JP2023502205A - コンバータ - Google Patents

Abstract

コンバータは、冷媒流路を含むハウジング；前記ハウジングの上部に配置されて、上面に電子部品が配置されるプリント回路基板；及び前記プリント回路基板の上部に配置されて、前記電子部品の上面をカバーするカバー；を含み、前記電子部品と上下方向にオーバーラップされる前記ハウジングの上面または前記カバーの下面には、熱伝導材料（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）が充鎮された熱伝導層が配置される。【選択図】図1

Description

本実施例は、コンバータに関する。

以下で記述される内容は、本実施例に対する背景情報を提供するだけであり、従来技術を記載したものではない。

自動車の電気装置としては、エンジン電気装置（始動装置、点火装置、充電装置）と灯火装置が一般的でるが、近年車両がより電子制御化されることによって、サッシ電気装置を含んだほとんどのシステムが電気電子化されている傾向にある。

自動車に設けられるランプ、オーデイオ、ヒーター、エアコンなどの各種電装品は、自動車停止時にはバッテリーから電源の供給を受けて、走行時には発電機から電源の供給を受けるようになっているが、この時通常の電源電圧で１４Ｖ系統電源システムの発電容量が使われている。

近年情報技術産業の発展と共に自動車の便宜性増大を目的とする様々な新技術（モーター式パワステアリング、インターネツトなど）が車両に組み込まれて、今後も現在の自動車システムを最大限利用できる新技術の開発が続くと予想される。

ソフトまたはハードクイプの区分なしにハイブリッド電気車両（ＨＥＶ）は、電場負荷（１２Ｖ）供給のためのＤＣ－ＤＣコンバータ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ－ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）が設けられている。また、通常のガソリン車両の発電機（オルタネーター）役割をするＤＣ－ＤＣコンバータは、メインバッテリー（通常１４４Ｖ以上の高電圧バッテリー）の高電圧をダウンさせて電場負荷用電圧１２Ｖを供給している。

ＤＣ－ＤＣコンバータ（ＤＣ－ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）とは、ある電圧の直流電源から他の電圧の直流電源に変換する電子回路装置のことをいい、テレビ受像機、自動車の電装品など様々な領域に使われている。

コンバータは、ハウジングによって外形が形成されて、ハウジング内には、駆動のための多数の電子部品が配置される。前記多数の電子部品は、駆動によって熱を発生させる。放熱のためにハウジングには、前記電子部品から発生した熱を吸収するための冷媒パイプまたは冷媒流路が配置されるか、冷媒パイプだけでハウジング内放熱が充分ではない問題点がある。

本実施例は、構造を改善して放熱効率を向上させることができるコンバータを提供しようとする。

一実施例として、冷媒流路を含むハウジング；前記ハウジングの上部に配置されて、上面に電子部品が配置されるプリント回路基板；及び前記プリント回路基板の上部に配置されて、前記電子部品の上面をカバーするカバー；を含み、前記電子部品と上下方向にオーバーラップされる前記ハウジングの上面または前記カバーの下面には、熱伝導材料（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）が充鎮された熱伝導層が配置される。

前記ハウジングの上面及び前記カバーの下面には、前記熱伝導層が収容する溝が形成されることができる。

前記ハウジングの上面には、他領域よりも上方に突出する突出部が配置されて、前記突出部は、前記電子部品と上下方向にオーバーラップされるように配置されて、前記熱伝導層は、前記突出部の上面に配置されることができる。

前記電子部品は、端子を含み、前記端子は、前記プリント回路基板を貫いて下方に突出することができる。

前記ハウジングの上面には、前記端子が結合する端子溝が配置されて、前記熱伝導層は、前記端子溝内に配置されることができる。

前記電子部品は、インダクタ（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）と変圧器（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を含むことができる。

前記熱伝導層は、前記プリント回路基板の下部に配置される第１熱伝導層と、前記カバーと前記電子部品との間に配置される第２熱伝導層を含むことができる。

前記変圧器の外面を包むブラケットを含み、前記ブラケットは、前記プリント回路基板に両端が結合することができる。

前記端子溝は、前記突出部と隣り合うように配置されることができる。

別の実施例として、コンバータは、ハウジング；前記ハウジングの一面に配置されるプリント回路基板；前記プリント回路基板と電気的に連結されて、端子を含む電子部品；前記プリント回路基板の上部に配置されるカバー；を含み、前記ハウジングまたは前記カバーには。前記端子の少なくとも一部を収容する端子溝が配置されて、前記端子溝には、熱伝導材料（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）が充鎮された熱伝導層が配置される。

