KR101436787B1 - 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 - Google Patents
하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유전체 필름이 권취되어 형성되고 일측 및 타측에 전도성의 용사면이 형성되고, 복수열로 나란하게 하우징 케이스(20)의 하부에 눕힌 상태로 내장, 배열되는 커패시터 소자(10)들과; 상기 커패시터 소자(10)들이 한개씩 안치되는 소자안치홈(21)들이 길이방향으로 나란하게 규칙적으로 형성되는 하우징 케이스(20)와; 상기 커패시터 소자(10)들의 일측 용사면에 전기적으로 연결되는 제1 부스바 형성부(30)와; 상기 제1 부스바 형성부(30)의 하부에 위치하고, 상기 커패시터 소자(10)들의 타측 용사면에 전기적으로 연결되는 제2 부스바 형성부(40)와; 상기 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 사이에 개재(介在)되어 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)가 서로 겹치는 영역을 절연시키는 제1 절연시트(50);를 포함하여 구성되는 것을 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 관한 것이다.
Description
본 발명은 하우징 내장형 저 인덕턴스 커패시터에 관한 것이다.
일반적으로, 전기기기용, 진상용, 전자기기용 커패시터 등은 각종 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 커패시터는 유전체로 폴리에칠렌텔레프타레이트(PET) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리에칠렌나프탈레이트(PEN) 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지 등의 프라스틱필름을 사용하여, 프라스틱필름의 한 면 또는 양면에 금속을 증착한 증착필름을 권취하고, 권취된 증착필름의 양면에는 아연, 아연 합금, 주석 또는 1차 아연 2차 주석을 용사하여, 용사면을 만들어 커패시터 소자를 제조한다.
커패시터의 정전용량은 커패시터의 용도에 따라 차이가 있으므로 다른 N극부스바와 P극 부스바에 커패시터 소자 (이하 소자)의 갯수를 가감하여 결선하여 커패시터를 제조하게 되는데, 작은 용량의 커패시터는 적은 수량의 소자를 결선하고 대용량 커패시터는 다수의 소자를 결선하여 커패시터를 제조한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 다량의 소자로 이루어진 커패시터는 소자의 양 용사면에 각각 극성이 다른 N극부스바와 P극 부스바를 연결하고, 외장케이스(이하 케이스) 외부로 부스바의 일부를 노출 되도록 하여 단자부를 형성한다.
이와 같이 N극 부스바와 P극 부스바가 부착된 소자들은 그 전체를 프라스틱 케이스 또는 금속 케이스와 같은 케이스속에 삽입한 뒤, 에폭시 또는 우레탄 같은 몰딩제를 충진 하거나 혹은 에폭시와 우레탄과 같은 이종의 몰딩제를 다층으로 충진하여 절연과 커패시터 내부를 보호한다. 그러나, 커패시터는 인덕턴스가 크거나 사용전압이 높거나 많은 전류가 흐르거나 주파수가 높은 경우 커패시터 주변부품에 영향을 주고 커패시터 내부에서 서지 전압에 의해 열이 발생되는데, 커패시터의 발열은 커패시터의 전기적 특성을 낮추고, 커패시터의 수명을 단축시키며, 커패시터의 성능에 대한 신뢰성을 저하시키는 문제점을 발생시킨다.
전술한 바와 같은 문제가 발생되는 원인중 하나는 커패시터의 인덕턴스 (Inductance)에 기인한다. 종래의 커패시터의 구성과 조립과정을 간략히 살펴보면 다음과 같다. 종래의 예로서, 도시된 바와 같이, 케이스내부에서 극성이 다른 N극 부스바와 P극 부스바가 중첩하지 않고 평행하게 배치하여 소자를 결선하고 외부의 부스바만 서로 중첩 시켰으나, 중첩되는 면적이 적어 인덕턴스를 줄이는데 한계가 있었다. 케이스외부의 N극부스바와 P극 부스바 사이에 절연제를 삽입하여 절연시키는 방법으로 별도의 절연제 사용으로 작업이 번거롭고 절연재 위치를 일정하게 유지해야 하는 등 작업이 난해하였다. 그리고 절연재로 절연지 또는 프라스틱 필름을 사용하는데 절연지를 사용하면 혹독한 환경에서(예 : 온도 95℃, 습도 85%) 수분을 흡습하여 절연력을 약하게 하고, 플라스틱필름을 사용하면 가수분해로 인해 프라스틱필름의 특성이 변화되어 커패시터에 영향을 준다.
공개특허 특2001-0072178호(파나소닉)는 커패시터 및 커패시터 제조방법을 게시한다.
