KR100640067B1 - Device for cooling switching circuit of control box - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치에 관한 것으로서, 컨트롤 박스에 내장되는 스위칭 회로를 효과적으로 냉각할 수 있고 컨트롤 박스 내로 습기가 침투하는 방지할 수 있도록 하여 컨트롤 박스에 내장되는 전장품을 보호할 수 있으며 컨트롤 박스의 전체적인 크기도 줄일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. The present invention relates to a switching circuit cooling device of a control box, which can effectively cool the switching circuit built into the control box and prevent moisture from penetrating into the control box, thereby protecting the electrical equipment built into the control box. The aim is to reduce the overall size of the control box.
본 발명에 따른 장치는, 스위칭 회로(11)가 내장되는 컨트롤 박스(1)의 하부에 스위칭 회로와 접하도록 설치되는 히트 파이프(2)와; 상기 히트 파이프와 면접촉하는 전열핀(3)들과; 그리고, 상기 히트 파이프 및 전열핀들의 일측에 인접하여 설치되는 냉각팬(4)을 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명에 따르면 상기 스위칭 회로(11)와 면접촉함과 아울러 상기 히트 파이프(2)가 내장되고 저면에 상기 전열핀(3)들이 일체로 설치되는 전열 플레이트(31)가 더 제공될 수 있다. 따라서, 전열핀(3), 히트 파이프(2) 및 냉각팬(4)이 컨트롤 박스(1)의 외부에 설치되어 있으므로 냉각팬(4)에 의하여 송풍되는 공기가 컨트롤 박스(1)의 내부로 유입되어 않아 컨트롤 박스(1) 내부로 습기가 유입되지 않는다. 또한, 전열핀(3)들 대신에 코르게이트형 전열핀(3a)이 설치될 수 있다. The apparatus according to the invention comprises: a heat pipe (2) installed in contact with the switching circuit at the bottom of the control box (1) in which the switching circuit (11) is incorporated; Heat transfer fins 3 in surface contact with the heat pipe; And, it comprises a cooling fan (4) installed adjacent to one side of the heat pipe and the heat transfer fins. In addition, according to the present invention, the heat transfer plate 31 may be further provided with surface contact with the switching circuit 11 and the heat pipe 2 is built-in, and the heat transfer fins 3 are integrally installed at the bottom thereof. have. Accordingly, since the heat transfer fins 3, the heat pipes 2, and the cooling fan 4 are installed outside the control box 1, the air blown by the cooling fan 4 flows into the control box 1. Since it does not flow in, moisture does not flow into the control box (1). In addition, instead of the heating fins 3, corrugated heating fins 3a may be installed.
컨트롤박스냉각, 스위칭회로냉각Control box cooling, switching circuit cooling
Description
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 스위칭 회로 냉각장치가 설치된 컨트롤 박스의 내부를 투시하여 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view showing the inside of a control box provided with a switching circuit cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 요부 확대 단면도이다. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 스위칭 회로 냉각장치가 설치된 컨트롤 박스의 요부 확대 단면도이다. 3 is an enlarged cross-sectional view of main parts of a control box in which a switching circuit cooling apparatus according to
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 스위칭 회로 냉각장치가 설치된 컨트롤 박스의 요부 확대 단면도이다. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating main parts of a control box in which a switching circuit cooling apparatus according to
도 5는 본 발명의 실시예 4에 따른 스위칭 회로 냉각장치가 설치된 컨트롤 박스의 요부 확대 단면도이다. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating main parts of a control box in which a switching circuit cooling apparatus according to a fourth exemplary embodiment of the present invention is installed.