本発明によると、電子部品を基準に両方向に熱が伝達されるように熱伝導層を形成して、放熱効率を向上させることができる長所がある。

さらに、熱伝導層が、熱伝導材料が塗布された領域で形成して、電子部品との接触面積が増加することができる長所がある。

本発明の実施例に係るコンバータの斜視図。 本発明の実施例に係るコンバータの下面を図示した平面図。 本発明の実施例に係るコンバータの分解斜視図。 本発明の実施例に係るコンバータの上面を図示した平面図。 図４のＡ－Ａ‘を示す断面図。 本発明の実施例に係るコンバータの断面図。 本発明の実施例に係るカバーの下面を図示した平面図。 本発明の実施例に係るハウジングの上面を図示した平面図。 本発明の実施例に係る端子溝内端子の配置の様子を図示した断面図。 端子溝内一般放熱パッド配置時比較例を図示した断面図。

以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

但し、本発明の技術思想は説明される一部実施例に限定されず互いに異なる様々な形態で具現されることができて、本発明の技術思想範囲内でなら、実施例間その構成要素の中の一つ以上を選択的に結合、置き換えて使うことができる。

また、本発明の実施例で使われる用語（技術及び科学的用語を含む）は、明らかに特別に定義されて記述されない限り、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に一般的に理解されることができる意味と解釈され、予め定義された用語と共に一般的に使われる用語は、関連技術の文脈上の意味を考慮して、その意味を解釈することができるはずである。

また、本発明の実施例で使われた用語は、実施例を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数型は文面で特に言及しない限り複数型も包含できて、“Ａ及び（と）Ｂ、Ｃ中少なくとも一つ（または一つ以上）”と記載される場合、Ａ、Ｂ、Ｃで組み合わせることができるいずれの組み合わせのうち一つ以上を含むことができる。

また、本発明の実施例の構成要素を説明するにあたり、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）等の用語を使うことができる。

このような用語は、その構成要素を別の構成要素と区別するだけのためのもので、その用語によって該当構成要素の本質や順番または順序などで限定されない。

なお、ある構成要素が別の構成要素に‘連結’、‘連結’または‘接続’されると記載された場合、その構成要素はその別の構成要素に直接的に連結、結合または接続される場合のみならず、その構成要素とその別の構成要素のとの間にあるさらに別の構成要素によって‘連結’、‘結合’または‘接続’される場合も含むことができる。

また、各構成要素の“上（の上）または下（の下）”に形成または配置されると記載される場合、上（の上）または下（の下）は、二つの構成要素が互いに直接接触する場合のみならず、一つ以上のさらに別の構成要素が、二つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また“上（の上）または下（の下）”と表現される場合、一つの構成要素を基準に上側方向だけでなく下側方向の意味も含むことができる。

本実施例に係るコンバータ（Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）は、自動車に備えられる電装品であって、ある電圧の電源から他の電圧の電源に変換を行う電子回路装置をいう。例えば、前記コンバータは、ＤＣ－ＤＣコンバータであり得る。しかし、本実施例に係る構成がこれに限定されず、本実施例に係るコネクターモジュールは、様々な電装品に適用されることができる。

図１は、本発明の実施例に係るコンバータの斜視図であり、図２は、本発明の実施例に係るコンバータの下面を図示した平面図であり、図３は、本発明の実施例に係るコンバータの分解斜視図であり、図４は、本発明の実施例に係るコンバータの上面を図示した平面図であり、図５は、図４のＡ－Ａ’を示す断面図であり、図６は、本発明の実施例に係るコンバータの断面図であり、図７は、本発明の実施例に係るカバーの下面を図示した平面図であり、図８は、本発明の実施例に係るハウジングの上面を図示した平面図であり、図９は、本発明の実施例に係る端子溝内端子の配置の様子を図示した断面図であり、図１０は、端子溝内一般放熱パッド配置時比較例を図示した断面図である。

図１乃至１０を参照すると、本発明の実施例に係るコンバータ１００は、ハウジング１１０と、前記ハウジング１１０内に配置されるプリント回路基板１２０と、前記プリント回路基板１２０上に配置されるカバー１８０を含むことができる。

