KR101906704B1 - 전력변환장치 - Google Patents

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KR101906704B1
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Abstract

본 발명에 따른 전력변환장치는, 몸체를 형성하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 기판부; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 기판부와 전기적으로 연결되는 전력변환소자; 상기 하우징의 외부에 배치되고, 상기 기판부와 전기적으로 연결되는 복수의 리액터; 상기 복수의 리액터를 커버하고, 상기 하우징의 배면에 고정되는 복수의 리액터 커버; 상기 하우징의 배면에 고정되고, 상기 전력변환소자와 상기 복수의 리액터에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열부; 및 상기 방열부의 일측에 배치되고, 상기 방열부를 냉각하기 위한 기류를 발생시키는 냉각모듈; 을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 내부에서 발생되는 열이 효율적으로 외부에 방출됨으로써, 장치의 평균온도가 감소되는 효과가 있다. 또한, 장치의 평균온도가 감소됨으로써, 제품의 수명이 향상되는 장점이 있다. 또한, 히트싱크에 강제대류를 형성하여 냉각함으로써, 히트싱크의 방열 효율을 극대화 할 수 있다. 또한, 히트싱크의 크기를 최적하여, 장치의 무게를 감소시킬 수 있고, 방열 효율 감소를 최소화하여 금속재질 이외의 재질로 장치를 가능하도록 함으로써, 장치의 제조비용을 저감할 수 있다.

Description

전력변환장치{POWER CONVERSION DEVICE}
본 발명은 전력변환장치에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 발전소에서 발생되어 전력계통으로 공급되는 전력 또는 태양광, 풍력, 수력 등의 재생에너지로부터 발전되는 전력을 배터리 등을 포함하는 저장 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적, 효율적으로 사용하여 에너지 효율을 높이는 시스템이다.
에너지 저장 시스템을 이용하면 시간대 및 계절별 변동이 큰 전기부하를 평준화시킬 수 있다. 이를 통하여 전반적인 부하율을 향상시킬 수 있다. 그리고, 발전 단가를 낮출 수 있다. 또한, 전력설비증설에 필요한 투자비와 운전비 등을 절감할 수 있다. 또한, 전기요금을 인하하고, 에너지를 절약할 수 있다.
이러한 에너지 저장 시스템은 전력계통, 발전장치, 송배전, 수용가 등과 연계되어 설치되고, 주파수 조정(Frequency Regulation), 재생에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 및 비상 전원 등의 기능으로 사용되고 있다.
에너지 저장 시스템은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장과 화학적 에너지 저장으로 구분된다. 물리적 에너지 저장으로는 양수발전, 압축 공기 저장, 플라이휠 등을 이용한 방법이 있고, 화학적 에너지 저장으로는 리튬 이온 배터리, 납축전지, Nas 전지 등을 이용한 방법이 있다.
따라서, 에너지 저장 시스템은 전력이 필요한 경우 충전된 전력을 방전하여 전력을 공급한다. 이를 통해, 에너지 저장 시스템은 전력을 유동적으로 공급할 수 있도록 한다.
한편, 에너지 저장 시스템은 전기 에너지를 저장할 수 있는 배터리모듈과, 외부로부터 공급되는 전기 에너지를 상기 배터리모듈에 충전할 수 있도록 충전에 적합한 전기 에너지로 변환하거나, 상기 배터리모듈에 저장된 전기 에너지를 수요처에서 요구되는 전기 에너지로 변환할 수 있는 전력변환장치(Power Conversion Device)를 포함할 수 있다.
전력변환장치는, 예를 들어 태양으로부터 빛을 흡수하여 발생되는 직류(DC) 전력 형태의 전기 에너지를 수요처에서 요구하는 교류(AC) 전력 형태의 전기 에너지로 변환할 수 있다. 그리고, 배터리모듈에 저장된 전기 에너지를 수요처에서 요구하는 교류(AC) 또는 직류(DC) 전력 형태의 전기 에너지로 변환할 수 있다.
즉, 상기 전력변환장치는 각각의 수요처에서 요구하는 전기 에너지의 특성을 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 상기 전력변환장치는 전기 에너지의 특성을 변환하는 과정에서 전력변환소자 등에서 많은 열을 방출하기 때문에 전력변환장치의 열 방출은 중요한 이슈라 할 수 있다.
일 예로, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0116742호, “태양광 전력변환장치”가 개시된다.
상기 종래 기술에 따르면, 전력변환장치의 내부에 위치하는 리액터와 IGBT 모듈에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트싱크가 개시되나, 상기 IGBT 모듈과 상기 리액터 각각에서 발생되는 복수개의 열원에 의해 상기 히트싱크는 고온으로 가열되며, 복수개의 열원에서 발생되는 열을 방출하기 위해서는 상기 히트싱크의 크기가 커져야 하는 문제가 있다. 즉, 상기 종래 기술에 의하더라도 리액터와 IGBT 모듈의 충분한 방열을 얻는 것에는 한계가 있다.
본 발명은, 내부에서 발생되는 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있는 전력변환장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, 각각의 열원에서 히트싱크로 전달되는 열이 서로 간섭되어 상기 히트싱크의 온도가 상승되는 것을 방지할 수 있는 전력변환장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, 히트싱크의 크기를 최적화하여 장치의 크기가 감소될 수 있는 전력변환장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 전력변환장치는, 기판부와, 전력변환소자와, 복수의 리액터를 포함하여, 외부로부터 인가되는 전력을 사용처에 알맞은 전력으로 변환하여, 사용처에 공급할 수 있다.
또한, 상기 전력변환장치는 전면케이스와 후면케이스의 결합에 의하여 형성된 몸체의 내부에 상기 기판부와 상기 전력변환소자을 수용함으로써, 일정한 방수 등급을 유지할 수 있다.