본 발명은, 커패시터 내의 소자들에 결선되는 전도성 부스바의 얇은 몸체판 또는 케이스 밖으로 인출된 전도성 부스바의 인출부의 일부 또는 전부를 P, N극 전도성 부스바가 서로 나란히 겹치거나, 중첩되도록 배치하여 인덕턴스를 감소시켜서 커패시터와 출력단자에 연결된 스위칭 소자(IGBT)의 열 상승을 최소화 시킬수 있으며, 추가적인 전력 피 공급원과의 연결 및 취급이 용이하고, 컴팩트하여 내구성이 우수한 하우징 내장형 저 인덕턴스 커패시터를 제공하고자 한다.
본 발명의 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터는,
유전체 필름이 권취되어 형성되고 일측 및 타측에 전도성의 용사면이 형성되고, 복수열로 나란하게 하우징 케이스(20)의 하부에 눕힌 상태로 내장, 배열되는 커패시터 소자(10)들과;
상기 커패시터 소자(10)들이 한개씩 안치되는 소자안치홈(21)들이 길이방향으로 나란하게 규칙적으로 형성되는 하우징 케이스(20)와;
상기 커패시터 소자(10)들의 일측 용사면에 전기적으로 연결되는 제1 부스바 형성부(30)와;
상기 제1 부스바 형성부(30)의 하부에 위치하고, 상기 커패시터 소자(10)들의 타측 용사면에 전기적으로 연결되는 제2 부스바 형성부(40)와;
상기 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 사이에 개재(介在)되어 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)가 서로 겹치는 영역을 절연시키는 제1 절연시트(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 첫째, 커패시터 내의 소자들에 결선되는 전도성 부스바의 얇은 몸체판 또는 케이스 밖으로 인출된 전도성 부스바의 인출부의 일부 또는 전부를 P, N극 전도성 부스바가 서로 나란히 겹치거나, 중첩되도록 배치하여 인덕턴스를 감소시켜서 커패시터와 출력단자에 연결된 스위칭 소자(IGBT)의 열 상승을 최소화 시킬수 있으며, 추가적으로 전력 피 공급원과의 연결 및 취급이 용이하고, 컴팩트하여 내구성이 우수한 하우징 내장형 저 인덕턴스 커패시터를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 조립도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 분해도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 중 부스바 상세도.
도 4는 본 발명의 방전저항기 클램프 상세도.
도 5(a, b)는 Y 커패시터 및 Y 커패시터 개념도.
도 6은 본 발명의 하우징 케이스 상세도.
도 7은 종래의 케이스 탑재형 커패시터.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 분해도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 중 부스바 상세도.
도 4는 본 발명의 방전저항기 클램프 상세도.
도 5(a, b)는 Y 커패시터 및 Y 커패시터 개념도.
도 6은 본 발명의 하우징 케이스 상세도.
도 7은 종래의 케이스 탑재형 커패시터.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 조립도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 분해도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터 중 부스바 상세도, 도 4는 본 발명의 방전저항기 클램프 상세도, 도 5(a, b)는 Y 커패시터 및 Y 커패시터 개념도, 도 6은 본 발명의 하우징 케이스 상세도이고, 도 7은 종래의 케이스 탑재형 커패시터이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터는, 커패시터 소자(10)들과 하우징 케이스(20)와 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)와 제1 절연시트(50)를 포함한다. 선택적으로 제2 절연시트(60)를 포함할 수 있고, 커패시터 소자(10)의 상면이나 제2 부스바 형성부(40) 하부에 절연수단이 일체로 형성된 경우 제2 절연시트(60)는 포함되지 않을 수 있다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 있어서, 커패시터 소자(10)들은 유전체 필름이 권취되어 형성되고 일측 및 타측에 전도성의 용사면이 형성되고, 복수열로 나란하게 하우징 케이스(20)의 하부에 눕힌 상태로 내장, 배열된다.
하우징 케이스(20)는 커패시터 소자(10)들이 한개씩 안치되는 소자안치홈(21)들이 길이방향으로 나란하게 규칙적으로 형성된다. 제1 부스바 형성부(30)는 커패시터 소자(10)들의 일측 용사면에 전기적으로 연결된다. 제2 부스바 형성부(40)는 제1 부스바 형성부(30)의 하부에 위치하고, 상기 커패시터 소자(10)들의 타측 용사면에 전기적으로 연결된다. 제1 절연시트(50)는 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 사이에 개재(介在)되어 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)가 서로 겹치는 영역을 절연시킨다. 제2 절연시트(60)는 제2 부스바 형성부(40) 하부 및 상기 커패시터 소자(10)들의 상면 사이에 개재(介在)되어 양자를 절연시킨다.
