KR101381420B1 - 보드 실장형 션트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보드 실장형 션트(10)를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 전류 측정 회로상에 연결되어 전류가 흐르도록 하는 션트 바디부(12)를 포함하며, 상기 션트 바디부(12)는 서로 나란한 방향으로 배치된 복수개의 페럴렐 바디편(12A)에 브릿지 바디편(12B)이 연결되어 상기 페럴렐 바디편(12A)과 상기 브릿지 바디편(12B) 사이에 서로 이격된 스페이스가 확보된 상태가 되도록 구성된 것을 특징으로 하며, 솔더 방식으로 쉽게 마운트 가능하고, 파선형 구조로 되어 있어서 열에 의한 저항 변화가 최소화되고 표면적이 증가하여 열발산에 도움을 줄 수 있고, 제작 코스트도 절감되어 경쟁력이 있으며, 단일 모양 션트로 제작되어 두께 변경만으로도 여러 가지 전류 모델에 적용이 가능한 새로운 보드 실장형 션트에 관한 것이다. 본 발명은 파선형 구조로 되어 있어서 열 저항에 대해 상대적으로 안정적이며, 저용량에 대해 선택 제작이 가능한 효과가 있다.

Description

보드 실장형 션트{Board mount type shunt}

본 발명은 보드 실장형 션트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 솔더 방식으로 쉽게 마운트 가능하고, 파선형 구조로 되어 있어서 열에 의한 저항 변화가 최소화되고 표면적이 증가하여 열발산에 도움을 줄 수 있고, 제작 코스트도 절감되어 경쟁력이 있으며, 단일 모양 션트로 제작되어 두께 변경만으로도 여러 가지 전류 모델에 적용이 가능한 새로운 보드 실장형 션트에 관한 것이다. 본 발명은 파선형 구조로 되어 있어서 열 저항에 대해 상대적으로 안정적이며, 저용량에 대해 선택 제작이 가능한 보드 실장형 션트에 관한 것이다.

일반적으로, 션트(shunt)는 기본적으로 전류를 측정하기 위해 사용하는 소자로서, 전기 전자 기기의 통전 회로상에 션트를 연결하여, 션트에 전류가 흐를 때에 생기는 저항값을 이용하여 전압을 측정하고, 전압 측정이 이루어짐으로 인하여 전류를 측정할 수 있게 한다. 션트 양단에 걸리는 전압을 측정하여 전류값으로 환산하여 전류를 측정하게 되는 것이다. 이때, 션트를 분류기라고 칭하기도 하는데, 션트는 기본적으로 부하에 비하여 저항이 충분히 낮은 저항으로서 예들 들어 전동기에 인가되는 전류를 측정할 수 있도록 전동기에 비하여 저항이 충분히 낮은 션트를 통전 회로상에 연결함으로써, 부하 전압 측정 및 궁극적인 부하 전류 측정이 이루어지도록 한다. 션트는 전류계의 전류 측정 범위를 확장하기 위한 표준 저항으로서 전류계와 배선되어, 전류계를 통해 부하 전류를 계측할 수 있도록 한다.

한편, 이차 전지는 영구적이지는 않지만 반복적으로 전류를 충전하여 사용할 수 있으므로, 휴대폰, 피디에이, 엠피4와 같은 각종 전기 전자 기기의 전원으로 이차 전지를 많이 사용하는데, 예를 들어 이차 전지를 채용하는 배터리 시스템의 전류 측정을 위해 구성된 회로상에 션트를 탑재함으로써, 회로와 션트를 거쳐서 이차 전지 배터리 시스템에 인가되는 전류를 측정할 수 있도록 한다. 이차 전지는 휴대폰과 같은 전기전자 기기에도 채용되지만 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 주전원으로 채용되므로, 상기 션트를 이용하여 이차 전지에 대한 전류를 측정하는 작업이 중요시된다.

상기한 하이브리드 자동차를 비롯하여 전기자동차나 연료전지 자동차에서 사용하는 배터리 시스템은 다수의 단위 전지(이차 전지)를 직렬로 연결하여 전압을 만들고 이를 이용하여 높은 전력을 발생시킨다. 이러한 전력을 발생하기 위하여 배터리 시스템에는 수십 내지 수백 암페어(A) 정도의 전류가 흐르게 되는데, 이러한 배터리 시스템의 전류를 측정하는 방법으로는 션트 저항을 이용하여 전류를 측정하는 방법이 있다. 즉, 션트를 배터리 시스템의 회로상에 연결하여 전류 측정을 수행할 수 있게 되는 것이다.