또한, 상기 복수의 리액터는 상기 하우징의 외부에 위치하고, 상기 하우징의 배면에는 상기 복수의 리액터를 커버하여, 상기 복수의 리액터가 수용될 수 있는 공간을 형성하는 복수의 리액터 커버가 포함되어, 상기 복수의 리액터에 물방울 등이 침투되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상대적으로 고온의 열이 발생되는 전력변환소자와 복수의 리액터로부터 열을 흡수하여 외부로 방출할 수 있는 방열부를 구비함으로써, 상기 전력변환소자와 상기 복수의 리액터의 방열 효율을 증가시킬 수 있다. 그리고, 상기 방열부는 상기 전력변환소자와 상기 복수의 리액터를 지지하여, 안정적으로 상기 하우징의 배면에 고정될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 방열부는 상기 전력변환소자로부터 열을 흡수하여 방출하는 제1방열판과, 상기 복수의 리액터로부터 열을 각각 흡수하여 방출하는 제2방열판과 제3방열판을 포함하고, 각 방열판에는 제1방열핀, 제2방열핀, 및 제3방열핀이 각각 구비되어, 상기 전력변환소자 및 상기 복수의 리액터에서 발생되는 열을 효율적으로 외부에 방출할 수 있다.
또한, 상기 방열부의 일측에는 상기 방열부를 냉각시키기 위한 냉각모듈을 포함하고, 상기 냉각모듈에서 발생된 강제대류에 의하여 상기 방열부가 냉각됨으로써, 상기 방열부의 방열 효율은 극대화될 수 있다.
본 발명에 따르면, 내부에서 발생되는 열이 효율적으로 외부에 방출됨으로써, 전력변환장치의 평균온도가 감소되는 효과가 있다.
또한, 상기 전력변환장치의 평균온도가 감소됨으로써, 제품의 수명이 향상되는 장점이 있다.
또한, 히트싱크에 강제대류를 형성하여 냉각함으로써, 상기 히트싱크의 방열 효율을 극대화 할 수 있다.
또한, 복수개의 열원에서 발생되는 열을 개별적으로 방출함으로써, 복수개의 열원이 중첩되어 상기 히트싱크가 가열되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 히트싱크를 크기를 최적화하여, 전력변환장치의 무게를 더욱 감소시킬 수 있다.
또한, 히트싱크의 크기를 최적화하면서도 방열 효율 감소를 최소화할 수 있으므로, 전력변환장치의 재질을 다양하게 변경할 수 있고, 결과적으로 장치의 제조비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 전력변환장치의 전방 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 전력변환장치의 후방 사시도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 전력변환장치의 측면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 전력변환장치의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 A-A부분을 절단한 단면도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 방열부의 사시도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 방열부의 길이를 변경하여 측정한 온도 표이다.
도 8은 도 7에서 측정된 온도를 그래프로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 구현할 수 있을 것이다. 그러나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 수 있다.
또한, 첨부되는 도면은 같은 실시예 임에도 불구하고, 발명 사상이 훼손되지 않는 범위 내에서, 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 미세한 부분의 표현에 있어서는 도면별로 서로 다르게 표현되거나, 도면에 따라서 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 전력변환장치의 전방 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 전력변환장치의 후방 사시도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 전력변환장치의 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전력변환장치(1)는 몸체를 형성하는 하우징(10)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(10)의 내부에는 내부공간이 형성될 수 있다. 상기 내부공간에는 상기 전력변환장치(1)의 전력 변환 기능을 수행하기 위한 기판부(18)와 다수의 전자부품이 배치될 수 있다. 상기 다수의 전자부품에는 다양한 종류의 부품이 포함될 수 있으나, 본 실시예에서 다수의 전자부품의 설명은 생략하고, 다수의 전자부품 중 핵심 부품인 전력변환소자(185)에 대해서만 설명한다. 그리고, 상기 전력변환장치(1)는 인버터, 전력변환시스템(PCS) 등으로 칭할 수 있다. 또한, 상기 기판부(18), 상기 전력변환소자(185) 등 전력을 변환하기 위한 다수의 부품을 칭하여 “전력변환부품”이라 할 수 있다.
상기 하우징(10)은 분리 가능하게 형성될 수 있다.
상세히, 상기 하우징(10)은 전면케이스(11)와 후면케이스(12)의 결합에 의하여 몸체를 형성할 수 있다. 상기 전면케이스(11)는 상기 하우징(10)의 전면을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 후면케이스(12)는 상기 하우징(10)의 후면을 형성할 수 있다. 상기 전면케이스(11)와 상기 후면케이스(12)는 서로 다양한 방법으로 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 전면케이스(11)와 후면케이스(12)는 서로 끼움 결합된 상태에서 체결수단에 의하여 결합될 수 있다. 상기 전면케이스(11)가 상기 후면케이스(12)보다 크도록 제공되는 경우, 상기 전면케이스(11)가 상기 후면케이스(12)를 커버한 상태에서 서로 결합되어 몸체를 형성할 수 있다. 또는, 상기 후면케이스(12)가 상기 전면케이스(11)보다 크도록 제공되는 경우, 상기 후면케이스(12)가 상기 전면케이스(11)를 커버한 상태에서 서로 결합되어 몸체를 형성할 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
상기 전면케이스(11)는 상기 전력변환장치(1)의 작동상태를 나타내기 위한 디스플레이부(111)를 포함할 수 있다. 상세히, 상기 전면케이스(11)에는 상기 디스플레이부(111)가 장착되는 디스플레이 장착홀(112)이 제공될 수 있다. 상기 디스플레이부(111)는 상기 디스플레이 장착홀(112)에 장착되고, 체결부재에 의하여 고정될 수 있다. 그리고, 상기 디스플레이부(111)는 상기 하우징(10)의 내부에 수용되는 기판부(18)와 전기적으로 연결되어 작동할 수 있다. 상기 디스플레이부(111)는 상기 전력변환장치(1)의 작동상태를 외부로 나타낼 뿐만 아니라, 외부로부터 작동신호를 입력 받을 수 있다.