도 1 내지 도 6(특히, 도 3, 도 3)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 있어서, 제1 부스바 형성부(30)는 넓고 납작한 형상의 전도성 금속판인 제1 몸체판(31)과 출력단자를 형성하는 제1 인출부(35)로 구성되되, 제1 인출부(35)는 상기 제1 몸체판(31)의 일측변(邊)으로부터 상형으로 수직 또는 외향으로 경사지게 연장되는 제1 인출판(33)과, 상기 제1 인출판(33)의 상단으로부터 수평하게 하우징 케이스(20)의 일측벽(22) 외곽으로 연장 노출되는 제1 전도성 출력단(34)으로 구성된다. 제2 부스바 형성부(40)는 넓고 납작한 형상의 전도성 금속판인 제2 몸체판(41)과 출력단자를 형성하는 제2 인출부(45)로 구성되되, 제2 인출부(45)는 상기 제2 몸체판(41)의 일측변(邊)으로부터 상형으로 수직 또는 외향으로 경사지게 연장되는 제2 인출판(43)과, 상기 제2 인출판(43)의 상단으로부터 수평하게 하우징 케이스(20)의 측벽(22) 외곽으로 연장 노출되는 제2 전도성 출력단(44)으로 구성된다. 제1 몸체판(31)과 제2 몸체판(41)은 하우징 케이스의 형상에 상응하게 종방향으로 길게 형성되고, 상기 제1 인출부(35)와 제2 인출부(45)는 서로 상응하는 위치에 형성되어 P. N 극을 기능을 하는 한쌍의 메인 출력 단자(M)를 형성하되, 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 일측 종변(縱邊)에 일정거리 이격된 2쌍의 메인 출력 단자(M)가 구비되는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 있어서, 제1 몸체판(31)의 타측 종변(縱邊)에 제1 보조인출부(37)가 형성되고, 제2 몸체판(41)의 타측 종변(縱邊) 및 상기 제1 보조인출부(37)에 상응하는 위치에 제2 보조인출부(47)가 형성되고, 제1 보조인출부(37)와 제2 보조인출부(47)는 상기 하우징 케이스(20)의 측벽(23)의 외곽으로 노출되는 보조출력단(37a, 47a)를 포함하여 구성되고, 제1 보조인출부(37)와 제2 보조인출부(47)는 상기 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 타측 종변(縱邊)에 1개의 보조 출력단자(S)를 형성하는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터는 방전 저항기(70)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 방전 저항기(70)는, 그 일단이 상기 제1 부스바 형성부(30)의 제1 방전용 단자(39)와 전기적으로 연결되고 타단은 제2 부스바 형성부(40)의 제2 방전용 단자(49)에 연결되어, 커패시터가 입력단자와 분리된 경우 커패시터에 충전되어 있는 잔류 전하를 방전시켜 감전 사고를 방지한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 있어서, 방전 저항기(70)는 하우징 케이스(20)의 측벽 외부 중 상기 메인 출력 단자(M)가 형성되지 않은 측에 형성된 방전저항기 탑재용 단턱부(26)에 탑재되되, 방전저항기 탑재용 단턱부(26)는 수평하게 외곽으로 돌출된 두개의 단턱(26a, 26b)들로 구성되고, 방전저항기 파지용 클램프(75)가 상기 방전 저항기(70)를 하우징 케이스(20)의 측벽 외부에 클램핑한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 있어서, 방전저항기 파지용 클램프(75)는, 방전 저항기(70)를 지지하는 수평한 하부지지판(75a)과, 하부지지판(75a)의 양단에서 수직 상향 연장된 후 다시 수평하게 꺽여져 형성된 단자연결판(75d)과, 하부지지판(75a)의 중간부에서 상향으로 연장된 두개의 측면지지판(75b)와, 측면지지판(75b)의 상단에서 서로 마주보게 꺽여져서 상기 방전 저항기(70)의 상부를 클램핑하는 고정단(75c)으로 구성되는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 6(특히, 도 5a, 도 5b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 있어서, 전자기 간섭 현상을 방지하기 위한 Y 커패시터(80)를 더 포함하여 구성되되, Y 커패시터(80)를 구성하는 Y 커패시터 소자(81)는 상기 하우징 케이스(20)의 종방향 일측에 형성된 Y 커패시터홈(28)에 안치, 내장되는 것이 바람직하다. 