KR100755449B1 - Inverter for electric welder having switching-device and heat-raditor contacted one to one - Google Patents
Inverter for electric welder having switching-device and heat-raditor contacted one to one Download PDFInfo
- Publication number
- KR100755449B1 KR100755449B1 KR1020060025555A KR20060025555A KR100755449B1 KR 100755449 B1 KR100755449 B1 KR 100755449B1 KR 1020060025555 A KR1020060025555 A KR 1020060025555A KR 20060025555 A KR20060025555 A KR 20060025555A KR 100755449 B1 KR100755449 B1 KR 100755449B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pcb
- inverter
- switching element
- switching device
- pcb substrate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/32—Accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
Abstract
Description
도 1 은 본 발명에 따른 용접기용 인버터의 사시도.1 is a perspective view of an inverter for a welding machine according to the present invention.
도 2 는 적층 결합되어 있는 인버터의 사시도.2 is a perspective view of an inverter coupled together.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : PCB기판 21,22 : 스위칭소자10:
31, 32 : 방열판 40 : 적층결합수단31, 32: heat sink 40: laminated bonding means
50 : 고정수단50: fixing means
본 발명은 용접기를 구성하는 인버터에 관한 것으로, 특히 교류전압을 만드는 스위칭소자와 이 스위칭소자에서 발산되는 열을 방출하는 방열판을 일대일로 접촉시킨 것을 특징으로 하는 용접기용 인버터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter constituting a welder, and more particularly, to an inverter for a welder, wherein a switching element for producing an AC voltage and a heat sink for dissipating heat emitted from the switching element are brought into contact with each other.
두 금속을 접합시키기 위하여 전기용접(아크용접이라고도 함)을 사용한다. 전기용접은 전극과 모재에 전기를 가하여 전극과 모재를 통하여 강한 전류(약 10~500A)가 흐르도록 하여 그때 발생하는 열에 의하여 금속을 녹여서 접합시킨다.Electro welding (also called arc welding) is used to join the two metals. Electric welding applies electricity to the electrode and the base material so that a strong current (about 10 to 500 A) flows through the electrode and the base material, and the metal is melted and joined by the heat generated at that time.
전기용접에 사용되는 강한 전류는 용접기를 사용하여 얻고 있다. 이 용접기는 상용전원(예 60Hz, 220V)을 입력정류부가 정류하여 직류로 만들고, 이 직류를 인버터가 고속 스위칭하여 교류를 만들고, 이 교류는 변압기를 통해 강압되고, 출력정류부를 통해 다시 직류로 만들어 전극과 모재에 공급한다. Strong currents used for electric welding are obtained using welding machines. This welding machine rectifies commercial power (e.g. 60Hz, 220V) into a direct current by rectifying the input rectifier, and converts the direct current into a direct current by switching the inverter, and this alternating current is stepped down by a transformer and again by the output rectifier. It supplies to an electrode and a base material.
이때 인버터의 스위칭은 스위칭소자에 의해 이루어지는데, 이 스위칭소자는 고압, 고전류(예 160A, 310V)를 스위칭하여 약 20kHz의 구형파를 발생시켜 변압기에 인가하므로 열이 많이 발생하고 시간이 경과함에 따라 과다한 열이 누적되어 상기 스위칭소자 뿐만 아니라 주위의 전자소자에도 영향을 주어 용접기가 오동작하거나 파손되는 원인이 된다.In this case, the inverter is switched by a switching device. The switching device switches high voltages and high currents (eg 160A and 310V) to generate a square wave of about 20 kHz, which is applied to a transformer. Heat accumulates and affects not only the switching device but also surrounding electronic devices, causing the welder to malfunction or break.
따라서 스위칭소자에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 방열판이 스위칭소자와 접촉되어 설치된다. Therefore, a heat sink for dissipating heat generated by the switching device is installed in contact with the switching device.