한편, 션트는 전류를 측정할 때 사용하는 표준 저항이라 할 수 있어서, 션트 저항(표준 저항)이 될 수 있는 데로 작아야만 전류 측정시의 왜곡이 없이 정밀한 전류 측정이 가능하다.

또한, 션트로 전류가 흐를 때에는 열이 발생하고, 열이 발생하면 저항이 올라가게 되어 있어서 션트의 초기 측정 저항과 전류가 흐를 때의 저항, 그리고 션트를 사용하다가 생기는 나중의 저항이 일정하지 않고 편차가 생겨서 변해버리는 경우가 생기므로, 션트의 저항 특성이 변하지 않도록 설계(저항치가 올라가지 않도록 설계)하는 것이 중요하다.

따라서, 션트의 열에 의한 저항치 변화를 방지하기 위해 션트 자체를 망간 내지 망간 합금으로 제작하고 있다. 즉, 일반적인 구리와 같은 금속은 열이 올라가면 저항이 올라가 버리지만 망간 내지 망간 합금은 열이 올라가더라도 오히려 저항이 떨어지게 저항의 정 특성을 유지하게 되므로, 션트를 망간 내지 망간 합금으로 제작하여 사용하고 있다.

또한, 저항의 발열량이 10℃ 정도 올라가면 저항치는 10,000ppm 정도가 변한다고 하는 것이 일반적인데, 션트의 경우 발열량 1℃ 당 15~50ppm 정도가 되어야만 정전류가 흘러서 전류 측정 정밀도를 보장할 수 있다. 발열량이 1℃ 변하는데 션트의 저항 변화치가 전체 저항치를 기준으로 1％ 이상으로 변하게 되면 션트 저항(즉, 표준 저항)으로 사용할 수가 없게 된다. 션트의 전류 변화치 규격이 발열량 변화 10℃~15℃ 범위에서 ±0.2％~0.5％가 되어야 션트를 사용할 수 있다. 저전류에서 션트의 전류 변화치가 전체 전류치를 기준으로 1％ 이상이 되면 션트로 사용할 수 없게 된다. 즉, 저전류에서는 션트의 전류 변화치가 1％ 이상이 되면 안되는 것이다.

그런데, 종래에는 션트를 전류 측정용 회로 기판에 전기적으로 연결하여 설치하기 위하여 션트와 회로기판 사이에서 지나치게 많은 저항이 발생하게 되고, 이처럼 지나치게 많은 저항이 발생하면 전류 충전 대상, 예를 들어, 이차 전지의 충전 용량 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되는 문제가 있으며, 상기 이차 전지의 측정 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되면 충전 대상인 이차 전지에 지나치게 많은 전류를 충전하게 되어 버려서 결과적으로 이차 전지가 터져버리는 등의 심각한 문제를 초래하게 된다. 이차 전지뿐만 아니라 다른 소자 내지 부품의 전류를 측정할 때에서 지나치게 낮은 전류값이 측정되어 버려서 이차 전지 이외에 다른 부품 내지 소자에도 과도하게 많은 전류가 충전되도록 함으로써 과전류로 인한 파손이 유발되는 등의 여러 가지 심각한 문제가 생기는 것이다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 기존에는 전류를 측정하기 위한 션트(1)를 지지하기 위한 션트 프레임(2)과, 이 션트 프레임(2)에 서로 마주하도록 배치된 구리 재질의 한 쌍의 션트 브라켓(3)과, 이러한 션트 브라켓(3)을 회로기판에 통전 가능하게 연결되도록 션트 프레임(2)에 고정하는 금속재의 볼트(4)와, 상기 션트 브라켓(3)에 통전 가능하게 접촉되도록 션트 프레임(2)에 결합된 커넥트 볼트(5)와, 이 커넥트 볼트(5)와 회로기판 사이에 연결된 통전성 커넥트편(금속편이나 전선 등이 될 수 있음)을 구비한 션트 서포트 유닛을 형성하고, 상기 션트 서포트 유닛의 서로 마주하는 션트 프레임(2)에 션트(1)의 양단부를 은납땜(6)으로 고정한 상태에서, 상기 션트(1)의 양쪽 단말에 전류계 등의 전류 측정 장치를 연결하여 전류를 측정하게 된다.