도 6은 종래 스위칭 회로 냉각장치가 설치된 컨트롤 박스의 내부를 투시하여 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view illustrating the inside of a control box in which a conventional switching circuit cooling device is installed.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 컨트롤 박스, 2 : 히트 파이프, 1: control box, 2: heat pipe,
3 : 전열핀, 4 : 냉각팬, 3: heating fin, 4: cooling fan,
11 : 스위칭 회로, 21 : 히트 파이프의 돌출전열리브, 11: switching circuit, 21: heat transfer rib of the heat pipe,
31 : 전열 플레이트, 33 : 전열핀의 노치부, 31: heat transfer plate, 33: notch of the heat transfer fin,
35 : 전열핀의 루버 35: louver of electric heating fin
본 발명은 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 전기자동차에 설치되는 각종 컨트롤 박스에 내장되는 스위칭 회로를 효과적으로 냉각할 수 있고 컨트롤 박스 내로 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있도록 하여 컨트롤 박스에 내장되는 전장품을 보호할 수 있으며 컨트롤 박스의 전체적인 크기도 줄일 수 있는 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
전기자동차에는 여러 가지 기능 부품을 제어하기 위하여 컨트롤 박스가 설치된다. 또한 엔진 냉각수를 활용할 수 없는 관계로 전기자동차에는 전기 히터가 사용되는데 이러한 전기자동차용 공기조화장치의 전기 히터나 전동 압축기를 제어하기 위한 컨트롤 박스도 전기자동차에는 요구된다. In electric vehicles, control boxes are installed to control various functional parts. In addition, the electric heater is used in the electric vehicle because the engine coolant cannot be utilized, and a control box for controlling the electric heater or the electric compressor of the air conditioner for the electric vehicle is also required for the electric vehicle.
이러한 컨트롤 박스에는 다양한 전장품이 내장될 뿐만 아니라 스위칭 회로가 내장되며, 스위칭 회로에서는 열이 많이 발생한다. 이와 같이 스위칭 회로에서 발생하는 열은 컨트롤 박스에 내장된 전장품의 악영향을 끼치게 되므로 종래 컨트롤 박스의 내부에 스위칭 회로를 냉각시킬 수 있는 냉각장치가 설치되었다. These control boxes contain not only a variety of electronics, but also switching circuits, which generate a lot of heat. As such, the heat generated by the switching circuit adversely affects the electrical components built into the control box, and thus a conventional cooling device is installed in the control box to cool the switching circuit.
종래 스위칭 회로 냉각장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상면에 스위칭 회로(71)가 놓이도록 컨트롤 박스(7)의 바닥에 설치되는 전열핀(91)과, 상기 컨트롤 박스(7)의 내부로 공기를 송풍하도록 컨트롤 박스(7)의 일측 벽면에 설치되는 냉각팬(93)과; 그리고, 상기 컨트롤 박스(7)의 내부로 송풍되는 공기를 배출하도록 냉각팬(93)이 설치된 쪽과는 반대쪽 컨트롤 박스(7)의 벽면에 설치되는 공기 배출구(73)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 스위칭 회로(71)로부터 발생하는 열은 전열핀(91)쪽으로 전도되고 이와 같이 전열핀(91) 쪽으로 전도될 열은 냉각팬(93)에 의하여 송풍되는 공기와 열교환되어 공기 배출구(73)를 통하여 방열될 수 있다. The conventional switching circuit cooling apparatus, as shown in Figure 6, the
그러나, 상기한 바와 같은 종래 스위칭 회로 냉각장치에 있어서는, 냉각팬(93)을 통하여 외부 공기를 컨트롤 박스(7) 내부로 송풍하는 구조를 가지고 있기 때문에 외부 공기의 습도가 높은 경우 습기에 의하여 컨트롤 박스(7)에 내장되는 전장품에 악영향을 끼쳐 전장품이 손상되거나 오작동을 일으키게 된다. 그리고, 냉각장치가 컨트롤 박스(7)의 내부에 설치되기 때문에 컨트롤 박스(7)의 전체적인 크기도 커진다. However, in the conventional switching circuit cooling apparatus as described above, since the external air is blown into the
본 발명은 컨트롤 박스에 내장되는 스위칭 회로를 효과적으로 냉각할 수 있고 컨트롤 박스 내로 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있도록 하여 컨트롤 박스에 내장되는 전장품을 보호할 수 있으며 컨트롤 박스의 전체적인 크기도 줄일 수 있는 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치의 제공을 목적으로 한다. The present invention can effectively cool the switching circuit embedded in the control box and prevent moisture from penetrating into the control box to protect the electronics embedded in the control box and to reduce the overall size of the control box An object of the present invention is to provide a switching circuit cooling device for a box.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치는, 컨트롤 박스의 하부에 상기 컨트롤 박스에 내장된 스위칭 회로와 접하 도록 설치되어 지지되는 플레이트형 히트 파이프와; 상기 히트 파이프의 저면에 상단이 접합되고 하단부는 다수의 노치부에 의하여 세레이션 형상을 가져 소정의 간격으로 배치되는 다수의 전열핀과; 그리고, 상기 히트 파이프 및 전열핀들의 일측에 인접하여 이들 쪽으로 공기를 송풍하도록 컨트롤 박스의 하부에 지지되는 냉각팬을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the switching circuit cooling device of the control box according to the present invention, the plate-shaped heat pipe is installed and supported in contact with the switching circuit built in the control box at the bottom of the control box; A plurality of heat transfer fins having an upper end joined to a bottom surface of the heat pipe, and having a lower end portion having a serration shape and arranged at predetermined intervals by a plurality of notches; And a cooling fan supported at a lower portion of the control box so as to blow air toward and adjacent to one side of the heat pipe and the heat transfer fins.