前記ハウジング１１０は、プレート形状で形成されて、上部に前記プリント回路基板１２０を含む多数の電子部品が配置されることができる。前記ハウジング１１０は、前記プリント回路基板１２０及び前記電子部品を下部から支持するからベースと名付けることができる。前記ハウジング１１０の上面には、前記プリント回路基板１２０の他に別のプリント回路基板が配置されることができる。前記別のプリント回路基板は、前記プリント回路基板１２０と上、下方向に離隔して、相互電気的に連結されることができる。

前記ハウジング１１０の上面には、前記プリント回路基板１２０を上方に離隔させる支持部１１１が配置されることができる。前記支持部１１１は、一端が前記ハウジング１１０の上面に結合されて、他端が前記プリント回路基板１２０の下面に結合することができる。

前記ハウジング１１０内には、一端に冷媒が流入する流入部１０４が配置されて、他端に冷媒が排出される排出部１０３が形成された冷媒流路１０２が配置されることができる。従って、前記流入部１０４を介して流入した冷媒は、前記冷媒流路１０２を循環して熱交換が行われた後、前記排出部１０３を介して排出されることができる。

これとは異なって、前記ハウジング１１０の下面に冷媒が流動する冷媒パイプを結合して、前記冷媒パイプを介して前記ハウジング１１０内に発生する熱が放熱されることができる。

前記プリント回路基板１２０は、プレート形状で形成されて、前記ハウジング１１０の上部に配置されることができる。前記プリント回路基板１２０には、前記コンバータ１００の駆動のための多数の電子部品が配置されることができる。例えば、前記プリント回路基板１２０の上面には、電圧調節のための変圧器（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）１２６、インダタタンスを得るためのインダクタ１２２が配置されることができる。前記変圧器１２６と前記インダクタ１２２は、前記プリント回路基板１２０に電気的に連結されて、相互離隔するように配置されることができる。

前記変圧器１２６は、前記プリント回路基板１２０に電気的に連結できるように、第１端子１２７を含むことができる。前記第１端子１２７は、入力端子と出力端子を含むことができる。前記第１端子１２７は、前記プリント回路基板１２０を貫いて、少なくとも一部が前記プリント回路基板１２０の下面で下方に突出するように配置されることができる。

一方、前記変圧器１２６はブラケットを介して前記プリント回路基板１２０に結合することができる。前記ブラケットは、前記変圧器１２６の外面を包むように配置されて、下端が前記プリント回路基板１２０または前記ハウジング１１０の上面に物理的に結合することができる。

前記インダクタ１２２は、前記プリント回路基板１２０に電気的に連結できるように、第２端子１２２ａを含むことができる。前記第２端子１２２ａは、入力端子と出力端子を含むことができる。前記第２端子１２２ａは、前記プリント回路基板１２０を貫いて、少なくとも一部が前記プリント回路基板１２０の下面で下方に突出するように配置されることができる。

前記変圧器１２６と前記インダクタ１２２は、前記冷媒流路１０２と上、下方向にオーバーラップ（ｏｖｅｒｌａｂ）されるように配置されることができる。

前記カバー１８０は、前記プリント回路基板１２０の上部に配置されることができる。前記カバー１８０は、前記電子部品をカバーするように前記電子部品の上部に配置されることができる。前記カバー１８０は、前記プリント回路基板１２０にねじ結合することができる。前記カバー１８０の上面には、外部端子との結合のためのコネクター１８２が配置されることができる。

前記ハウジング１１０及び前記カバー１８０は、金属材質で形成されることができる。例えば、前記ハウジング１１０及び前記カバー１８０の材質は、アルミニウムであり得る。

前記コンバータ１００は、外部領域から前記ハウジング１１０、前記プリント回路基板１２０及び前記カバー１８０を保護するためのケースをさらに含むことができる。前記ケース内には、前記ハウジング１１０、前記プリント回路基板１２０及び前記カバー１８０が受容される空間が形成されることができる。

以下では、本実施例に係るコンバータ１００の放熱構造について説明する。

前記ハウジング１１０の上面には、他の領域よりに上方に突出する第１突出部１１５と第２突出部１１６が配置されることができる。前記第１突出部１１５は、前記インダクタ１２２と上下方向にオーバーラップされる領域に配置されることができる。前記第２突出部１１６は、前記変圧器１２６と上下方向にオーバーラップされる領域に配置されることができる。