공개특허 제10-2005-111514호 '용접기의 인버터 방열구조', 공개특허 제10-2002-51463호 '전력 소자 모듈의 방열구조', 공개특허 제10-2003-86936호 '다수의 독립된 방열영역을 갖는 방열 유니트'등에서 개시된 종래의 인버터의 방열판과 스위칭소자의 접촉방식은 하나의 방열판에 풀업스위칭소자와 풀다운스위칭소자가 모 두 접촉되는 방식이다. 그런데 이 풀업스위칭소자와 풀다운스위칭소자는 극성의 특성상 서로 전기적으로 절연되어야 한다. 그래서 스위칭소자와 방열판 사이에는 절연판이 삽입된다. Patent Document 10-2005-111514 'Inverter heat dissipation structure of the welding machine', Patent Document 10-2002-51463 'The heat dissipation structure of the power device module', Patent Publication No. 10-2003-86936 'Many independent heat dissipation area The heat dissipation unit and the switching element of the conventional inverter disclosed in the heat dissipation unit having a 'switch is a method in which both the pull-up switching element and the pull-down switching element in contact with one heat sink. However, the pull-up switching device and the pull-down switching device should be electrically insulated from each other due to the polarity. Thus, an insulating plate is inserted between the switching element and the heat sink.
그런데 이 절연판은 열저항이 금속에 비해 매우 크기 때문에 스위칭소자에서 발생되는 열을 방열판으로 전달하는 효율이 떨어진다. 즉, 이 절연판으로 인해 스위칭소자에서 발생한 열의 방출효율이 떨어지게 된다. However, since the insulation plate is much larger than metal, the efficiency of transferring heat generated from the switching element to the heat sink is inferior. In other words, the heat dissipation efficiency of the heat generated by the switching element is reduced due to the insulating plate.
본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 스위칭소자에서 발생한 열이 직접 방열판으로 전달되어 방열효율을 높이면서도 풀업스위칭소자와 풀다운스위칭소자가 전기적으로 절연되는 인버터를 제공함을 목적으로 한다. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, the heat generated from the switching element is directly transferred to the heat sink to increase the heat dissipation efficiency while providing an inverter that is electrically isolated from the pull-up switching device and pull-down switching device. It is done.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용접기용 인버터는,Inverter for welding machine of the present invention for achieving the above object,
PCB기판; 상기 PCB기판에 실장되어 있는 풀업 스위칭소자 및 풀다운 스위칭소자; 상기 PCB기판에 고착되어 있고 상기 풀업스위칭소자 및 풀다운스위칭소자와 각각 접촉되어 있는 제1 및 제2 방열판;을 포함하여 이루어진다.PCB substrate; A pull-up switching element and a pull-down switching element mounted on the PCB substrate; And first and second heat sinks fixed to the PCB and in contact with the pull-up switching element and the pull-down switching element, respectively.
그리고 상기 스위칭소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)인 것을 특징으로 하고,The switching device is characterized in that the IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),
상기 PCB기판 위에 소정거리 이격되어 또 다른 PCB기판이 적층되어 결합되도록 하는 적층결합수단을 더 포함하되, 이 적층결합수단은 나사결합에 의해 상호 조립되어 상기 두 PCB기판을 적층 결합시키는 암나사 또는 수나사를 갖는 다수의 조립체로 이루어진 것을 특징으로 하고, The PCB further includes a stacking means for stacking the other PCB substrate is spaced apart by a predetermined distance on the PCB substrate, the stacking means is assembled to each other by screw coupling to the female screw or male screw to laminate the two PCB boards; Characterized in that consisting of a plurality of having,
상기 적층되어 있는 두 PCB기판을 상호 연결 고정시키는 고정수단을 더 포함하여 이루어지되, 상기 고정수단은 상기 두 PCB기판 각각에 고착되어 있는 고정부와, 상기 고정부와 볼트로 체결되고 상기 두 고정부를 연결하는 연결부로 이루어진 것을 특징으로 한다.It further comprises a fixing means for fastening the interconnected two PCB substrates, wherein the fixing means is fixed to each of the two PCB substrates, the fixing part and the bolt and fastened to the two fixing parts Characterized in that consisting of the connecting portion for connecting.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 스위칭소자와 방열판이 일대일로 접촉되어 있는 용접기용 인버터의 사시도를 도시한 도1을 참조하여 설명한다.The following describes a perspective view of an inverter for a welding machine in which a switching element and a heat sink are in one-to-one contact according to the present invention.