또한, 상기 전열핀들 대신에 알루미늄 플레이트에 다수의 루버가 절취형성되어 파형으로 굴곡된 코르게이트형 전열핀이 사용될 수 있다. In addition, instead of the heating fins, a plurality of louvers are formed on the aluminum plate, and corrugated heating fins curved in a wave shape may be used.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 히트 파이프는 컨트롤 박스의 하부에 스위칭 회로와 면접촉하도록 설치되는 전열 플레이트에 내장되고, 상기 전열 플레이트의 저면에는 상기 전열핀들이 소정의 간격으로 일체로 설치될 수 있다. In addition, according to the present invention, the heat pipe may be embedded in a heat transfer plate installed in surface contact with a switching circuit at a lower portion of the control box, and the heat transfer fins may be integrally installed at predetermined intervals on a bottom surface of the heat transfer plate. .
또한, 방열효과를 높이기 위하여, 상기 히트 파이프의 저면에는 전열핀들쪽으로 돌출되어 내장되는 다수의 돌출전열리브가 더 형성될 수 있다. In addition, in order to increase the heat dissipation effect, a plurality of protruding heat transfer ribs protruding toward the heat transfer fins may be further formed on the bottom surface of the heat pipe.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치에 따르면, 냉각팬 뿐만 아니라 전열핀 및 히트 파이프로 컨트롤 박스의 외부에 설치되어 있기 때문에 냉각팬에 의하여 송풍되는 외부 공기가 컨트롤 박스의 내부로 유입되지 않는다. 따라서, 컨트롤 박스에 내장된 전장품들이 습기에 노출되지 않으므로 전장품들이 손상되거나 오작동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 냉각장치가 컨트롤 박스의 외부에 설치됨으로써 냉각장치의 설치에 필요한 컨트롤 박스의 내부공간을 배제할 수 있으므로 컨트롤 박스를 콤팩트하게 만들 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는 종래와는 달리 열전도효율이 우수한 히트 파이프가 부가되어 있으 므로 스위칭 회로에서 발생하는 열을 신속하고 효과적으로 방열할 수 있으므로 스위칭 회로의 냉각효율을 높일 수 있다. According to the switching circuit cooling apparatus of the control box according to the present invention configured as described above, the external air blown by the cooling fan is installed on the outside of the control box as well as the heating fan and the heating fins and heat pipes of the control box. It does not flow inside. Therefore, the electrical appliances contained in the control box are not exposed to moisture, thereby preventing the electrical appliances from being damaged or malfunctioning. In addition, since the cooling device is installed outside the control box, the inner space of the control box required for installation of the cooling device can be excluded, thereby making the control box compact. In addition, in the present invention, since a heat pipe having excellent heat conduction efficiency is added unlike the conventional art, heat efficiency generated in the switching circuit can be quickly and effectively radiated, thereby increasing the cooling efficiency of the switching circuit.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 실시예들에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the embodiments based on the accompanying drawings.
<실시예 1> <Example 1>
도 1 및 도 2를 참조하면서 본 발명의 실시예 1에 따른 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치에 대하여 설명한다. A switching circuit cooling apparatus of a control box according to
참조부호 1은 컨트롤 박스로서, 그 내부의 바닥에는 스위칭 회로가 설치되어 있다. 여기서는 컨트롤 박스(1)에 내장되는 기타 전장품들의 도시는 생략한다.
실시예 1에 따르면, 상기 컨트롤 박스(1)의 하부, 즉 저면에는 컨트롤 박스(1)의 내부에 설치된 스위칭 회로(11)와 면접촉하도록 히트 파이프(2)가 설치된다. 히트 파이프(2)가 스위칭 회로(11)와 면접촉하여 스위칭 회로(11)로부터 발생하는 열을 최대한 빼앗을 수 있도록 하기 위하여 히트 파이프(2)는 스위칭 회로(11)의 형태와 같은 플레이트형으로 이루어지고 또한 히트 파이프(2)의 증발부가 스위칭 회로(11) 전체와 면접촉하는 것이 바람직하다. According to the first embodiment, the
한편, 히트 파이프(2)의 저면에는 히트 파이프(2)와 면접촉 상태로 다수의 전열핀(3)이 설치된다. 전열핀(3)의 상단은 스위칭 회로(11)로부터 히트 파이프(2)로 전달된 히트 파이프(2)로부터 최대한 전도받아 방열할 수 있도록 히트 파이프(2)의 저면에 면접촉하고 있고, 하단부는 후술하는 냉각팬(4)에 의하여 송풍되는 공기의 통로를 제공함과 아울러 송풍공기와의 접촉면적을 넓혀 방열효과를 최 대한 높일 수 있도록 다수의 노치부(33)에 의하여 세레이션(serration) 형상을 하고 있다. 따라서, 스위칭 회로(11)로부터 발생하는 열은 1차적으로 히트 파이프(2)로 전도되고 히트 파이프(2)로 전도된 열은 2차적으로 전열핀(3)들쪽으로 전달되어 냉각팬(4)에 의하여 송풍되는 공기에 의하여 방열될 수 있다. On the other hand, a plurality of
냉각팬(4)은 전열핀(3)들 쪽으로 공기를 송풍하여 전열핀(3)들 쪽으로 전도되는 열을 최대한 효과적으로 방열하기 위하여 히트 파이프(2) 및 전열핀(3)들의 일측에 인접하여 컨트롤 박스(1)의 하부(즉, 저면)에 설치되는 것이 바람직하다. 냉각팬(4)은 컨트롤 박스(1)의 저면에 부착된 브래킷(41)의 중앙구멍(43)에 설치되어 지지될 수 있고, 따라서 냉각팬(4)을 구동하면 냉각팬(4)에 의하여 송풍되는 공기에 의하여 히트 파이프(2)를 통하여 전열핀(3)들 쪽으로 전도되는 스위칭 회로(11)의 열이 방열되므로 스위칭 회로(11)를 냉각시킬 수 있다. The
실시예 1에 있어서는 냉각팬(4)이 컨트롤 박스(1)의 외부에 설치되어 있을 뿐만 아니라 전열핀(3)들 및 히트 파이프(2)도 컨트롤 박스(1)의 외부에 설치되어 있기 때문에 냉각팬(4)에 의하여 송풍되는 공기가 컨트롤 박스(1)의 내부로 유입될 수 없으므로 컨트롤 박스(1) 내부로 습기가 유입되지 않는다. 이에 따라 컨트롤 박스(1)에 내장된 전장품들이 습기에 노출되지 않으므로 습기에 의하여 전장품들이 손상되거나 오작동을 일으키는 일이 방지된다. In the first embodiment, the
<실시예 2><Example 2>
도 3을 참조하면서 본 발명의 실시예 2에 따른 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치에 대하여 설명한다.