前記第１突出部１１５の上面と前記第２突出部１１６の上面は、前記ハウジング１１０の上面よりも高さが低く形成されることができる。前記第１突出部１１５の上面と前記第２突出部１１６の上面は、前記ハウジング１１０の上面に段差が生じるように形成されることができる。これによって、前記ハウジング１１０の上面のうち前記インダクタ１２２または前記変圧器１２６と上下方向にオーバーラップされる領域は、他の領域によりも下方に段差が生じるように形成されることができる。

また、前記ハウジング１１０の上面には、他の領域よりも陥没形成されて、前記第１端子１２７または第２端子１２２ａが配置される端子溝１１８が、配置されることができる。前記端子溝１１８は、前記第１突出部１１５または前記第２突出部１１６に隣り合うように配置されることができる。前記第１突出部１１５と前記第２突出部１１６との間に前記端子溝１１８が配置されることができる。例えば、前記端子溝１１８内に前記第１端子１２７が配置されるとする時、前記端子溝１１８は、前記第２突出部１１６の両側に各々配置されることができる。前記端子溝１１８の底面は、前記ハウジング１１０の上面であり得る。

前記プリント回路基板１２０と前記ハウジング１１０の上面との間、前記カバー１２０と前記電子部品の上面との間は、所定距離離隔することができる。前記プリント回路基板１２０と前記ハウジング１１０の上面との間、前記カバー１２０と前記電子部品の上面との間にはギャップ（ｇａｐ）が形成されることができる。前記ギャップには、熱伝導層１５０が配置されることができる。前記熱伝導層１５０は、熱伝導材料（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）が充鎮された領域であり得る。前記熱伝導層１５０は、前記ハウジング１１０上に前記熱伝導材料を塗布後硬化して形成されることができる。例えば、前記熱伝導層１５０は、サーマルグリースが塗布された領域であり得る。

言い換えると、前記ハウジング１１０の上面または前記カバー１８０の下面には、前記熱伝導層１５０、１６０を収容するように溝が形成されることができる。

前記熱伝導層１５０は、下面が前記ハウジング１１０の上面に配置されて、上面が前記プリント回路基板１２０の下面に配置されることができる。これとは異なって、前記熱伝導層１５０の上面は、前記プリント回路基板１２０の下面と所定距離離隔することができる。前記熱伝導層１５０は、前記電子部品から発生した熱を前記ハウジング１１０を介して前記冷媒流路１０２に伝達することができる。

より詳細に、前記熱伝導層１５０は、前記端子溝１１８及び前記突出部１１５、１１６の上面上に配置されることができる。前記熱伝導層１５０は、前記電子部品と上下方向にオーバーラップされる領域に配置されることができる。前記端子溝１１８内は前記熱伝導層１５０が満たされて、前記熱伝導層１５０に前記端子１２２a、１２７が結合することができる。

前記熱伝導層１５０に前記端子１２２ａ、１２７が挟まれることができる。

従って、図９のように、前記端子１２２ａ、１２７の外面の少なくとも一部が、前記熱伝導層１５０によってカバーされることができる。図１０のように、熱伝導層１５０を放熱物質の塗布領域でなく、別途の放熱パッド（Ａ）で具現例する場合、端子（Ｂ）の挿入過程で放熱パッド（Ａ）と端子（Ｂ）との間にギャップ（Ｃ）が形成されて、前記端子（Ｂ）を介して前記放熱パッド（Ａ）に熱伝達がスムーズに行われない恐れがある。

しかし、本実施例によると、前記端子溝１１８内熱伝導材料を充填した後、前記端子１２７を挿入して、前記端子と前記熱伝導層１５０との間にギャップが発生するのを防止することができるので、熱伝達がよりスムーズに行われることができる。

前記カバー１８０の下面のうち前記電子部品と向かい合う領域にも熱伝導材料（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）が充鎮された熱伝導層１６０が配置されることができる。前記熱伝導層１６０は、前記電子部品の上面と前記カバー１８０の下面との間に配置されることができる。これによって、前記電子部品から発生する熱が前記熱伝導層１６０を介して前記カバー１８０に伝達されることができる。