상기 PCB기판(10)에는 상기 두 스위칭소자(21, 22), 이 스위칭소자(21, 22)를 보호하기 위한 보호회로를 구성하는 전기소자들(26)과, 변압기(27), 스위칭 제어신호를 이력받기 위한 단자(28) 등이 실장되어 있으며, 제1 및 제2 방열판(31, 32)이 고착되어 있다.The PCB 10 includes the two
상기 풀업 및 풀다운 스위칭소자(21, 22)는 직류전원을 스위칭하여 약 20kHz의 구형파로 만든다. 이러한 스위칭소자(21, 22)로는 MOSFET, SCR, IGBT 등이 있 다. 본 발명에서는 항복전압이 높고, 고압, 대전류에 적합하며, 소음이 적은 IGBT를 사용하였다. The pull-up and pull-
풀업스위칭소자(21)의 콜렉터로 입력전원이 유입되고, 이미터는 풀다운스위칭소자(22)의 콜렉터와 연결된다. 그리고 두 스위칭소자(21, 22)의 게이트로는 스위칭 제어신호가 입력된다. Input power flows into the collector of the pull-
상기 제1 및 제2 방열판(31, 32)은 각각 풀업스위칭소자(21)와 풀다운스위칭소자(22)에 접촉되어 있고 PCB기판(10)에 고착되어 있다. The first and second heat sinks 31 and 32 are in contact with the pull-
전술한 바와 같이 하나의 방열판에 두 스위칭소자가 접촉되는 경우에는 스위칭소자간에 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위해 절연판이 더 필요하다. 즉, 종래에는 두 스위칭소자가 하나의 방열판에 부착되어 있어서 두 스위칭소자가 방열판을 매개체로 하여 연결되어 있으므로 절연판이 없는 경우에는 두 스위칭소자 간에 전기적 간섭(전기적 충돌)이 발생된다.
그러나 본 발명에서는 스위칭소자(21, 22)와 방열판(31, 32)이 일대일로 접촉하고, 두 방열판(31, 32)이 분리되어 있으므로 두 스위칭소자(21, 22)는 절연된 상태와 동일하다. 즉, 본 발명에서는 두 스위칭소자(21,22)가 각각 공간적으로 분리되어 독립되어 있는 두 방열판(31,32)에 각각 부착되므로 두 스위칭소자가 어떠한 매개체로도 연결되어 있지 아니하므로 두 스위칭소자(21,22) 간에 전기적 간섭이 원천적으로 발생되지 않는다. 따라서 본 발명에서는 절연판이 필요 없다. 그리하여 본 발명은 스위칭소자(21, 22)에서 발생되는 열이 방열판(31, 32)으로 직접 전달되어 방열효과가 우수하고 제조원가가 저렴해지는 이점을 갖는다.As described above, when two switching elements are in contact with one heat sink, an insulating plate is further required to prevent electrical connection between the switching elements. That is, in the related art, since two switching elements are attached to one heat sink, the two switching elements are connected via a heat sink as a medium, and in the absence of an insulating plate, electrical interference (electrical collision) occurs between the two switching elements.
However, in the present invention, since the
도면에서 보는 바와 같이 방열판(31, 32)은 그 후면에 다수의 날개(33)가 형성되어 있고, 상기 날개(33)는 양면이 굴곡져있다. 이와 같은 구조는 방열면적을 최대화하여 열의 방출효과를 극대화 한다.As shown in the figure, the heat sinks 31 and 32 have a plurality of
용접기는 사용되는 분야에 따라 필요한 용량이 다르다. 다시 말해 도1에 도시되어 있는 인버터 하나로 용량을 감당하기 벅찬 사용 분야가 있다. 이런 분야에서는 인버터가 2개 또는 그 이상이 필요하다. The welder requires different capacities depending on the field of use. In other words, there is a field of use that can not afford the capacity of one inverter shown in FIG. In these applications, two or more inverters are required.