상기 후면케이스(12)는 상기 하우징(10)의 내부공간에 수용되는 전력변환소자(185)에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 방열부(13)를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 방열부(13)는 다수의 방열판(131,133,135)과 다수의 방열핀(137,138,139)을 포함할 수 있다. 상기 후면케이스(12)에는 상기 방열부(13)가 장착되기 위한 방열부 장착홀(121)이 제공될 수 있다. 상기 방열부 장착홀(121)은 상기 후면케이스(12)의 배면 일부가 개구되어 형성될 수 있다. 상기 방열부(13)는 상기 방열부 장착홀(121)에 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 전력변환소자(185)는 상기 방열부(13)로 열을 전달하고, 상기 방열부(13)로 전달된 열은 외부로 방출될 수 있다. 이때, 상기 전력변환소자(185)는 상기 방열부(13)로 보다 신속하게 열을 전달하기 위하여 상기 방열부(13)에 직접 장착될 수 있다.
상기 후면케이스(12)는 상기 하우징(10)의 내부공간과 구별되는 별도의 수용공간을 형성하는 리액터 커버(14)를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 리액터 커버(14)는 상기 후면케이스(12)의 배면에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 리액터 커버(14)는 상기 방열부(13)의 일부를 커버할 수 있다. 즉, 상기 리액터 커버(14)는 상기 방열부(13)의 일부를 커버하여, 상기 리액터 커버(14)와 상기 방열부(13)의 사이에 위치하는 내부에 수용공간이 형성되도록 할 수 있다.
상기 리액터 커버(14)에 의하여 형성되는 수용공간의 내부에는 리액터(15)가 수용될 수 있다. 상기 리액터(15)는 상기 방열부(13)의 일부에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 리액터(15)는 상기 기판부(18) 및 전력변환소자(185)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 리액터(15)는 전력 변환 과정에서 발생되는 누설전류를 줄이거나, 전력 부품을 보호하거나, 전력망의 과전압을 제한하는 등의 전력의 안정화 기능을 수행할 수 있다.
상기 리액터 커버(14)는 상기 리액터(15)의 종류 또는 개수에 따라서 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개로 제공되는 상기 리액터 커버(14)는 각각 제1리액터 커버(14A), 제2리액터 커버(14B) 등 순차적으로 칭할 수 있다. 그리고, 각각의 리액터 커버(14)에 수용되는 리액터(15)는 제1리액터(15A), 제2리액터(15B) 등 순차적으로 칭할 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
상기 후면케이스(12)는 상기 방열부(13)를 통해서 외부로 방출되는 열을 보다 신속하게 냉각시키기 위한 냉각모듈(16)을 더 포함할 수 있다. 상세히, 상기 냉각모듈(16)은 상기 방열부(13)의 하방에 위치할 수 있다. 상기 냉각모듈(16)은 상기 방열부(13)로 공기를 강제 유동시켜 상기 방열부(13)를 냉각시키는 장치로 이해할 수 있다.
상기 냉각모듈(16)은 몸체를 형성하는 냉각모듈 몸체(161)와, 상기 냉각모듈 몸체(161)의 내부에 배치되며, 공기를 강제 유동시키기 위한 팬(162)과, 상기 팬(162)으로 회전력을 전달하는 동력부(163)를 포함할 수 있다.
상기 냉각모듈 몸체(161)는 상기 냉각모듈 몸체(161)의 내부로 공기가 유입되는 공기흡입구(164)와, 상기 팬(162)에 의하여 강제 유동되는 공기가 배출되는 공기토출구(165)를 포함할 수 있다. 상기 공기토출구(165)는 상기 방열부(13)를 바라보는 방향에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 공기흡입구(164)는 상기 공기토출구(165)와 중첩되지 않는 상기 냉각모듈 몸체(161)의 일측에 위치할 수 있다.
즉, 상기 공기흡입구(164)로 흡입된 공기는 상기 팬(162)의 회전력에 의하여 상기 공기토출구(165)를 향하는 방향으로 강제 유동할 수 있다. 상기 공기토출구(165)로 토출되는 공기는 상기 방열부(13)의 방열핀(132)를 향하여 유동할 수 있다.
그리고, 상기 냉각모듈(16)에는 상기 냉각모듈 몸체(161)를 상기 후면케이스(12)에 고정시키기 위한 냉각모듈 고정부(166)를 더 포함할 수 있다. 상기 냉각모듈 고정부(166)는 체결수단을 통해서 상기 냉각모듈 몸체(161)를 상기 후면케이스(12)의 배면에 고정할 수 있는 고정수단으로 이해할 수 있다.
상기 후면케이스(12)는 상기 하우징(10)을 벽과 같은 지지구조에 고정시키기 위한 하우징 고정부(17)를 더 포함할 수 있다.
상세히, 상기 하우징 고정부(17)는 상기 후면케이스(12)의 배면에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 하우징 고정부(17)는 상기 리액터 커버(14)에 고정될 수 있다. 상기 하우징 고정부(17)는 체결수단을 통해 상기 리액터 커버(14)에 체결되어 고정될 수 있다.
더욱 상세히, 상기 하우징 고정부(17)는 제1고정 브라켓(170)과 제2고정 브라켓(175)을 포함할 수 있다. 상기 제1고정 브라켓(170)은 상기 리액터 커버(14)와 벽과 같은 지지구조를 서로 연결할 수 있다. 그리고, 상기 제1고정 브라켓(170)은 체결수단을 통해 벽과 같은 지지구조에 고정될 수 있다.
상기 제1고정 브라켓(170)은 하측지지부(171)와, 체결부(172)와, 고정부(173)와, 걸림부(174)를 포함할 수 있다. 상기 하측지지부(171)는 상기 리액터 커버(14)의 배면에 접촉될 수 있다. 상기 체결부(172)는 상기 하측지지부(171)의 일부가 상기 리액터 커버(14)의 측면으로 절곡되며, 체결수단에 의하여 상기 리액터 커버(14)의 측면에 고정될 수 있다. 상기 체결부(172)는 상기 하측지지부(171)의 양측에 각각 제공될 수 있다. 상기 고정부(173)는 상기 하측지지부(171)에서 상방으로 연장될 수 있다. 상기 고정부(173)는 벽과 같은 지지구조에 체결수단에 의하여 고정될 수 있다. 그리고, 상기 고정부(173)는 상기 하측지지부(171)에서 멀어지는 방향으로 절곡될 수 있다. 상기 고정부(173)가 절곡되어 형성됨으로써, 체결수단의 머리, 예를 들어 나사 또는 볼트의 머리가 위치할 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 상기 걸림부(174)는 상기 고정부(173)로부터 상방으로 연장될 수 있다. 상기 걸림부(174)는 상기 리액터 커버(14)의 배면을 향하는 방향으로 절곡되어, 상기 리액터 커버(14)의 배면에 접촉될 수 있다. 상기 걸림부(174)는 상기 제2고정 브라켓(175)과 상기 제1고정 브라켓(170)가 서로 걸림이 이뤄지도록 한다.
상기 제2고정 브라켓(175)은 상기 제1고정 브라켓(170)의 상방에 위치할 수 있다. 상기 제2고정 브라켓(175)은 상측지지부(176)와, 걸이부(177)를 포함할 수 있다. 상기 상측지지부(176)는 상기 리액터 커버(14)의 배면에 접촉될 수 있다. 상기 상측지지부(176)는 체결수단에 의하여 상기 리액터 커버(14)의 배면에 고정될 수 있다. 상기 걸이부(177)는 상기 상측지지부(176)로부터 하방으로 연장될 수 있다. 상기 걸이부(177)는 상기 상측지지부(176)에서 멀어지는 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다. 상기 걸이부(177)는 상기 제1고정 브라켓(170)의 걸림부(174)에 걸려지도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1고정 브라켓(170)의 고정부(173)가 벽과 같은 지지구조에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 제1고정 브라켓(170)의 걸림부(174)에 상기 제2고정 브라켓(175)의 걸이부(177)가 걸린 상태에서, 상기 제1고정 브라켓(170)의 체결부(172)를 상기 리액터 커버(14)에 체결함으로써, 상기 하우징(10)을 벽과 같은 지지구조에 고정할 수 있다.
한편, 상기 후면케이스(12)는 발전모듈 및 전력계통으로부터 전력을 공급받거나, 상기 전력변환장치(1)에서 변환된 전력을 부하 또는 전력계통으로 공급하기 위한 다수의 케이블이 연결되는 다수의 커넥터(125)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 커넥터(125)는 상기 다수의 케이블을 통해 부하, 발전모듈, 전력계통, 배터리 등을 서로 연결될 수 있다. 상기 다수의 커넥터(125)는 상기 후면케이스(12)의 하단부에 위치할 수 있다. 상기 전력변환장치(1) 상기 다수의 커넥터(125)가 상기 후면케이스(12)의 하단부에 위치함으로써, 상기 하우징(10)의 상방에서 하방으로 낙하하는 물방울이 상기 다수의 커넥터(125)를 향하는 방향으로 유동하는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 전력변환장치의 분해 사시도이고, 도 5는 도 3의 A-A부분을 절단한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전력변환장치(1)의 하우징(10)은 상기 전면케이스(11)와 상기 후면케이스(12)가 서로 결합되어 형성될 수 있다.
상기 하우징(10)의 내부공간에는 기판부(18)와 전력변환소자(185)가 배치될 수 있다. 상기 기판부(18)와 상기 전력변환소자(185)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 기판부(18)는 상기 후면케이스(12)에 고정될 수 있다.
상세히, 상기 기판부(18)는 상기 후면케이스(12)의 내측에서 체결수단에 의해 고정될 수 있다. 상기 기판부(18)는 인쇄회로기판(PCB)로 제공될 수 있다. 상기 기판부(18)에는 다수의 전자부품이 실장될 수 있다. 상기 다수의 전자부품은 전자 회로를 구성하기 위해 사용하는 부품으로 이해할 수 있고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 기판부(18)는 복수개로 제공될 수 있으며, 상기 기판부(18)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예의 기판부(18)는 입출력보드(181), 파워보드(182), 컨트롤보드(183), 및 디스플레이보드(184)를 포함할 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않고, 다수의 기판부를 더 포함할 수 있다.
상기 입출력보드(181)는 상기 다수의 커넥터(125)와 연결되어, 외부로부터 전력을 공급받거나, 변환된 전력을 외부로 전달할 수 있다. 상기 파워보드(182)는 상기 전력변환소자(185)와 전기적 연결되어, 공급된 전력을 소비처에서 요구되는 전력으로 변환할 수 있다. 상기 컨트롤보드(183)는 상기 입출력보드(181)와 상기 파워보드(182)를 제어하기 위한 제어신호를 발생시킬 수 있다. 상기 디스플레이보드(184)는 상기 디스플레이부(111)와 전기적으로 연결되어, 상기 전력변환장치(1)의 작동상태를 외부로 나타낼 수 있다.
상기 전력변환소자(185)는 상기 후면케이스(12)에 고정되는 상기 방열부(13)에 고정되며, 상기 방열부(13)로 열을 방출할 수 있다.
상세히, 상기 방열부(13)는 상기 후면케이스(12)에 제공되는 방열부 장착홀(121)에 삽입되어 고정될 수 있다. 그리고, 상기 방열부 장착홀(121)에 삽입되어 고정되는 상기 방열부(13)에 상기 전력변환소자(185)가 고정될 수 있다. 즉, 상기 전력변환소자(185)가 상기 방열부(13)에 직접 고정됨으로써, 상기 전력변환소자(185)에서 발생되는 열은 상기 방열부(13)로 빠르게 전달될 수 있다. 이때, 상기 방열부()는 상기 전력변환소자(185)에서 발생된 열을 외부로 방출하는 “히트싱크”라 칭할 수 있다.
상기 방열부(13)는 제1방열판(131), 제2방열판(133) 및 제3방열판(135)을 포함할 수 있다. 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)은 상기 제1방열판(131)에 대해서 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)은 상기 제1방열판(131)의 양측 단부에 체결수단을 통해 결합될 수 있다. 또는 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)은 상기 제1방열판(131)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 방열부(13)의 단면은 도 5를 살펴보면 “ㄷ”자 형상으로 형성된 것을 확인할 수 있다.
상기 제1방열판(131)은 제1방열핀(137)을 포함할 수 있다.
상세히, 상기 제1방열판(131)의 일면은 상기 후면케이스(12)의 방열부 장착홀(121)에 삽입되어 상기 후면케이스(12)의 내부에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 제1방열판(131)의 타면은 상기 제1방열핀(137)이 돌출되어 형성되며, 상기 후면케이스(12)의 외부에 위치할 수 있다. 상기 제1방열핀(137)은 상기 제1방열판(131)의 전면에 걸쳐 제공될 수 있다. 즉, 상기 전력변환소자(185)는 상기 제1방열판(131)의 일면에 접촉되어 상기 제1방열판(131)에 열을 방출하고, 방출된 열은 상기 제1방열판(131)을 거쳐, 상기 제1방열핀(137)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
상기 제2방열판(133)은 제2방열핀(138)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제3방열판(135)은 제3방열핀(139)을 포함할 수 있다.
상세히, 상기 제2방열판(133)은 도 5를 기준으로 상기 제1방열판(131)의 좌측에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 제3방열판(135)은 도 5를 기준으로 상기 제1방열판(131)의 우측에 위치할 수 있다. 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)은 상기 제1방열판(131)의 일단과 타단에 각각 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
더욱 상세히, 상기 제2방열판(133)의 일면에는 후술할 제1리액터(15A)가 고정될 수 있다. 그리고, 상기 제2방열판(133)의 타면에는 상기 제2방열핀(138)이 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제2방열핀(138)은 상기 제2방열판(133)의 일부분에 제공될 수 있다. 즉, 상기 제1리액터(15A)에서 발생되는 열은 상기 제2방열판(133)을 거쳐, 상기 제2방열핀(138)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
상기 제3방열판(135)의 일면에는 후술할 제2리액터(15B)가 고정될 수 있다. 그리고, 상기 제3방열판(135)의 타면에는 상기 제3방열핀(139)이 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제3방열핀(139)은 상기 제3방열판(135)의 일부분에 제공될 수 있다. 즉, 상기 제2리액터(15B)에서 발생되는 열은 상기 제3방열판(135)을 거쳐, 상기 제3방열핀(139)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
이때, 상기 제2방열핀(138)과 상기 제3방열핀(139)은 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)이 서로 마주보는 방향에서 돌출될 수 있다. 그리고, 상기 제2방열핀(138)과 상기 제3방열핀(139)은 서로 접촉되지 않도록 일정한 거리로 이격될 수 있다. 이에 따르면, 상기 제2방열핀(138)과 상기 제3방열핀(139)이 서로 접촉되면, 상기 제2방열핀(138)과 상기 제3방열핀(139) 각각에서 방출되는 열이 서로 다른 방열핀으로 전달되는 것을 방지하기 위함이다. 그리고, 상기 제2방열핀(138)과 상기 제3방열핀(139)은 상기 제1방열핀(137)과도 일정한 거리로 이격될 수 있다.
그리고, 상기 제1방열핀(137), 상기 제2방열핀(138), 상기 제3방열핀(139)은 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)이 서로 마주보는 사이 공간과, 상기 사이 공간에 위치하는 제1방열판(131)에 위치할 수 있다. 상기 제1방열핀(137)은 상기 제1방열판(131)의 전면에 걸쳐 제공되며, 상기 제2방열핀(138)과 상기 제3방열핀(139)은 상기 제1방열핀(137)이 제공되어 상기 제2방열핀(138) 및 상기 제3방열핀(139)을 제공할 수 없는 일부의 공간을 제외한 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)에 제공될 수 있다. 즉, 상기 제1방열핀(137), 상기 제2방열핀(138) 및 상기 제3방열핀(139)은 상기 방열부(13)의 내측에 집중되어 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1방열핀(137), 상기 제2방열핀(138) 및 상기 제3방열핀(139)은 후술할 냉각모듈(16)에 의하여 모두 냉각될 수 있다.
즉, 상기 제1방열판(131)은 상기 전력변환소자(185)를 지지하고, 상기 전력변환소자(185)로부터 발생되는 열을 방출할 수 있다. 그리고, 상기 제2방열판(133)은 상기 제1리액터(15A)를 지지하고, 상기 제1리액터(15A)로부터 발생되는 열을 방출할 수 있다. 또한, 상기 제3방열판(135)은 상기 제2리액터(15B)를 지지하고, 상기 제2리액터(15B)로부터 발생되는 열을 방출할 수 있다. 상기 전력변환소자(185), 상기 제1리액터(15A), 제2리액터(15B)에서 방출되는 열은 상기 제1방열핀(137), 상기 제2방열핀(138), 상기 제3방열핀(139)을 통해 각각 방출될 수 있다. 그리고, 후술할 냉각모듈(16)에 의하여 상기 제1방열핀(137), 상기 제2방열핀(138) 및 상기 제3방열핀(139)이 모두 냉각될 수 있다.
상기 후면케이스(12)에는 상기 리액터 커버(14)가 배치될 수 있다. 상기 리액터 커버(14)는 제1리액터 커버(14A)와 제2리액터 커버(14B)를 포함할 수 있다. 상기 리액터 커버(14)의 내부에는 리액터(15)가 배치될 수 있다. 상기 리액터(15)는 제1리액터(15A)와 제2리액터(15B)를 포함할 수 있다.
상기 제1리액터 커버(14A)와 상기 제2리액터 커버(14B)는 상기 방열부(13)의 일측과 타측에 각각 제공될 수 있다.
상세히, 상기 제1리액터 커버(14A)는 도 5를 기준으로 상기 방열부(13)의 좌측에 위치할 수 있다. 상기 제1리액터 커버(14A)는 상기 제2방열판(133)을 커버한 상태에서 상기 후면케이스(12)에 고정될 수 있다. 상기 제1리액터 커버(14A)와 상기 제2방열판(133)의 사이에는 상기 제1리액터(15A)가 수용될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1리액터 커버(14A)가 상기 제2방열판(133)을 커버하고, 체결수단에 의하여 상기 후면케이스(12)에 결합되면, 상기 제1리액터 커버(14A)와 상기 제2방열판(133)의 사이에는 수밀된 공간이 형성되고, 상기 제1리액터(15A)는 수밀된 공간 내에 위치할 수 있다.
상기 제2리액터 커버(14B)는 도 5를 기준으로 상기 방열부(13)의 우측에 위치할 수 있다. 상기 제2리액터 커버(14B)는 상기 제3방열판(135)을 커버한 상태에서 상기 후면케이스(12)에 고정될 수 있다. 상기 제2리액터 커버(14B)와 상기 제3방열판(135)의 사이에는 상기 제2리액터(15B)가 수용될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2리액터 커버(14B)가 상기 제2방열판(133)을 커버하고, 체결수단에 의하여 상기 후면케이스(12)에 결합되면, 상기 제2리액터 커버(14B)와 상기 제3방열판(135)의 사이에는 수밀된 공간이 형성되고, 상기 제2리액터(15B)는 수밀된 공간 내에 위치할 수 있다.
다시 말하면, 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)가 방열부(13)의 제2방열판(133)과 제3방열판(135)에 지지된 상태에서, 상기 제1리액터 커버(14A)와 상기 제2리액터 커버(14B)를 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)을 커버하고, 상기 제1리액터 커버(14A)와 상기 제2리액터 커버(14B)를 상기 후면케이스(12)에 고정할 수 있다.
상기 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)는 상기 기판부(18) 및 상기 전력변환소자(185)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 후면케이스(12)에는 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B) 각각과 상기 기판부(18)와 상기 전력변환소자(185)를 전기적으로 연결하기 위한 전선이 관통할 수 있는 리액터 전선홀(122)이 제공될 수 있다. 상기 리액터 전선홀(122)은 상기 제1리액터 커버(14A)와 상기 제2방열판(133)의 사이에 형성된 공간 및 상기 제2리액터 커버(14B)와 상기 제3방열판(135)의 사이에 형성된 공간과 연통될 수 있다.
상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)는 전류의 급격한 변화에 대하여 서지전압 등을 흡수하거나, 전류의 급격한 변화를 안정화시키는 기능 등을 수행할 수 있다. 상세히, 상기 제1리액터(15A)는 AC리액터로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제2리액터(15B)는 DC리액터로 제공될 수 있다. 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)는 다수개로 제공될 수 있다. 상기 제1리액터(15A)는 교류회로에 적용하여 파형을 평활하게 개선하고 역률 및 고조파 억제 대책용으로 제공될 수 있다. 상기 제2리액터(15B)는 직류회로의 리플(Ripple) 저감과 전류를 일정하게 평활하여 스위칭시 발생되는 고조파 억제 대책용으로 제공될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않으며, 상기 제1리액터(15A)가 DC리액터로, 상기 제2리액터(15B)가 AC리액터로 변경될 수 있다.
상기 제1리액터 커버(14A)와 상기 제2리액터 커버(14B)에 의하여 형성된 수용공간에 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)가 수용되는 수용공간은 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 외부로 방출하기 위한 써멀그리스(Thermal grease)로 채워질 수 있다. 또는, 상기 수용공간은 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)에서 발생되는 열이 상기 상기 제2방열판(133)의 제2방열핀(138)과 상기 제3방열판(135)의 제3방열핀(139) 이외의 영역으로 방출되는 것을 방지하기 위하여 공기 단열층을 구비하거나, 단열을 할 수 있는 단열재질의 물질이 채워질 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
결과적으로, 상기 방열부(13)에는 상기 전력변환소자(185), 상기 제1리액터(15A), 상기 제2리액터(15B)가 각각 지지될 수 있다. 그리고, 상기 전력변환소자(185)에서 발생된 열은 상기 제1방열핀(137)을 통해서 방출되고, 상기 제1리액터(15A)에서 발생된 열은 상기 제2방열핀(138)을 통해서 방출되고, 상기 제2리액터(15B)에서 발생된 열은 상기 제3방열핀(139)을 통해서 방출될 수 있다. 그리고, 상기 방열부(13)는 상기 냉각모듈(16)에 의하여 냉각됨으로써, 상기 제1방열핀(137), 상기 제2방열핀(138) 및 상기 제3방열핀(139)에 의한 방열 효율이 증가될 수 있다.
그리고, 상기 제1방열판(131), 상기 제2방열판(133), 상기 제3방열판(135)이 서로 연결되어 있으므로, 상기 전력변환소자(185), 상기 제1리액터(15A), 상기 제2리액터(15B)에서 발생된 열이 상기 방열부(13) 이외의 영역, 즉 후면케이스(12)를 향하는 방향으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 방열부(13)에 상기 전력변환소자(185), 상기 제1리액터(15A), 상기 제2리액터(15B)가 지지됨으로써, 상기 전력변환소자(185), 상기 제1리액터(15A), 상기 제2리액터(15B) 각각을 고정하기 위한 별도의 부품을 더 포함하지 않으므로, 상기 전력변환장치(1)의 조립 편의성이 증가할 수 있다.
도 6은 본 실시예에 따른 방열부의 사시도이다.
도 6을 살펴보면, 본 실시예에 따른 상기 방열부(13)는 제1방열판(131), 제2방열판(133), 제3방열판(135)을 포함할 수 있다.
상기 제1방열판(131)은 상기 전력변환소자(185)로부터 전달된 열을 방출할 수 있다. 상기 제1방열판(131)은 상기 전력변환소자(185)가 안착되는 안착부(132)를 포함할 수 있다. 상기 안착부(132)는 상기 제1방열판(131)의 일면이 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 안착부(132)는 상기 후면케이스(12)의 방열부 장착홀(121)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 안착부(132)는 상기 방열부 장착홀(121)에 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 방열부 장착홀(121)에 삽입된 상기 안착부(132)에 상기 전력변환소자(185)가 지지될 수 있다.
상기 제1방열판(131)의 타면에는 제1방열핀(137)이 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1방열핀(137)은 상기 안착부(132)의 반대면에서 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1방열핀(137)은 상기 안착부(132)에 안착된 전력변환소자(185)로부터 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다. 상기 제1방열핀(137)은 상기 제1방열판(131)의 일면에서 X축 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제1방열판(131)의 일단과 타단에 고정되는 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)은 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)로부터 전달된 열을 방출할 수 있다. 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)은 상기 제1방열판(131)에 대하여 수직한 방향으로 고정될 수 있다.
상기 제2방열판(133)의 일면에는 상기 제1리액터(15A)가 지지될 수 있다. 그리고, 상기 제3방열판(135)의 일면에는 상기 제2리액터(15B)가 지지될 수 있다. 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)는 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)의 일면에 체결수단을 통하여 고정될 수 있다.
상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)은 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)의 개수에 따라서 길이가 변경될 수 있다. 본 실시예에서 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)는 다수개로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)은 다수개의 리액터가 고정될 수 있는 길이로 형성될 수 있다. 이때, 길이는 Z축 방향으로의 길이로 이해할 수 있다.
상기 제2방열판(133)의 타면에는 제2방열핀(138)이 제공될 수 있다. 상기 제3방열판(135)의 타면에는 제3방열핀(139)이 제공될 수 있다. 이때, 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)의 타면은 상기 제1리액터(15A)와 상기 제2리액터(15B)가 고정되는 일면의 반대면으로 이해할 수 있다.
상기 제2방열핀(138)과 상기 제3방열핀(139)은 서로 마주하는 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 제2방열핀(138)은 상기 제2방열판(133)의 타면에서 상기 제3방열판(135)을 향하는 방향(Y축 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제3방열핀(139)은 상기 제3방열판(135)의 타면에서 상기 제2방열판(133)을 향하는 방향(Y축 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2방열핀(138)과 상기 제3방열핀(139)은 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)의 일부분에 제공될 수 있다.
상기 냉각모듈(16)에서 발생된 기류는 상기 방열부(13)의 하측으로부터 상측을 향하는 방향으로 유동할 수 있다. 즉, 상기 냉각모듈(16)에서 발생된 기류는 Z축 방향으로 유동하며, 상기 방열부(13)를 냉각할 수 있다.
상기 냉각모듈(16)에서 발생된 기류는, 상기 제1방열핀(137), 상기 제2방열핀(138), 및 상기 제3방열핀(139)의 사이공간으로 유동하며 상기 제1방열핀(137), 상기 제2방열핀(138) 및 상기 제3방열핀(139)을 냉각할 수 있다.
한편, 상기 방열부(13)는 방열효율이 뛰어난 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 방열부(13)는 알류미늄 등으로 제공될 수 있다.
상기 방열부(13)는 전력변환소자(185), 상기 리액터(15)에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 외부로 방출하기 위해서 종래에는 상기 방열부(13)의 크기를 증가시킬 필요가 있었다. 예를 들어, 방열판과 방열핀의 크기를 증가시켜서, 방열효율을 증가시킬 수 있었다.
그러나, 상기 방열부(13)의 크기를 증가시킬수록 상기 전력변환장치(1)의 무게와 상기 전력변환장치(1)의 크기가 불필요하게 증가되는 문제가 발생하였다.
따라서, 본 실시예에서는 일반적으로 상기 제2방열판(133)과 상기 제3방열판(135)와 동일한 길이로 제공되는 상기 제1방열판(131)의 크기를 감소시켜 상기 전력변환장치(1)의 크기를 감소하면서도, 방열 효율이 감소되는 것을 최소화 할 수 있는 방열부(13)를 제공할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 제1방열판(131)의 크기를 감소하는 것으로 설명하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 상기 제2방열판(133) 및 상기 제3방열판(135)에서도 변경되어 적용될 수 있을 것이다.
도 7은 본 실시예에 따른 방열부의 길이(L)를 변경하여 측정한 온도 표이고, 도 8은 도 7에서 측정된 온도를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 7을 살펴보면, 상기 제1방열판(131)에는 다수의 전력변환소자(185)가 배치될 수 있다. 상기 다수의 전력변환소자(185)에서 발생되는 열은 상기 제1방열판(131)으로 전달되고, 상기 제1방열핀(137)을 통해 외부로 방출될 수 있다. 그리고, 상기 제1방열핀(137)은 상기 냉각모듈(16)에서 발생된 기류에 의해서 냉각될 수 있다. 이때, 상기 다수의 전력변환소자(185)는 상기 전력변환장치(1)에서 변환되는 전력의 세기에 따라서 발생되는 온도가 변화될 수 있다. 상기 전력의 세기가 증가될수록 상기 다수의 전력변환소자(185)에서 발생되는 온도는 증가할 수 있다. 그리고 상기 전력의 세기가 감소될수록 상기 다수의 전력변환소자(185)에서 발생되는 온도는 감소할 수 있다.
도 7의 (A)를 살펴보면, 상기 제1방열판(131)은 제1길이(L1)으로 형성될 수 있다. 상기 제1방열판(131)은 상대적으로 제1길이(L1)가 긴 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1방열판(131)의 제1길이(L1)는 280mm로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제1방열판(131)의 두께는 10mm, 제1방열핀(137)의 두께는 1.5mm, 서로 다른 제1방열핀(137)의 간격은 7mm, 제1방열핀(137)의 높이는 55mm로 제공될 수 있다. 이때, 상기 제1방열판(131)에 제공되는 다수의 전력변환소자(185)에 342W의 전력이 인가될 경우, 상기 제1방열판(131)에서 측정되는 온도는 62.9도가 측정될 수 있다. 그리고, 다수의 전력변환소자(185)에 242W의 전력이 인가될 경우, 상기 제1방열판(131)에서 측정되는 온도는 51.5도가 측정될 수 있다. 그리고 다수의 전력변환소자(185)에 144W의 전력이 인가될 경우, 상기 제1방열판(131)에서 측정되는 온도는 41.0도가 측정될 수 있다.