두개의 Y 커패시터 소자(81)는 연결단자(83a)가 형성된 공통 접선(83)으로 전기적으로 연결된다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 있어서, 제1 인출부(35)의 제1 인출판(33)의 면과 상기 제2 인출부(45)의 제2 인출판(43)은 적어도 80% 겹치게 형성되며, 제1 전도성 출력단(34)과 제2 전도성 출력단(44)은 서로 엇갈리게 겹치지 않게 형성된다. 제1 절연시트(50)는, 제1 몸체판(31)과 제2 몸체판(41) 사이에 개재되는 몸체부 절연부(51)와, 몸체부 절연부(51)의 일측 장변으로부터 서로 이격되게 상향 연장되어여 메인 출력 단자(M)에 상응하는 위치에 두개 형성되고, 상기 제1 인출판(33)과 제2 인출판(43)의 겹치는 영역에 개재되는 인출부 절연부(53)와, 인출부 절연부(53)의 상단변 일부에 연장 형성되어 상기 제1 전도성 출력단(34)의 수직부 하부와 제2 부스바 형성부(40) 사이를 절연하는 단자수직부 절연부(54)로 구성되는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 있어서, 제1 부스바 형성부(30)의 종방향 일측에 형성된 제1 입력단(32)과 상기 제2 부스바 형성부(40)의 종방향 일측에 형성된 제2 입력단(42)이 입력단자를 형성하고, 제1 입력단(32)은 제1 부스바 형성부(30)의 일측 종변으로부터 하향 연장된 제1 입력단 수직판(32a)과 상기 제1 입력단 수직판(32a)으로부터 수평하게 꺽여져 형성된 제1 입력 단자편(32b)으로 구성되고, 제2 입력단(42)은 제2 부스바 형성부(40)의 일측 종변으로부터 하향 연장된 제2 입력단 수직판(42a)과 상기 제2 입력단 수직판(42a)으로부터 수평하게 꺽여져 형성된 제2 입력 단자편(42b)으로 구성된다. 제1 입력단 수직판(32a)과 제2 입력단 수직판(42a)은 면적 기준으로 적어도 80% 서로 겹치며, 제1 절연시트(50)는 상기 제1 입력단 수직판(32a)과 제2 입력단 수직판(42a) 사이에 개재되는 입력단 절연부(52)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터에 있어서, 하우징 케이스(20)는, 커패시터 소자(10)들이 한개씩 안치되도록 길이방향으로 나란하게 규칙적으로 형성되는 소자안치홈(21)들과, 바닥부와 함께 공간을 형성하는 측벽(23)과, 길이방향 일측에 형성되며 상기 Y 커패시터 소자(81)가 안치되는 두개의 Y 커패시터홈(28)들과, 메인 출력 단자(M)가 위치하지 않은 타측 측벽(23) 외면에 형성되며 서로 이격된 두개의 단턱(26a, 26b)들로 구성되는 방전저항기 탑재용 단턱부(26)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발명에 가능 작용에 대하여 부연 설명한다. 본 발명은 대 하이브리드 자동차 및 전기자동차용 커패시터의 저 인덕턴스 커패시터를 개발 함에 있어서 플라스틱필름의 한면 또는 양면에 금속을 증착한 증착필름을 권취 또는 적층하고, 권취 또는 적층된 증착필름의 양면에는 아연, 아연 합금, 주석 또는 1차 아연 2차 주석을 용사하여 극성판인 용사면을 만들어 커패시터 소자를 제조하고, 상기 다량의 커패시터 소자 좌측면에 N극(하판) 버스바에 납땜 또는 스폿트하여 결선하고 우측면에 소자 용사면에 P극(상판) 버스바에 납땜 또는 스폿트하여 결선하였다.