이렇게 복수개의 인버터가 사용되는 용접기에서는 인버터가 차지하는 공간을 줄이고 복수의 인버터를 인접하여 배치할 필요가 있다. 이런 필요에 의해 본 발명에서는 적층결합수단(40)을 제시한다. 이를 도2를 참조하여 설명한다.Thus, in the welding machine in which a plurality of inverters are used, it is necessary to reduce the space occupied by the inverters and to arrange the plurality of inverters adjacently. For this reason, in the present invention, the laminated coupling means 40 is presented. This will be described with reference to FIG. 2.
도2를 보면 스위칭소자(21, 22) 등이 실장되어 있는 PCB기판(10a) 위에 또 다른 PCB기판(10b)이 배치되고, 두 PCB기판(10a, 10b)은 적층결합수단(40)에 의해 적층결합되고 고정수단(50)에 의해 서로 견고히 고정되어 있다.2, another
상기 적층결합수단(40)은 두 PCB기판(10a, 10b)의 네 귀퉁이 서로 연결하여 지지한다. 그리고 두 PCB기판(10a, 10b)의 적층결합이 간단하고 신속하게 행해질 수 있게 하기 위해 상기 적층결합수단(40)은 암나사 또는 수나사 또는 이들 모두를 갖는 다수의 조립체(41~44)로 이루어진다. 도2에 도시된 바와 같이 PCB기판(10)에는 결합공(11)이 천공되어 있고, 이 결합공(11)에 제1조립체(41)의 수나사(41s)가 삽입되고, 이 수나사는 제2조립체(42)의 암나사(42n)에 나사결합 된다. 그리고 조립체의 몸통(41b, 42b)은 PCB기판(10)의 결합공(11)보다 큰 직경을 갖고 있으며 외면이 다각형 형상으로 되어, PCB기판(10)이 두 조립체(41, 42)의 몸통 사이에 결합되고 조립체간의 나사결합을 용이하게 한다. 또한, 조립체(41~44) 중에서 적층결합되어 있는 PCB기판(10a, 10b)의 외측(상부에 배치된 PCB기판(10b)의 상면, 하부에 배치된 PCB기판(10a)의 하면)에 위치하는 조립체는 쉽게 구할 수 있는 볼트나 너트가 될 수 있다.The stack coupling means 40 supports four corners of two
상기 고정수단(50)은 적층결합된 두 PCB기판(10a, 10b)이 보다 견고하고 안정적으로 서로 연결 고정되도록 하기 위한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 고정수단(50)은 PCB기판(10)에 고착되어 있는 고정부(51)와 상기 고정부(51)와 볼트(b)로 체결되어 두 PCB기판(10a, 10b)의 두 고정부(51a, 51b)를 연결하는 연결부(52)로 이루어진다. 도면에서는 고정수단(50)을 한 개만 도시하였으나 이는 일례일 뿐이다. The fixing means 50 is to allow the two
그리고 두 PCB기판(10a, 10b)의 연결을 보완하고 PCB기판(10)에 고착되어 있는 방열판(31, 32)이 고착력을 높이기 위해, And to complement the connection of the two PCB boards (10a, 10b) and heat sinks (31, 32) fixed to the
상하에 위치하는 두 방열판(31a, 31b)에 볼트공(34)을 형성하고, PCB기판(10)에는 홀(12)을 형성하고, 볼트(b)와 또 다른 연결부(35)로 이들 방열판(31a, 31b)을 서로 연결 고정하였다. Bolt holes 34 are formed in the two
상기한 바와 같이 본 발명은 풀업 및 풀다운 스위칭소자를 위한 절연판이 불필요하므로 제조원가를 절약하고, 스위칭소자에서 발생하는 열이 직접 방열판으로 전달되므로 방열효과가 우수하다.As described above, the present invention saves manufacturing cost because the insulation plate for the pull-up and pull-down switching device is unnecessary, and heat is directly transferred to the heat sink, so the heat dissipation effect is excellent.