그런데, 상기 션트 전류 측정 구조는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전류 측정 션트 회로를 구성하기 위하여 커넥트 볼트(5)와 회로기판 등의 사이를 통전되도록 연결하는 납땜 저항(R1)(기판 납땜 저항), 션트 브라켓(3)을 션트 프레임(2)에 고정하는 볼트의 저항(R2)(제1볼트 저항), 상기 커넥트 볼트(5) 자체의 저항(R3)(제2볼트 저항), 션트 브라켓(3) 자체의 저항(R4)(션트 브라켓(3)이 구리 재질로 이루어져 있어서 션트 브라켓(3) 자체에 의한 구리 저항이라 할 수 있으며, 편의상 션트 브라켓(3) 자체의 저항을 동 저항이라 함), 션트(1)의 단부를 션트 브라켓(3)에 고정하는 은납땜에 의한 저항(R5)(은납땜 저항), 션트(1) 자체의 저항(R6)(션트 저항), 션트(1)와 전류계 등의 전류 측정 장치 사이를 연결하는 커넥트편의 저항(R7)(커넥트편 저항)과 같이 션트(1)와 회로기판 사이에 상당히 많은 개소에서 저항이 발생하고, 특히 상기 기판 납땜 저항(R1), 제1볼트 저항(R2), 제2볼트 저항(R3), 동 저항(R4), 은납땜 저항(R5) 및 커넥트편 저항(R7)은 두 군데씩 생겨버려서 션트(1) 저항이 두 배로 상승하는 결과를 초래하기 때문에, 전류 충방전 대상(예를 들어, 이차 전지)의 충전 용량 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되고, 상기 이차 전지의 측정 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되는 만큼 이차 전지에 지나치게 많은 전류를 충전하게 되어 버려서 이차 전지가 터져버리는 등의 심각한 문제를 초래하는 것이다.

또한, 저항의 발열량이 10℃ 정도 올라가면 저항치는 10,000ppm 정도가 변한다고 하는데, 상기와 같이 종래에는 저항이 상당히 많은 개소에서 발생하여 상당한 발열량에 의해 저항치가 매우 올라가게 되므로, 전류 측정이 제대로 되지 않는 문제가 있다. 션트(1)의 경우 발열량 1℃ 당 15~50ppm 정도가 되어야만 정전류가 흘러서 전류 측정 정밀도를 보장할 수 있고, 발열량이 1℃ 변하는데 션트(1)의 저항 변화치가 전체 저항치를 기준으로 1％ 이상으로 변하게 되면 션트(1) 저항(즉, 표준 저항)으로 사용할 수가 없게 되는데, 종래에는 이처럼 저항이 상당히 많은 개소에서 발생함으로 인하여 저항 변화치가 1％ 이상을 훨씬 초과하게 되므로, 션트(1) 자체를 사용하지 못하는 문제가 생긴다. 다시 말해, 션트(1)의 전류 변화치 규격이 발열량 변화 10℃~15℃ 범위에서 ±0.2％~0.5％가 되어야 사용할 수 있고, 저전류에서 션트(1)의 전류 변화치가 전체 전류치를 기준으로 1％ 이상이 되면 션트(1)로 사용할 수 없게 되는데, 종래에는 상기와 같은 상당히 많은 개소에서 발생하는 저항으로 인하여 전류 변화치 규격이 발열량 변화 10℃~15℃ 범위에서 ±0.2％~0.5％가 되어야 한다는 규격을 충족시킬 수 없고, 저전류에서 션트(1)의 전류 변화치가 전체 전류치를 기준으로 1％ 이내가 되어야 한다는 조건도 충족할 수가 없어서 결과적으로 션트(1)를 사용하지 못하는 문제가 있는 것이다.

또한, 종래에는 션트(1)의 양단부가 두 개의 마주하는 션트 브라켓(3)에 은납땜으로 고정되어 잡혀 있는 상태인데, 션트(1)에 전류가 흐르거나 전류의 흐름이 차단되면, 션트 브라켓(3) 자체는 볼트로 고정되어 있는 반면 션트(1) 자체는 늘어났다 줄어들었다 하는 현상이 생겨서 외부의 충격 등에 의해 션트(1)의 은납땜 부분에 크랙이 생기게 되고, 이처럼 크랙이 생겨버리면 이로 인하여 저항치가 올라가 버려서 전류 충방전 대상(이차 전지 등)의 충전 용량 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되어 상기와 같은 여러 가지 문제가 생기게 된다. 션트(1)와 션트 브라켓(3) 사이의 은납땜 부분에 크랙이 가버리면 저항치의 지나친 상승으로 인하여 제대로 전류 측정이 되지 못하여서 이차 전지의 전류를 제대로 충방전하지 못하게 되며, 이로 인하여 전류 충방전 대상에 대해 과전류가 충전되거나 방전되어 버리는 문제를 초래한다.

본 발명의 목적은 솔더 방식으로 쉽게 마운트 가능하고, 파선형 구조로 되어 있어서 열에 의한 저항 변화가 최소화되고 표면적이 증가하여 열발산에 도움이 되는 구조(열 저항에 대해 상대적으로 안정적인 구조)를 구현할 수 있고, 제작 코스트도 절감되어 경쟁력이 있으며, 단일 모양 션트로 제작되어 두께 변경만으로도 여러 가지 전류 모델에 적용이 가능(특히, 저용량에 대해 선택 제작이 가능)한 새로운 구조의 보드 실장형 션트를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 전류 측정 회로상에 연결되어 전류가 흐르도록 하는 션트 바디부를 포함하며, 상기 션트 바디부는 서로 나란한 방향으로 배치된 복수개의 페럴렐 바디편에 브릿지 바디편이 연결되어 상기 페럴렐 바디편과 상기 브릿지 바디편 사이에 서로 이격된 스페이스가 확보된 상태가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 보드 실장형 션트가 제공된다.

상기 션트 바디부는 상기 복수개의 페럴렐 바디편과 상기 브릿지 바디편에 의해 파선형으로 구성되어, 상기 파선형의 션트 바디부에 전류가 흐르면서 전류 측정이 이루어지도록 한다.

상기 브릿지 바디편은 서로 이웃한 페럴렐 바디편의 한쪽 단부와 다른 쪽 단부에 교대로 연결되어, 상기 션트 바디부의 측면에서 볼 때에 복수개의 유자형 바디부와 역 유자형 바디부가 지그 재그식으로 배열된 파선형 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 파선형의 션트 바디부에는 전기적으로 통전되는 한 쌍의 커넥션 바디편이 구비되고, 상기 커넥션 바디편은 전류 측정 보드의 회로상에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 커넥션 바디편에는 켈빈 센싱단이 구비되어, 상기 켈빈 센싱단이 상기 전류 측정 보드의 회로상에 솔더링 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 커넥션 바디편에는 스페이스에 의해 다른 부분보다 상대적으로 단면적이 작은 켈빈 센싱단이 구비되어, 상기 켈빈 센싱단에 켈빈 센싱 포인트가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 션트 바디부는 상기 복수개의 페럴렐 바디편과 상기 브릿지 바디편에 의해 파선형으로 구성되고, 상기 파선형으로 구성된 션트 바디부는 미들 브릿지 바디편에 의해 서로 전기적으로 연결되면서 동시에 서로 마주하는 위치에 일정 스페이스를 확보한 상태로 배열된 한 쌍의 션트 바디부로 구성될 수 있다.

본 발명의 보드 실장형 션트는 파선형으로 구성되어 있어서, 전류가 흐르는 경로마다 방열 스페이스가 확보되어 있으므로, 열에 의한 저항 변화가 최소화될 수 있는 효과가 있으며, 이처럼 열에 의한 저항 변화가 최소화됨으로 인하여 전류 측정 정밀도를 보장할 수 있으므로, 이차 전지의 충전 용량 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되어 이차 전지에 지나치게 많은 전류를 충전하게 되어 버리는 결과를 해소할 수 있으며, 이차 전지에 과전류가 충전되는 경우를 미연에 방지함으로써 결과적으로 이차 전지가 터져버리는 등의 심각한 문제도 말끔히 해결하게 된다.

또한, 본 발명의 보드 실장형 션트를 전류 측정용 회로 기판에 전기적으로 연결하여 설치하기 위하여 션트와 회로기판 사이에서 지나치게 많은 저항이 발생하는 것을 방지하고, 이처럼 지나치게 많은 저항이 발생하는 것을 방지하여 전류 충전 대상인 이차 전지의 충전 용량 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되는 문제도 해결할 수 있다.

도 1은 종래 전류 측정용 션트 구조를 보여주는 외관 사시도
도 2는 도 1에 도시된 션트 구조의 개략적인 회로도
도 3은 본 발명에 의한 보드 실장형 션트의 외관 사시도
도 4는 도 3에 도시된 보드 실장형 션트를 회로기판에 실장한 상태를 개략적으로 보여주는 사시도
도 5는 본 발명에 의한 보드 실장형 션트와 회로기판 사이의 회로 구조를 개략적으로 보여주는 도면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에서 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 보드 실장형 션트(board mounting type shunt : 10)는 전류 측정 회로상에 전류가 도통하는 션트 바디부(shunt body : 12)가 연결되어 전류가 측정되도록 하는 션트(1)에 있어서, 상기 션트 바디부(12)는 서로 나란한 방향으로 배치된 복수개의 페럴렐 바디편(parallel body piece : 12A)에 브릿지 바디편(bridge body piece : 12B)이 연결되어 페럴렐 바디편(12A)과 브릿지 바디편(12B) 사이에 서로 이격된 스페이스(space)가 확보된 상태가 되도록 구성된다. 본 발명은 솔더링 보드 마운팅(Soldering board mounting) 파선 구조 션트라고 할 수 있다.

상기 션트 바디부(12)는 측면에서 볼 때에 상하 방향으로 연장되어 서로 나란하게 배치된 복수개의 페럴렐 바디편(12A)에 복수개의 브릿지 바디편(12B)이 연결됨으로써, 션트 바디부(12) 자체가 파선형으로 구성되어 있으며, 각각의 페럴렐 바디편(12A) 사이에는 서로 이격된 스페이스(space)(방열용 스페이스)가 확보된 구조를 가지고 있다. 상기 파선형의 션트 바디부(12)에 전류가 흐르면서 전류 측정이 이루어지도록 한다. 이때, 상기 브릿지 바디편(12B)은 서로 이웃한 페럴렐 바디편(12A)의 한쪽 단부와 다른 쪽 단부에 교대로 연결되어, 상기 션트 바디부(12)가 측면에서 볼 때에 복수개의 유자형(U type) 바디부와 역 유자형(reverse U type) 바디부가 지그 재그식으로 배열된 파선형 구조를 가지고 있다.

한편, 션트 바디부(12)는 측면부 너비에 비하여 직교하는 상면부와 하면부의 너비가 상대적으로 약간 더 크게 구성될 수 있다. 상기 션트 바디부(12)는 납짝한 평철 형상의 망간 내지 망간 합금(예를 들어, 망간과 구리의 혼합 합금)을 절곡하여 상기 복수개의 페럴렐 바디편(12A)에 복수개의 브릿지 바디편(12B)이 파선형으로 이어진 구조를 이루게 된다.

상기 파선형의 션트 바디부(12)에는 전기적으로 통전되는 한 쌍의 커넥션 바디편(connection body piece : 14)이 구비되고, 상기 커넥션 바디편(14)은 전류 측정 보드(board)의 회로상에 전기적으로 접속된다. 파선형의 션트 바디부(12)의 양단부에 구비된 커넥션 바디편(14)에 커넥션 피스(17)가 용접 방식으로 결합되어 커넥션 바디편(14)의 길이 방향에 대해 직교하는 방향으로 배치될 수 있다. 커넥션 피스(17)는 구리 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 동(銅) 재질의 커넥션 피스(17)가 회로기판(22)상에 솔더링 접속됨으로써, 전류 측정 회로상에 본 발명의 파선형 션트(1)를 통전 가능하게 접속할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서 션트 바디부(12)는 복수개의 페럴렐 바디편(12A)과 브릿지 바디편(12B)에 의해 파선형으로 구성되는데, 상기 파선형으로 구성된 션트 바디부(12)는 미들 브릿지 바디편(middle bridge body piece : 13)에 의해 서로 전기적으로 연결되면서 동시에 서로 마주하는 위치에 일정 스페이스(space)를 확보한 상태로 배열된 한 쌍의 션트 바디부(12)로 구성될 수 있다. 즉, 미들 브릿지 바디편(13)에 의해 두 개의 제1션트 바디부(12P1)와 제2션트 바디부(12P2)의 한쪽 단부가 서로 이어져서 전기적으로 통전 가능함과 동시에 제1션트 바디부(12P1)와 제2션트 바디부(12P2)는 서로 마주하는 위치에 배치될 수 있으며, 상기 제1션트 바디부(12P1)와 제2션트 바디부(12P2)의 다른 쪽 단부에는 각각 하나씩의 커넥션 바디편(14)이 구비되어, 두 개의 커넥션 바디편(14)이 서로 마주하는 위치에 나란하게 배치된 구조를 가질 수 있으며, 각각의 커넥션 바디편(14)에는 상기 커넥션 피스(17)가 구비될 수 있다. 이처럼 본 발명의 션트가 두 개의 제1션트 바디부(12P1)와 제2션트 바디부(12P2)가 서로 마주하는 위치에 나란하게 배치된 구조를 가지면, 전류 측정 용량이 상대적으로 더 작아지는 경우(상대적으로 저용량 전류 측정)에 사용되는 것이다.

상기한 구성을 가지는 본 발명의 보드 실장형 션트(10)는 그 양쪽 단말이 회로기판(22)에 통전 가능하게 접속(즉, 상기 양쪽 커넥션 바디편(14)에 구비된 커넥션 피스(17)가 회로기판(22)에 통전 가능하게 접속)되고, 상기 션트 바디부(12)의 양쪽 단부에 구비된 커넥션 바디편(14)에는 전류계와 같은 전류 측정 장치가 접속되는 한편, 상기 션트가 마운트된 션트 회로상(션트가 마운트된 회로기판(22)상)에는 전류 측정 대상이 통전 가능하게 연결된 상태에서 전류 측정 대상의 전류량을 측정하게 된다. 션트를 이용하여 전류를 측정하는 방식으로는 켈빈 센싱(Kelvin sensing)으로 알려진 전류 측정의 형태가 있는데, 이러한 켈빈 센싱은 전류를 션트의 두 개의 단말 사이에 흐르게 하고, 이러한 션트의 단말 사이의 전압차를 측정하여 오옴의 법칙을 사용하여 전류를 측정하는 것이다. 즉, 전류 측정을 위한 보드의 회로상에 션트를 접속되도록 탑재하고, 션트에 구비된 켈빈 센싱부(Kelvin sensing point)에 전류계와 같은 전류 측정 장치를 연결한 상태에서 전류를 측정하게 된다.

본 발명에 의한 보드 실장형 션트(10)는 켈빈 센싱에 의해 주로 이차 전지의 전류량(전류 충방전량)을 측정하는데 활용되는데, 상기와 같이 본 발명의 션트를 구성하는 션트 바디부(12)의 양쪽 단부측에 전류계 등의 전류 측정 장치를 연결하고 이차 전지는 션트 회로상(본 발명의 션트가 마운트된 회로기판(22)상)에 음극단과 양극단이 전기적으로 통전 가능하게 연결된 상태에서 본 발명의 션트로 흐르는 전류를 검출하여 이차 전지의 전류 충방전량을 측정하게 되는 것이다.

이때, 본 발명의 보드 실장형 션트(10)는 파선형으로 구성되어 있어서, 전류가 흐르는 경로마다 방열 스페이스(space)가 확보되어 있으므로, 열에 의한 저항 변화가 최소화될 수 있는 효과가 있으며, 이처럼 열에 의한 저항 변화가 최소화됨으로 인하여 전류 측정 정밀도를 보장할 수 있으므로, 이차 전지의 충전 용량 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되어 이차 전지에 지나치게 많은 전류를 충전하게 되어 버리는 결과를 해소할 수 있으며, 이차 전지에 과전류가 충전되는 경우를 미연에 방지함으로써 결과적으로 이차 전지가 터져버리는 등의 심각한 문제도 말끔히 해결하게 된다.

또한, 본 발명의 보드 실장형 션트(10)를 전류 측정용 회로 기판에 전기적으로 연결하여 설치하기 위하여 션트와 회로기판(22) 사이에서 지나치게 많은 저항이 발생하는 것을 방지하고, 이처럼 지나치게 많은 저항이 발생하는 것을 방지하여 전류 충전 대상인 이차 전지의 충전 용량 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되는 문제도 해결할 수 있다.