전도성 부스바를 커패시터 내 다량의 소자의 용사 면에 결선함에 있어 커패시터 소자에 결선용 전도성 부스바 두께를 0.2~2mm 두께에 납땜 또는 스폿트하여 소자를 결선시키고 커패시터 케이스 밖으로 인출된 단자에 반도체 전력 변환 스위치 IGBT 입력단에 결선할 수 있도록 P, N극 복수 단차를 인출하였다. 상판 버스바와 인버터 내부에서 커패시터 근접한 도체와 쇼트 방지를 위해서 상판 버스바 표면에 절연지 테이프로 부착하여 절연시켜서 쇼트되는 것을 방지하였다.(IGBT 볼트 조이는 부분은 절연지 테이프로 부착하지 않음) 배터리 전원을 커패시터 입력 단자에 결선할 수 있도록 P, N극 단자를 인출했고 상판 버스바와 인버터 내부에서 근접한 도체와 쇼트 방지를 위해서 상판 버스바 표면에 절연지 테이프로 부착하여 절연시켜서 쇼트되는 것을 방지하였다.( DC 입력 버스바 단자에 볼트 조이는 부분은 절연지 테이프로 부착하지 않음)
LDC(하이브리드, 전기자동차용 고 전압 배터리에서 자동차 전장 일반 전자부품 전원으로 Down하여 사용) Power 입력 P, N극 단자를 인출하여 자동차용 인버터에 커패시터와 결선 시 별도의 버스바 및 단자를 사용하지 않고 커패시터만 삽입하여 볼트만 조이면 조립되도록 커패시터를 제작하여 자동차용 인버터 조립성을 현격히 향상할 수 있었다. 인덕턴스를 최소화시키기 위해서 커패시터 내부 병렬 모듈 구성하기 위한 버스바를 내부에서 P극과 N극을 나란히 겹치도록 하여 커패시터 외장 케이스 밖으로 인출된 단자(IGBT, DC 입력단자)에 볼트로 고정할 부분은 전까지 나란히 겹치도록 하였고 볼트로 조이는 부분은 나란히 겹치지 않도록 하여 P, N극간에 쇼트되지 않도록 했다.
커패시터 내부 병렬 모듈 구성할 P, N극 버스바간에 절연체(절연지, 절연필름) 0.15 ~ 0.5mm 두께 삽입했고 삽입된 절연체(절연지, 절연필름)는 외장 케이스 밖으로 인출된 IGBT 및 DC 입력단자에 결선할 단자 볼팅할 부분 전까지 삽입하여 P, N극 쇼트되는 현상을 방지하였다. 커패시터 모듈 구성에서부터 출력 단자까지 P, N극 버스바를 나란히 겹처있어 인덕턴스가 낮게 나오므로(개선 전 약 25nH, 개선 후 약 14nH) 인하여 자동차용 인버터 내의 반도체 전력 변환 스위치 IGBT가 스위칭시 하모니 노이즈가 현격히 감소하여 커패시터 및 IGBT 열 발생이 감소하여 수명이 향상된 특징이 있다. 커패시터 외장 케이스 밖으로 인출된 LDC 입력단자는 P, N극 단자는 겹치지 않고 인출하였다.
자동차 메인터런스 시 커패시터가 충전되어 있으므로 감전 위험이 있어 커패시터 외장 케이스 모서리에 내장하여 사용했으나 저항에서 발열이 발생하여 커패시터 외장 케이스 밖에 측면에 방전저항을 외장하여 메인터런스 시 감전 사고를 방지할 수 있었다. 이 방전저항은 3분 후 잔류 전압이 약 50~75V 기준으로 약 70 ~ 120K이 적당했다. 커패시터 내부 P, N극 버스바에서 방전저항을 결선하기 위해서 인출된 부분과 인버터 내부 근접한 부분에서 쇼토되는 것을 방지하기 위해서 수축튜브 삽입하여 절연 처리하였다. 하이브리드 및 전기 자동차에서 IGBT가 스위칭시 하모니 노이즈가 발생하여 P, N극에 노이즈가 유입시 라디오 주파수에 노이즈가 혼입되면 라디오 특정 주파수에서 잡음 또는 노이즈로 인하여 문제가 발생하여 P, N극에 매우 작은 용량(0.030uF ~ 2uF)의 커패시터를 P, N극에 Y 결선하여 커패시터 케이스 내장하고 Y 결선된 중성점에서 그라운드 인출하여 커패시터를 내장하여 마운트부에 볼팅하면 그라운드와 접촉하도록 하였다. P, N극에 Y 결선되어 있는 커패시터가 충 방전하면서 IGBT 스위칭 노이즈과 기타 노이즈를 제거하므로 인하여 라디오 특정 주파수에서 노이즈로 인하여 문제가 발생한 것을 개선할 수 있었다. 본 발명은 전술한 바와 같이 저 인덕턴스 커패시터를 개발하여 자동차용 인버터에 사용하므로 인하여 IGBT가 스위칭시 하모니 노이즈가 감소하여 IGBT 및 커패시터에 온도 상승을 낮추므로 인하여 수명이 현격히 상승되었고 자동차용 인버터 수명 요구 15년에 300,000Km을 보증할 수 있게 되었다.