그리고 인버터가 2개 이상 필요한 용접기에서, 다수의 인버터가 인접 배치되고 차지하는 공간이 최소화 되도록 인버터가 적층결합되고, 이들의 적층결합은 다수의 조립체로 이루어진 적층결합수단의 나사 결합에 의해 간단하고 신속하게 이루어진다.In the welding machine that requires two or more inverters, the inverters are stacked in such a manner that the spaces occupied and occupied by the plurality of inverters are minimized. Is done.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 스위칭소자와 방열판이 일대일로 접촉되어 있는 용접기용 인버터에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above description of the present invention with reference to the accompanying drawings, a switching device having a specific shape and structure has been described with respect to the inverter for welding machine in one-to-one contact but the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art However, such modifications and variations are to be construed as falling within the protection scope of the present invention.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060025555A KR100755449B1 (en) | 2006-03-21 | 2006-03-21 | Inverter for electric welder having switching-device and heat-raditor contacted one to one |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060025555A KR100755449B1 (en) | 2006-03-21 | 2006-03-21 | Inverter for electric welder having switching-device and heat-raditor contacted one to one |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR2020060007489U Division KR200418860Y1 (en) | 2006-03-21 | 2006-03-21 | Inverter for electric welder having switching-device and heat-raditor contacted one to one |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100755449B1 true KR100755449B1 (en) | 2007-09-06 |
Family
ID=38736495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060025555A KR100755449B1 (en) | 2006-03-21 | 2006-03-21 | Inverter for electric welder having switching-device and heat-raditor contacted one to one |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100755449B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106001875A (en) * | 2016-06-23 | 2016-10-12 | 太仓陶氏电气有限公司 | Heat dissipation device for electric welding machine |
WO2017031819A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 深圳市佳士科技股份有限公司 | Double-board electric welding machine |
-
2006
- 2006-03-21 KR KR1020060025555A patent/KR100755449B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017031819A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 深圳市佳士科技股份有限公司 | Double-board electric welding machine |
CN106001875A (en) * | 2016-06-23 | 2016-10-12 | 太仓陶氏电气有限公司 | Heat dissipation device for electric welding machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2264894B1 (en) | Power module with additional transient current path and power module system | |
JP2020504459A (en) | High power multilayer module with low inductance and fast switching for connecting power devices in parallel | |
JP5407198B2 (en) | Power module for power converter | |
WO2010047366A1 (en) | Power converter and in-car electrical system | |
JP4640213B2 (en) | Power semiconductor device and inverter bridge module using the same | |
WO2016031295A1 (en) | Three-level power conversion device | |
JP6870531B2 (en) | Power module and power converter | |
JP2007209184A (en) | Power converter | |
EP3073812B1 (en) | Integrated power electronics assembly module | |
JP6230946B2 (en) | Power conversion device and railway vehicle equipped with the same | |
JP6184507B2 (en) | Driver board and power conversion device | |
JP2004165626A (en) | Heat dissipation system of semiconductor device | |
WO2017051639A1 (en) | Power conversion device | |
JP2008042124A (en) | Semiconductor power module | |
JP2003219661A (en) | Servo amplifier | |
KR100755449B1 (en) | Inverter for electric welder having switching-device and heat-raditor contacted one to one | |
US10164530B2 (en) | Boost chopper circuit including switching device circuit and backflow prevention diode circuit | |
WO2020157963A1 (en) | Semiconductor device and power conversion device | |
KR200418860Y1 (en) | Inverter for electric welder having switching-device and heat-raditor contacted one to one | |
JP2002291261A (en) | Power converter apparatus | |
JP5119741B2 (en) | Switching module | |
JP2017005808A (en) | Power conversion device | |
JP2005191233A (en) | Power module | |
JP7191157B1 (en) | switching device | |
CN110506384B (en) | Low inductance half-bridge power module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |