記接地連結部には、上記放熱部１２０と接触される接地スクリュー４５０が設けられる。

また、制御基板部４００は、上記メイン基板部２００の上部に配置されるＩＯ基板部と電気的に繋がって固定する他のコネクター４０２が形成されることができる。

本発明によるＩＯ基板部には、上記接地連結部と繋がるパターンが形成されることができる。

上記の構成及び作用によって、本発明ではワイヤを使わずに、金属棒及び皿スクリュー及び回路パターンを使って放熱部に接地されるようにし、従来の製品を組み立てる工程で、上述したワイヤが製品内で発熱される部品に接触される場合、火災を誘発することがあり、これによって製品自体が損傷及び故障する問題点を効率的に解決することができる。

以上、本発明のノイズ低減構造を有するインバーターに関する具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲を脱しない限度内で、様々な実施変形ができることは自明である。

したがって、本発明の範囲には、説明された実施形態に限って伝わってはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、この特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。

すなわち、前述された実施形態はすべての面において例示的なものであり、限定的ではないものとして理解されなければならない。なお、本発明の範囲は、発明の詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、その特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれる全ての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

Claims (6)

1. 放熱部が設けられるベース部；
   上記ベース部の上部に配置され、入力電源を整流部及びインバーター部を経るように、独立なパワーの流れに沿って外部へ出力させるメイン基板部；及び
   上記メイン基板部に電気的に繋がるように固定され、相互独立される２次側電源の流れ及び電気的信号の流れを形成する制御基板部を含み、
   上記メイン基板部は、上記入力電源を伝達してもらう入力電源連結部と、上記整流部と、ＤＣリンク部と、インバーター部と、出力端子部とを含むことを特徴とするインバーター。
2. 上記メイン基板部は、上記放熱部が設けられる面積より大きく形成され、
   上記独立なパワーの流れは、
   上記入力電源連結部と、上記整流部と、上記ＤＣリンク部と、インバーター部と、出力端子部とを通じて形成されることを特徴とする、請求項１に記載のインバーター。
3. 上記メイン基板部は、
   ＳＭＰＳ電源連結部をさらに含み、
   上記制御基板部は、上記メイン基板部の側部に固定され、
   上記ＳＭＰＳ電源連結部と電気的に接続され、上記２次側電源を入力する ＳＭＰＳ電源入力部と、制御部と、ＳＭＰＳ電源部と、信号部とを含み、
   上記ＳＭＰＳ電源部は、上記２次側電源を生成して上記制御部及び上記信号部の各々に伝送する２次側のパワーの流れを形成し、
   上記制御部と上記信号部の間に信号の流れが形成されることを特徴とする、請求項２に記載のインバーター。
4. 上記メイン基板部は、
   上記放熱部と繋がる金属棒が貫いて接触され、接地されることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のインバーター。
5. 上記制御基板部には接地連結部が形成され、
   上記接地連結部には上記放熱部と接触される接地スクリューが設けられることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインバーター。
6. 上記制御基板部は、
   上記メイン基板部の上部に配置されるＩＯ基板部と電気的に繋がって、上記ＩＯ基板部を固定し、
   上記ＩＯ基板部には、
   上記接地連結部と繋がるパターンが形成されることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のインバーター。

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