구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 션트에 의하면, 션트 바디부(12)의 양쪽 단말(즉, 션트 바디부(12)의 양쪽 단부를 이루는 커넥션 바디편(14))에 커넥션 피스(17)가 은납땜으로 구비되고, 커넥션 피스(17)는 회로기판(22)에 통전 가능하게 접속되며, 상기 션트 바디부(12)의 커넥션 바디편(14)에 구비된 켈빈 센싱단(sensing terminal : 16)에는 전류계 등의 전류 측정 장치게 접속되도록 구성되어, 켈빈 센싱단(16)의 켈빈 센싱 포인트와 전류계 등의 측정 장치 사이의 접속 저항(r1)(센싱 접속 저항), 회로기판(22)과 커넥션 피스(17) 사이의 접속 저항(r2)(기판 커넥션 저항 : board connection resistance), 커넥션 피스(connection piece : 17)와 션트 바디부(12)의 양쪽 단말 커넥션 바디편(terminal connection body piece : 14) 사이의 은납땜 저항(r3)만이 형성되어 기존에 비하여 저항 발생부를 현저하게 줄여준 구조를 가질 수 있기 때문에, 전류 충방전 대상인 이차 전지의 충전 용량 전류가 너무 많은 저항 발생원으로 인하여 지나치게 적은 것으로 측정되는 경우가 완전히 방지되고, 이처럼 이차 전지의 측정 전류가 지나치게 적은 것으로 측정되는 경우를 근절하는 만큼 이차 전지에 지나치게 많은 전류를 충전하게 되어 버려서 이차 전지가 터져버리는 등의 심각한 문제를 미연에 방지하는 장점을 가진다.

저항의 발열량이 10℃ 정도 올라가면 저항치는 10,000ppm 정도가 변한다고 하는데, 상기와 같이 본 발명은 상당히 많은 개소에서 발생하는 저항원을 대폭 줄여줌으로써 상당한 발열량으로 인하여 저항치가 매우 올라가는 경우를 방지하므로, 전류 측정이 정밀하게 이루어지는 것을 보장할 수 있게 된다. 션트의 경우 발열량 1℃ 당 15~50ppm 정도가 되어야만 정전류가 흘러서 전류 측정 정밀도를 보장할 수 있고, 발열량이 1℃ 변하는데 션트의 저항 변화치가 전체 저항치를 기준으로 1％ 이상으로 변하게 되면 션트 저항(즉, 표준 저항)으로 사용할 수가 없게 되는데, 본 발명은 이처럼 기존에 비하여 상당히 많은 개소에서 저항이 발생하는 구조 자체를 완전 회피함으로 인하여 저항 변화치가 1％ 이상을 초과하는 경우를 방지하게 되므로, 션트 자체를 사용하지 못하는 문제를 아예 차단하는 장점을 가지게 된다. 다시 말해, 션트의 전류 변화치 규격이 발열량 변화 10℃~15℃ 범위에서 ±0.2％~0.5％가 되어야 사용할 수 있고, 저전류에서 션트의 전류 변화치가 전체 전류치를 기준으로 1％ 이상이 되면 션트로 사용할 수 없게 되는데, 본 발명에서는 상기와 같은 상당히 많은 개소의 저항 발생원을 아예 없애버림으로 인하여 전류 변화치 규격이 발열량 변화 10℃~15℃ 범위에서 ±0.2％~0.5％가 되어야 한다는 규격을 충족시킬 수 있고, 저전류에서 션트의 전류 변화치가 전체 전류치를 기준으로 1％ 이내가 되어야 한다는 조건도 역시 충족시킬 수가 있어서 결과적으로 션트를 사용하지 못하는 문제는 전혀 생기지 않는 장점을 가지게 된다.

또한, 종래에는 평철 형상의 션트 양단부가 은납땜에 의해 션트 브라켓(3)에 고정되어 있어서, 션트가 늘어났다 줄어들었다 하는 현상이 축적되어 외부 충격 등에 의해 은납땜 부분에 크랙이 생기고, 은납땜 부분에 크랙이 생기면 저항이 높아져서 이차 전지의 전류 충전량이 지나치게 낮은 것으로 측정될 염려가 있으나, 본 발명은 션트와 전류 측정 회로상의 은납땜 연결 부분에 크랙이 생기는 경우는 발생되지 않으므로, 상기와 같은 은납땜 부분의 크랙에 의해 저항이 높아져서 이차 전지의 전류량이 지나치게 낮게 측정되는 경우는 전혀 생기지 않는 장점도 가진다.