10 : 커패시터 소자 20 : 하우징 케이스
21 : 소자안치홈 26 : 방전저항기 탑재용 돌출턱
28 : Y 커패시터홈 30 : 제1 부스바 형성부
31 : 제1 몸체판 33 : 인출판
34 : 출력단 35 : 제1 인출부
37 : 제1 보조인출부 39 : 제1 방전용 단자
40 : 제2 부스바 형성부 41 : 제2 몸체판
43 : 인출판 44 : 출력단
45 : 제2 인출부 47 : 제2 보조인출부
49 : 제2 방전용 단자 50 : 제1 절연시트
60 : 제2 절연시트 70 : 방전 저항기
80 : Y 커패시터 81 : Y 커패시터 소자
M : 메인 출력 단자 S : 보조 출력단자
21 : 소자안치홈 26 : 방전저항기 탑재용 돌출턱
28 : Y 커패시터홈 30 : 제1 부스바 형성부
31 : 제1 몸체판 33 : 인출판
34 : 출력단 35 : 제1 인출부
37 : 제1 보조인출부 39 : 제1 방전용 단자
40 : 제2 부스바 형성부 41 : 제2 몸체판
43 : 인출판 44 : 출력단
45 : 제2 인출부 47 : 제2 보조인출부
49 : 제2 방전용 단자 50 : 제1 절연시트
60 : 제2 절연시트 70 : 방전 저항기
80 : Y 커패시터 81 : Y 커패시터 소자
M : 메인 출력 단자 S : 보조 출력단자
Claims (9)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 유전체 필름이 권취되어 형성되고 일측 및 타측에 전도성의 용사면이 형성되고, 복수열로 나란하게 하우징 케이스(20)의 하부에 눕힌 상태로 내장, 배열되는 커패시터 소자(10)들과;
상기 커패시터 소자(10)들이 한개씩 안치되는 소자안치홈(21)들이 길이방향으로 나란하게 규칙적으로 형성되는 하우징 케이스(20)와;
상기 커패시터 소자(10)들의 일측 용사면에 전기적으로 연결되는 제1 부스바 형성부(30)와;
상기 제1 부스바 형성부(30)의 하부에 위치하고, 상기 커패시터 소자(10)들의 타측 용사면에 전기적으로 연결되는 제2 부스바 형성부(40)와;
상기 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 사이에 개재(介在)되어 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)가 서로 겹치는 영역을 절연시키는 제1 절연시트(50);를 포함하여 구성되되,
상기 제1 부스바 형성부(30)는 넓고 납작한 형상의 전도성 금속판인 제1 몸체판(31)과 출력단자를 형성하는 제1 인출부(35)로 구성되되,
상기 제1 인출부(35)는 상기 제1 몸체판(31)의 일측변(邊)으로부터 상형으로 수직 또는 외향으로 경사지게 연장되는 제1 인출판(33)과, 상기 제1 인출판(33)의 상단으로부터 수평하게 하우징 케이스(20)의 일측벽(22) 외곽으로 연장 노출되는 제1 전도성 출력단(34)으로 구성되고;
상기 제2 부스바 형성부(40)는 넓고 납작한 형상의 전도성 금속판인 제2 몸체판(41)과 출력단자를 형성하는 제2 인출부(45)로 구성되되,
상기 제2 인출부(45)는 상기 제2 몸체판(41)의 일측변(邊)으로부터 상형으로 수직 또는 외향으로 경사지게 연장되는 제2 인출판(43)과, 상기 제2 인출판(43)의 상단으로부터 수평하게 하우징 케이스(20)의 측벽(22) 외곽으로 연장 노출되는 제2 전도성 출력단(44)으로 구성되고;
상기 제1 몸체판(31)과 제2 몸체판(41)은 하우징 케이스의 형상에 상응하게 종방향으로 길게 형성되고, 상기 제1 인출부(35)와 제2 인출부(45)는 서로 상응하는 위치에 형성되어 P. N 극을 기능을 하는 한쌍의 메인 출력 단자(M)를 형성하되,
상기 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 일측 종변(縱邊)에 일정거리 이격된 2쌍의 메인 출력 단자(M)가 구비되며,
일단은 상기 제1 부스바 형성부(30)의 제1 방전용 단자(39)와 전기적으로 연결되고 타단은 제2 부스바 형성부(40)의 제2 방전용 단자(49)에 연결되어, 커패시터가 입력단자와 분리된 경우 커패시터에 충전되어 있는 잔류 전하를 방전시켜 감전 사고를 방지하는 방전 저항기(70);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터. - 제4항에 있어서,