一方、前記カバー１８０の下面には、前記熱伝導層１６０が配置されるための熱伝導層収容部１６２が配置されることができる。前記熱伝導層収容部１６２の内側には、前記熱伝導層１６０が配置されるように溝が形成されることができる。前記溝の断面形状は、前記電子部品の上面断面形状に対応することができる。

要約すると、前記熱伝導層は、前記プリント回路基板１２０と前記ハウジング１１０の上面との間に配置される第１熱伝導層１５０と、前記電子部品と前記カバー１８０の下面のとの間に配置される第２熱伝導層１６０を含むことができる。

上述した構造によると、電子部品を基準に両方向に熱が伝達されるように熱伝導層を形成して、放熱効率を向上させることができる長所がある。

さらに、熱伝導層が、熱伝導材料が塗布された領域で形成して電子部品との接触面積が増加することができる長所がある。

以上、本発明の実施例を構成するいずれの構成要素が一つで結合したり結合して動作するものと説明されたが、本発明が必ずしもこのような実施例に限定されない。即ち、本発明の目的範囲の中でなら、そのいずれの構成要素が一つ以上で選択的に結合して動作してもよい。また、以上で記載された‘含む’、‘構成する’または‘有する’等の用語は、特に反対になる記載がない限り、該当構成要素が内在する可能性があることを意味するため、別の構成要素を除くのではなく、別の構成要素をさらに包含できると解釈されなければならない。技術的や科学的な用語を含むすべての用語は、異なるように定義されない限り、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同じ意味がある。予め定義された用語と共に一般的に使われる用語は、関連技術の文脈上の意味と一致すると解釈されるべきであり、本発明で明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味と解釈されない。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者なら、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能であろう。従って、本発明に開示された実施例は、本発明の技術、思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されない。本発明の保護範囲は、下記の請求範囲によって解釈されるべきで、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれると解釈されなければならない。

前記ハウジングの上面及び前記カバーの下面には、前記熱伝導層を収容する溝が形成されることができる。

Claims (10)

1. 冷媒流路を含むハウジング；
   前記ハウジングの上部に配置されて、上面に電子部品が配置されるプリント回路基板；及び
   前記プリント回路基板の上部に配置されて、前記電子部品の上面をカバーするカバー；を含み、
   前記電子部品と上下方向にオーバーラップされる前記ハウジングの上面または前記カバーの下面には、熱伝導材料（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）が充鎮された熱伝導層が配置される、コンバータ。
2. 前記ハウジングの上面及び前記カバーの下面には、前記熱伝導層が収容する溝が形成される、請求項１に記載のコンバータ。
3. 前記ハウジングの上面には他の領域よりも上方に突出する突出部が配置されて、
   前記突出部は、前記電子部品と上下方向にオーバーラップされるように配置されて、
   前記熱伝導層は、前記突出部の上面に配置される、請求項１に記載のコンバータ。
4. 前記電子部品は端子を含み、
   前記端子は、前記プリント回路基板を貫いて下方に突出する、請求項３に記載のコンバータ。
5. 前記ハウジングの上面には、前記端子が結合する端子溝が配置されて、
   前記熱伝導層は、前記端子溝内に配置される、請求項４に記載のコンバータ。
6. 前記電子部品は、インダクタ（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）と変圧器（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を含む、請求項１に記載のコンバータ。
7. 前記熱伝導層は、
   前記プリント回路基板の下部に配置される第１熱伝導層と、前記カバーと前記電子部品との間に配置される第２熱伝導層を含む、請求項１に記載のコンバータ。
8. 前記変圧器の外面を包むブラケットを含み、
   前記ブラケットは、前記プリント回路基板に両端が結合する、請求項６に記載のコンバータ。
9. 前記端子溝は、前記突出部と隣り合うように配置される、請求項５に記載のコンバータ。
10. ハウジング；
    前記ハウジングの一面に配置されるプリント回路基板；
    前記プリント回路基板と電気的に連結されて、端子を含む電子部品；
    前記プリント回路基板の上部に配置されるカバー；を含み、
    前記ハウジングまたは前記カバーには、前記端子の少なくとも一部を収容する端子溝が配置されて、
    前記端子溝には、熱伝導材料（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）が充鎮された熱伝導層が配置される、コンバータ。

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