KR101145640B1 - 인버터의 파워 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터의 파워 모듈에 관한 것으로, 복수개의 슬롯이 형성된 베이스, 상기 슬롯에 삽입되는 복수개의 빌딩 블록 및 상기 빌딩 블록을 상호 연결하는 파워 케이블을 포함하되, 각각의 빌딩 블록에는 하나의 상에 해당하는 파워 소자가 구비된다.

Description

인버터의 파워 모듈{POWER MODULE FOR INVERTOR}
본 발명은 파워 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이브리드 및 전기차량용 인버터의 파워 모듈에 관한 것이다.
전기자동차/하이브리드 자동차/연료전지 자동차에는 구동수단으로 영구자석형 모터가 적용된다.
상기한 자동차에 구동수단으로 적용되는 모터는 제어기의 PWM(Pulse Width Modulation)신호에 의해 직류전압을 3상 전압으로 변환시키는 인버터로부터 전력 케이블을 통해 전달되는 상전류에 의해 구동된다.
일반적으로 파워 모듈은 6 또는 3개의 상을 하나의 패키지로 통합하여, 단 하나의 소자 불량인 경우라도 전체 패키지를 폐기해야 하는 구조이다.
따라서, 생산 효율이 낮고, 파워모듈 요구 사양에 따라 항상 신규 설계를 해야 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 각 상을 분리 배치하여 소자 이상이나 손상 시 해당 블록만 교체 하여 재생 할 수 있으며, 해당 블록의 사양 변경을 통해 전체 패키징을 공용하여 동일 패키징 다사양의 파워모듈을 구현 할 수 있는 인버터의 파워 모듈을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인버터의 파워 모듈은 복수개의 슬롯이 형성된 베이스, 상기 슬롯에 삽입되는 복수개의 빌딩 블록 및 상기 빌딩 블록을 상호 연결하는 파워 케이블을 포함하되, 각각의 빌딩 블록에는 하나의 상에 해당하는 파워 소자가 구비될 수 있다.
상기 빌딩 블록에는 상기 베이스와 결합하도록 결합 홀이 형성될 수 있다.
상기 복수개의 빌딩 블록은 U상 블록, V상 블록 및 W상 블록을 포함할 수 있다.
상기 복수개의 빌딩 블록은 DC 승압기가 구비된 빌딩 블록을 더 포함할 수있다.
상기 베이스는 냉각 유로를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 인버터의 파워 모듈에 의하면, 각 상의 분리를 통해 소자 이상 또는 손상 시 해당 블록만 교체 하여 재생 할 수 있으며, 해당 블록의 사양 변경을 통해 전체 패키징(packaging)을 공용하여 동일 패키징 다사양의 파워모듈을 구현 할 수 있다.
파워모듈의 수율(yield)을 향상할 수 있어 통한 생산 원가 절감이 가능하다.
다양한 전압/전류사양에 대응이 가능하며, 파워모듈 패키징을 공용화 할 수 있어 인버터 패키징 표준화가 가능하다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 인버터의 파워 모듈의 사시도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 인버터의 파워 모듈의 전개도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 인버터의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 인버터의 파워 모듈의 사시도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 의한 인버터의 파워 모듈의 전개도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 인버터의 구성도이다.
먼저, 도3을 참조하면, 본 발명의 실시예는 배터리(110), DC 승압기(120), 제1 인터버(130), 제2 인버터(150), 제1 모터(140) 및 제2 모터(160)를 포함한다.
상기 제1 모터(140)는 3상 교류전동기로, 예를 들어, 엔진(도시하지 않음)을 시동할 수 있는 전동기로서 동작한다.
제1 모터(140)는 엔진을 시동시키기 위하여 상기 제1 인버터(130)를 통해 공급되는 3상 교류전압에 의해 구동된다.
상기 제2 모터(160)는, 예를 들어, 구동차륜(도시하지 않음)을 구동하는 3상 교류전동기로, 상기 제2 인버터(150)에서 공급되는 3상 교류전압에 의해 구동토크를 발생시킨다.
상기 제1 인버터(130)는 전력 스위칭소자가 직렬로 연결되어 구성되며, U상 아암(u1, u2'), V상 아암(v1, v1'), W상 아암(w1, w1')을 포함한다.
상기 전력 스위칭소자는 NPN형 트랜지스터, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET 중 어느 하나로 구성된다.