상기 방전 저항기(70)는 하우징 케이스(20)의 측벽 외부 중 상기 메인 출력 단자(M)가 형성되지 않은 측에 형성된 방전저항기 탑재용 단턱부(26)에 탑재되되,
상기방전저항기 탑재용 단턱부(26)는 수평하게 외곽으로 돌출된 두개의 단턱(26a, 26b)들로 구성되고,
방전저항기 파지용 클램프(75)가 상기 방전 저항기(70)를 하우징 케이스(20)의 측벽 외부에 클램핑하되
상기 방전저항기 파지용 클램프(75)는,
상기 방전 저항기(70)를 지지하는 수평한 하부지지판(75a)과,
상기 하부지지판(75a)의 양단에서 수직 상향 연장된 후 다시 수평하게 꺽여져 형성된 단자연결판(75d)과,
상기 하부지지판(75a)의 중간부에서 상향으로 연장된 두개의 측면지지판(75b)와,
상기 측면지지판(75b)의 상단에서 서로 마주보게 꺽여져서 상기 방전 저항기(70)의 상부를 클램핑하는 고정단(75c),
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터. - 삭제
- 유전체 필름이 권취되어 형성되고 일측 및 타측에 전도성의 용사면이 형성되고, 복수열로 나란하게 하우징 케이스(20)의 하부에 눕힌 상태로 내장, 배열되는 커패시터 소자(10)들과;
상기 커패시터 소자(10)들이 한개씩 안치되는 소자안치홈(21)들이 길이방향으로 나란하게 규칙적으로 형성되는 하우징 케이스(20)와;
상기 커패시터 소자(10)들의 일측 용사면에 전기적으로 연결되는 제1 부스바 형성부(30)와;
상기 제1 부스바 형성부(30)의 하부에 위치하고, 상기 커패시터 소자(10)들의 타측 용사면에 전기적으로 연결되는 제2 부스바 형성부(40)와;
상기 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 사이에 개재(介在)되어 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)가 서로 겹치는 영역을 절연시키는 제1 절연시트(50);를 포함하여 구성되되,
상기 제1 부스바 형성부(30)는 넓고 납작한 형상의 전도성 금속판인 제1 몸체판(31)과 출력단자를 형성하는 제1 인출부(35)로 구성되되,
상기 제1 인출부(35)는 상기 제1 몸체판(31)의 일측변(邊)으로부터 상형으로 수직 또는 외향으로 경사지게 연장되는 제1 인출판(33)과, 상기 제1 인출판(33)의 상단으로부터 수평하게 하우징 케이스(20)의 일측벽(22) 외곽으로 연장 노출되는 제1 전도성 출력단(34)으로 구성되고;
상기 제2 부스바 형성부(40)는 넓고 납작한 형상의 전도성 금속판인 제2 몸체판(41)과 출력단자를 형성하는 제2 인출부(45)로 구성되되,
상기 제2 인출부(45)는 상기 제2 몸체판(41)의 일측변(邊)으로부터 상형으로 수직 또는 외향으로 경사지게 연장되는 제2 인출판(43)과, 상기 제2 인출판(43)의 상단으로부터 수평하게 하우징 케이스(20)의 측벽(22) 외곽으로 연장 노출되는 제2 전도성 출력단(44)으로 구성되고;
상기 제1 몸체판(31)과 제2 몸체판(41)은 하우징 케이스의 형상에 상응하게 종방향으로 길게 형성되고, 상기 제1 인출부(35)와 제2 인출부(45)는 서로 상응하는 위치에 형성되어 P. N 극을 기능을 하는 한쌍의 메인 출력 단자(M)를 형성하되,
상기 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 일측 종변(縱邊)에 일정거리 이격된 2쌍의 메인 출력 단자(M)가 구비되며,
상기 제1 인출부(35)의 제1 인출판(33)의 면과 상기 제2 인출부(45)의 제2 인출판(43)은 적어도 80% 겹치게 형성되며,
상기 제1 전도성 출력단(34)과 제2 전도성 출력단(44)은 서로 엇갈리게 겹치지 않게 형성되며,
상기 제1 절연시트(50)는,
상기 제1 몸체판(31)과 제2 몸체판(41) 사이에 개재되는 몸체부 절연부(51)와,
상기 몸체부 절연부(51)의 일측 장변으로부터 서로 이격되게 상향 연장되어여 메인 출력 단자(M)에 상응하는 위치에 두개 형성되고, 상기 제1 인출판(33)과 제2 인출판(43)의 겹치는 영역에 개재되는 인출부 절연부(53)와,
상기 인출부 절연부(53)의 상단변 일부에 연장 형성되어 상기 제1 전도성 출력단(34)의 수직부 하부와 제2 부스바 형성부(40) 사이를 절연하는 단자수직부 절연부(54),