한편, 본 발명에서는 션트 바디부(12)의 양쪽 커넥션 바디편(14)에는 스페이스에 의해 다른 부분보다 상대적으로 단면적이 작은 켈빈 센싱단(16)이 구비되어, 상기 켈빈 센싱단(16)에 켈빈 센싱 포인트가 형성되도록 구성할 수도 있으며, 상기 스페이스에 의해 다른 부분에서 공간적으로 이격되면서 전기적으로는 션트 바디부(12)에 통전 가능하게 연결된 켈빈 센싱단(16)에 전류계와 같은 전류 측정 장치를 접속하여 이차 전지와 같은 전류 측정 대상의 전류량을 측정할 수 있게 된다. 즉, 기존에는 션트와 이를 연결하여 지지하는 은납땜 부분에 크랙이 생겨서 전류 측정 정밀도가 제대로 나오지 못하는 단점이 있으나, 본 발명에서는 이러한 은납땜 부분의 크랙에 의해 전류 측정 정밀도가 제대로 나오지 못하는 경우를 방지한다는 점에서도 바람직한 특징을 가지게 된다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1. 션트 2. 션트 프레임
3. 션트 브라켓 4. 볼트
5. 커넥트 볼트 10. 보드 실장형 션트
12. 션트 바디부 12A. 페럴렐 바디편
12B. 브릿지 바디편 13. 미들 브릿지 바디편
14. 커넥션 바디편 16. 켈빈 센싱단
17. 커넥션 피스

Claims (7)

1. 전류 측정 회로상에 연결되어 전류가 흐르도록 하는 션트 바디부(12)를 포함하며,
   상기 션트 바디부(12)는 서로 나란한 방향으로 배치된 복수개의 페럴렐 바디편(12A)에 브릿지 바디편(12B)이 연결되어 상기 페럴렐 바디편(12A)과 상기 브릿지 바디편(12B) 사이에 서로 이격된 스페이스가 확보된 상태가 되도록 구성되고,
   상기 션트 바디부(12)는 상기 복수개의 페럴렐 바디편(12A)과 상기 브릿지 바디편(12B)에 의해 파선형으로 이루어진 두 개의 제1션트 바디부(12P1)와 제2션트 바디부(12P2)의 한쪽 단부가 미들 브릿지 바디편(13)에 의해 서로 이어져서 전기적으로 통전 가능하도록 구성됨과 동시에 상기 제1션트 바디부(12P1)와 제2션트 바디부(12P2)는 서로 마주하는 위치에 일정 스페이스를 확보한 상태로 배열되도록 구성되며,
   상기 제1션트 바디부(12P1)와 상기 제2션트 바디부(12P2)의 다른 쪽 단부에는 각각 하나씩의 커넥션 바디편(14)이 구비되어, 상기 두 개의 커넥션 바디편(14)이 서로 마주하는 위치에 나란하게 배치되며, 상기 각각의 커넥션 바디편(14)에는 전류 측정 보드의 회로상에 전기적으로 접속되는 커넥션 피스(17)가 구비된 것을 특징으로 하는 보드 실장형 션트(10).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 션트 바디부(12)는 상기 복수개의 페럴렐 바디편(12A)과 상기 브릿지 바디편(12B)에 의해 파선형으로 구성되어, 상기 파선형의 션트 바디부(12)에 전류가 흐르면서 전류 측정이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 보드 실장형 션트(10).
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 브릿지 바디편(12B)은 서로 이웃한 페럴렐 바디편(12A)의 한쪽 단부와 다른 쪽 단부에 교대로 연결되어, 상기 션트 바디부(12)의 측면에서 볼 때에 복수개의 유자형 바디부와 역 유자형 바디부가 지그 재그식으로 배열된 파선형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 보드 실장형 션트(10).
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 커넥션 바디편(14)에는 켈빈 센싱단(16)이 구비되어, 상기 켈빈 센싱단(16)이 상기 전류 측정 보드의 회로상에 솔더링 접속되는 것을 특징으로 하는 보드 실장형 션트(10).
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 커넥션 바디편(14)에는 스페이스에 의해 다른 부분보다 상대적으로 단면적이 작은 켈빈 센싱단(16)이 구비되어, 상기 켈빈 센싱단(16)에 켈빈 센싱 포인트가 형성된 것을 특징으로 하는 보드 실장형 션트(10).
7. 삭제

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