상기 제1 인버터(130)는 각각의 아암에 인가되는 PWM 신호에 따라 상기 DC 승압기(120)를 통해 공급되는 상기 배터리(110)의 직류전압을 3상 교류전압으로 변환하여 상기 제1 모터(140)에 구동전압으로 공급한다.
상기 제2 인버터(150)는 전력 스위칭소자가 직렬로 연결되어 구성되며, U상 아암(u2, u2'), V상 아암(v2, v2'), W상 아암(w2, w2')을 포함한다.
상기 전력 스위칭소자는 NPN형 트랜지스터, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET 중 어느 하나로 구성된다.
상기 제2 인버터(150)는 각각의 아암에 인가되는 PWM 신호에 따라 상기 DC 승압기(120)를 통해 공급되는 상기 배터리(110)의 직류전압을 3상 교류전압으로 변환하여 상기 제2 모터(160)에 구동전압으로 공급한다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인버터의 파워 모듈은 복수개의 슬롯(20)이 형성된 베이스(10), 상기 슬롯(20)에 삽입되는 복수개의 빌딩 블록(30) 및 상기 빌딩 블록(30)을 상호 연결하는 파워 케이블(40,42)을 포함한다.
일반적인 인버터의 파워 모듈의 경우, 하나의 파워 모듈에 도3에 도시된 각각의 파워 소자가 모두 포함되어 단 하나의 소자 불량인 경우라도 전체 패키지를 교체하여야 한다.
그러나 본 발명의 실시예에 따른 인버터의 파워 모듈은 각각의 빌딩 블록(30)에는 하나의 상에 해당하는 파워 소자가 구비될 수 있다.
즉, 각각의 인버터(130,150)의 각 상에 해당하는 파워 소자(132,134,136,152,154,156)가 각각의 빌딩 블록(30)에 구비된다.
상기 빌딩 블록(30)에는 상기 베이스(10)와 결합하도록 결합 홀(32)이 형성된다.
상기 복수개의 빌딩 블록(30)은 U상 블록, V상 블록 및 W상 블록을 포함한다.
상기 복수개의 빌딩 블록(30)은 상기 DC 승압기(120)가 구비된 빌딩 블록(30)을 더 포함할 수있다.
상기 베이스는 냉각 유로(12)를 포함하며, 상기 각 빌딩 블록(30)을 냉각할 수 있다.
도1 및 도2에는 8개의 빌딩 블록(30)이 도시되어 있어, 6개의 파워 소자(132,134,136,152,154,156)가 구비된 빌딩 블록(30) 및 상기 DC 승압기(120)가 구비된 2개의 빌딩 블록(30)으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 각각의 파워 소자 등을 위한 빌딩 블록을 다양한 형태로 구성하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 인버터의 파워 모듈에 의하면, 상술한 바와 같이,각 상의 분리를 통해 소자 이상 또는 손상 시 해당 블록만 교체 하여 재생 할 수 있으며, 해당 블록의 사양 변경을 통해 전체 패키징(packaging)을 공용하여 동일 패키징 다사양의 파워모듈을 구현 할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 베이스 12: 냉각 유로
20: 슬롯 30: 빌딩 블록
32: 결합 홀 40,42: 파워 케이블

Claims (5)

  1. 복수개의 슬롯이 형성된 베이스;
    상기 슬롯에 삽입되는 복수개의 빌딩 블록; 및
    상기 빌딩 블록을 상호 연결하는 파워 케이블;
    을 포함하되,
    각각의 빌딩 블록에는 하나의 상에 해당하는 파워 소자가 구비된 것을 특징으로 하는 인버터의 파워 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 빌딩 블록에는 상기 베이스와 결합하도록 결합 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 인버터의 파워 모듈.
  3. 제1항에서,
    상기 복수개의 빌딩 블록은
    U상 블록, V상 블록 및 W상 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터의 파워 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 복수개의 빌딩 블록은
    DC 승압기가 구비된 빌딩 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터의 파워 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 베이스는 냉각 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터의 파워 모듈.
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