로 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터. - 제7항에 있어서,
상기 제1 부스바 형성부(30)의 종방향 일측에 형성된 제1 입력단(32)과 상기 제2 부스바 형성부(40)의 종방향 일측에 형성된 제2 입력단(42)이 입력단자를 형성하고,
상기 제1 입력단(32)은 제1 부스바 형성부(30)의 일측 종변으로부터 하향 연장된 제1 입력단 수직판(32a)과 상기 제1 입력단 수직판(32a)으로부터 수평하게 꺽여져 형성된 제1 입력 단자편(32b)으로 구성되고,
상기 제2 입력단(42)은 제2 부스바 형성부(40)의 일측 종변으로부터 하향 연장된 제2 입력단 수직판(42a)과 상기 제2 입력단 수직판(42a)으로부터 수평하게 꺽여져 형성된 제2 입력 단자편(42b)으로 구성되고,
상기 제1 입력단 수직판(32a)과 제2 입력단 수직판(42a)은 면적 기준으로 적어도 80% 서로 겹치며,
상기 제1 절연시트(50)는 상기 제1 입력단 수직판(32a)과 제2 입력단 수직판(42a) 사이에 개재되는 입력단 절연부(52)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터. - 유전체 필름이 권취되어 형성되고 일측 및 타측에 전도성의 용사면이 형성되고, 복수열로 나란하게 하우징 케이스(20)의 하부에 눕힌 상태로 내장, 배열되는 커패시터 소자(10)들과;
상기 커패시터 소자(10)들이 한개씩 안치되는 소자안치홈(21)들이 길이방향으로 나란하게 규칙적으로 형성되는 하우징 케이스(20)와;
상기 커패시터 소자(10)들의 일측 용사면에 전기적으로 연결되는 제1 부스바 형성부(30)와;
상기 제1 부스바 형성부(30)의 하부에 위치하고, 상기 커패시터 소자(10)들의 타측 용사면에 전기적으로 연결되는 제2 부스바 형성부(40)와;
상기 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 사이에 개재(介在)되어 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)가 서로 겹치는 영역을 절연시키는 제1 절연시트(50);를 포함하여 구성되되,
상기 제1 부스바 형성부(30)는 넓고 납작한 형상의 전도성 금속판인 제1 몸체판(31)과 출력단자를 형성하는 제1 인출부(35)로 구성되되,
상기 제1 인출부(35)는 상기 제1 몸체판(31)의 일측변(邊)으로부터 상형으로 수직 또는 외향으로 경사지게 연장되는 제1 인출판(33)과, 상기 제1 인출판(33)의 상단으로부터 수평하게 하우징 케이스(20)의 일측벽(22) 외곽으로 연장 노출되는 제1 전도성 출력단(34)으로 구성되고;
상기 제2 부스바 형성부(40)는 넓고 납작한 형상의 전도성 금속판인 제2 몸체판(41)과 출력단자를 형성하는 제2 인출부(45)로 구성되되,
상기 제2 인출부(45)는 상기 제2 몸체판(41)의 일측변(邊)으로부터 상형으로 수직 또는 외향으로 경사지게 연장되는 제2 인출판(43)과, 상기 제2 인출판(43)의 상단으로부터 수평하게 하우징 케이스(20)의 측벽(22) 외곽으로 연장 노출되는 제2 전도성 출력단(44)으로 구성되고;
상기 제1 몸체판(31)과 제2 몸체판(41)은 하우징 케이스의 형상에 상응하게 종방향으로 길게 형성되고, 상기 제1 인출부(35)와 제2 인출부(45)는 서로 상응하는 위치에 형성되어 P. N 극을 기능을 하는 한쌍의 메인 출력 단자(M)를 형성하되,
상기 제1 부스바 형성부(30)와 제2 부스바 형성부(40)의 일측 종변(縱邊)에 일정거리 이격된 2쌍의 메인 출력 단자(M)가 구비되며,
상기 하우징 케이스(20)는,
상기 커패시터 소자(10)들이 한개씩 안치되도록 길이방향으로 나란하게 규칙적으로 형성되는 소자안치홈(21)들과,
바닥부와 함께 공간을 형성하는 측벽(23)과,
길이방향 일측에 형성되며 Y 커패시터 소자(81)가 안치되는 두개의 Y 커패시터홈(28)들과,
메인 출력 단자(M)가 위치하지 않은 타측 측벽(23) 외면에 형성되며 서로 이격된 두개의 단턱(26a, 26b)들로 구성되는 방전저항기 탑재용 단턱부(26),
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터.
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