The switching circuit cooling apparatus of the control box according to
실시예 2의 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치는, 실시예 1에 있어서 스위칭 회로(11)의 저면에 면접촉하고 있는 히트 파이프의 저면에 설치되는 전열핀(3)들 대신에 알루미늄 플레이트에 다수의 루버(35)가 절취형성되어 파형으로 굴곡된 코르게이트형 전열핀(3a)이 채용된다는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일하게 이루어져 있으므로, 실시예 1과 동일한 부분은 동일부호를 붙여 나타내고 여기서의 그 상세한 설명은 생략한다. The switching circuit cooling device of the control box of the second embodiment has a plurality of aluminum plates on the aluminum plate instead of the
<실시예 3> <Example 3>
도 4를 참조하면서 본 발명의 실시예 3에 따른 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치에 대하여 설명한다. A switching circuit cooling apparatus of a control box according to
실시예 3에 따른 스위칭 회로 냉각장치는, 컨트롤 박스(1)의 하부(즉 저면)에는 컨트롤 박스(1)에 내장된 스위칭 회로(11)와 면접촉 상태로 전열 플레이트(31)가 더 설치되고, 이 전열 플레이트(31)의 저면에 실시예 1에 있어서와 같이 다수의 노치부(33)에 의하여 하단부가 세레이션 형상을 하고 있는 전열핀(3)이 소정의 간격으로 일체로 형성되며, 상기 전열 플레이트(31)에 히트 파이프(2)가 내장되어 이루어져 있다는 것을 제외하고 나머지 구성은 전술한 실시예 1과 동일하다. In the switching circuit cooling apparatus according to the third embodiment, the
따라서, 스위칭 회로(11)에서 발생하는 열은 1차적으로 히트 파이프(2) 쪽으로 전도되고, 이 히트 파이프(2)로부터 2차적으로 전열핀(3)들 쪽으로 전도되며, 전열핀(3)으로 전도된 열은 냉각팬(4)의 구동에 의한 송풍 공기에 의하여 방열될 수 있다.
Thus, the heat generated in the switching
실시예 3에 있어서도 냉각팬(4)이 컨트롤 박스(1)의 외부에 설치되어 있을 뿐만 아니라 전열핀(3)들 및 히트 파이프(2)도 컨트롤 박스(1)의 외부에 설치되어 있기 때문에 냉각팬(4)에 의하여 송풍되는 공기가 컨트롤 박스(1)의 내부로 유입될 수 없으므로 컨트롤 박스(1) 내부로 습기가 유입되지 않는다. 이에 따라 컨트롤 박스(1)에 내장된 전장품들이 습기에 노출되지 않으므로 습기에 의하여 전장품들이 손상되거나 오작동을 일으키는 일이 방지된다. Also in the third embodiment, the cooling
<실시예 4><Example 4>
도 5를 참조하면서 본 발명의 실시예 4에 따른 컨트롤 박스(1)의 스위칭 회로(11) 냉각장치에 대하여 설명한다. With reference to FIG. 5, the switching
실시예 4의 컨트롤 박스(1)의 스위칭 회로(11) 냉각장치는, 실시예 3에 있어서 히트 파이프(2)의 저면에 전열핀(3)들 쪽으로 돌출되어 매립되는 돌출전열리브(21)들이 다수 개 더 형성되어 있다는 것을 제외하고 실시예 3과 동일하게 이루어져 있으므로, 실시예 3과 동일한 부분은 동일부호를 붙여 나타내고 여기서의 그 상세한 설명은 생략한다. The cooling circuit of the switching
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 컨트롤 박스의 스위칭 회로 냉각장치에 있어서는, 냉각팬(4)이 컨트롤 박스(1)의 외부에 설치되어 있을 뿐만 아니라 전열핀(3) 및 히트 파이프(2)도 컨트롤 박스(1)의 외부에 설치되어 있어, 냉각팬(4)에 의하여 송풍되는 공기가 컨트롤 박스(1)의 내부로 유입될 수 없으므로, 컨트롤 박스(1) 내부로 습기가 유입되지 않고, 이에 따라 컨트롤 박스(1)에 내 장된 전장품들이 습기에 노출되지 않으므로 습기에 의하여 전장품들이 손상되거나 오작동을 일으키는 일을 방지할 수 있다. In the switching circuit cooling apparatus of the control box according to the present invention configured as described above, not only the cooling
또한, 열전도성이 우수한 히트 파이프(2)를 제공하여 전열핀들 뿐만 아니라 히트 파이프에 의해서도 스위칭 회로(11)의 냉각을 이루어지므로 스위칭 회로(11)를 신속하고 효과적으로 냉각시킬 수 있다. In addition, since the
한편, 스위칭 회로(11)를 냉각하기 위한 구성요소들이 모두 컨트롤 박스(1)의 외부에 설치되어 있으므로 컨트롤 박스(1) 내부에 냉각장치를 설치할 공간을 마련할 필요가 없어 컨트롤 박스(1)의 콤팩트화가 가능하다. On the other hand, since the components for cooling the
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