도 7의 (B)를 살펴보면, 상기 제1방열판(131)은 제2길이(L2)로 형성될 수 있다. 상기 제1방열판(131)은 제1길이(L1)보다 길이가 짧도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1방열판(131)의 제2길이(L2)은 186mm로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제1방열판(131)의 두께는 10mm, 제1방열핀(137)의 두께는 1.5mm, 서로 다른 제1방열핀(137)의 간격은 7mm, 제1방열핀(137)의 높이는 55mm로 제공될 수 있다. 이때, 상기 제1방열판(131)에 제공되는 다수의 전력변환소자(185)에 342W의 전력이 인가될 경우, 상기 제1방열판(131)에서 측정되는 온도는 63.6도가 측정될 수 있다. 그리고, 다수의 전력변환소자(185)에 242W의 전력이 인가될 경우, 상기 제1방열판(131)에서 측정되는 온도는 51.8도가 측정될 수 있다. 그리고 다수의 전력변환소자(185)에 144W의 전력이 인가될 경우, 상기 제1방열판(131)에서 측정되는 온도는 41.3도가 측정될 수 있다.
도 7의 (C)를 살펴보면, 상기 제1방열판(131)은 제3길이(L3)로 형성될 수 있다. 상기 제1방열판(131)은 제2길이(L2)보다 길이가 짧도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1방열판(131)의 두께는 10mm, 제1방열핀(137)의 두께는 1.5mm, 서로 다른 제1방열핀(137)의 간격은 7mm, 제1방열핀(137)의 높이는 55mm로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1방열판(131)의 제3길이(L3)은 93mm로 제공될 수 있다. 이때, 상기 제1방열판(131)에 제공되는 다수의 전력변환소자(185)에 342W의 전력이 인가될 경우, 상기 제1방열판(131)에서 측정되는 온도는 65.3도가 측정될 수 있다. 그리고, 다수의 전력변환소자(185)에 242W의 전력이 인가될 경우, 상기 제1방열판(131)에서 측정되는 온도는 53.4도가 측정될 수 있다. 그리고 다수의 전력변환소자(185)에 144W의 전력이 인가될 경우, 상기 제1방열판(131)에서 측정되는 온도는 41.5도가 측정될 수 있다.
상기되는 온도 테이블을 살펴보면, 상대적으로 높은 전력(예를 들어 342W)이 인가되면, 상기 제3길이(L3)를 가지는 제1방열판(131)의 온도는 상기 제1길이(L1)를 가지는 제1방열판(131)보다 2.4도 높은 온도가 측정되었고, 187mm의 길이 차이가 확인되었다.
상대적으로 낮은 전력(예를 들어 142W)이 인가되면, 상기 제3길이(L3)를 가지는 제1방열판(131)의 온도는 상기 제1길이(L1)를 가지는 제1방열판(131)보다 0.5도 높은 온도가 측정되었고, 187mm의 길이 차이가 확인되었다.
즉, 낮은 전력이 인가되는 경우, 상기 제1길이(L1)를 가지는 제1방열판(131)에서 측정된 온도와 상기 제3길이(L3)를 가지는 제1방열판(131)은 상당한 길이 차이가 있음에도, 측정된 온도에서는 차이는 크지 않은 것으로 판단된다. 따라서, 상기 제1방열판(131)의 길이는 상기 제1길이(L1)보다 짧은 제2길이(L2) 또는 제3길이(L3)로 형성되는 것이 바람직하다.
도 8을 살펴보면, 상기 도 7에서 측정된 온도에 기초하여 도시된 그래프이다. 상기 그래프를 살펴보면, 인가되는 전력의 세기가 감소될수록 상기 제1방열판(131)의 길이에 대한 온도의 감소폭은 더욱 감소될 수 있다. 그리고, 인가되는 전력이 더욱 감소하여, 약 92W의 전력이 인가되는 경우, 상기 제1길이(L1)를 가지는 제1방열판(131)과 상기 제3길이(L3)를 가지는 제1방열판(131)에서는 동일한 온도인 약 35.2도가 측정될 수 있다.
즉, 인가되는 전력의 세기가 감소될수록 제1길이(L1)를 가지는 제1방열판(131)보다 제3길이(L3)를 가지는 제1방열판(131)의 방열 효율이 더욱 증가될 수 있다. 또한, 상기 제3길이(L3)의 제1방열판(131)은 상기 제1길이(L1)의 제1방열판(131)보다 크기와 무게가 감소될 수 있으므로, 전력변환장치(1)의 크기와 무게가 감소될 수 있다. 또한, 불필요하게 형성되는 제1방열판(131)의 크기를 감소시킬 수 있으므로, 슬림한 전력변환장치(1)를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1방열판(131)에서 발생되는 온도가 감소됨으로써, 상기 전력변환장치(1)를 형성할 수 있는 재질의 자유도가 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 방열부(13)는 방열 효율이 좋은 금속 재질로 제공될 수 있고, 상기 하우징(10)은 수지 재질로 제공될 수 있다. 상기 하우징(10)이 수지로 제공될 경우, 무게가 더욱 감소되면서도, 방열 효율이 감소되는 것을 최소화할 수 있는 최적화된 전력변환장치(1)를 제공할 수 있다.
1 전력변환장치 10 하우징
11 전면케이스 12 후면케이스
13 방열부 14 리액터 커버
15 리액터 16 냉각모듈
17 하우징 고정부 18 기판부

Claims (12)

  1. 몸체를 형성하는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 기판부;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 기판부와 전기적으로 연결되는 전력변환소자;
    상기 하우징의 외부에 배치되고, 상기 기판부와 전기적으로 연결되는 복수의 리액터;
    상기 복수의 리액터를 커버하고, 상기 하우징의 배면에 고정되는 복수의 리액터 커버;
    상기 하우징의 배면에 고정되고, 상기 전력변환소자와 상기 복수의 리액터에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열부; 및
    상기 방열부의 일측에 배치되고, 상기 방열부를 냉각하기 위한 기류를 발생시키는 냉각모듈; 을 포함하고,
    상기 방열부는,
    상기 전력변환소자가 일면에 안착되고, 타면에 제1방열핀이 돌출되는 제1방열판;
    상기 복수의 리액터 중 일 리액터가 일면에 안착되고, 타면에 제2방열핀이 돌출되며, 상기 제1방열판의 일측 단부에 배치되는 제2방열판; 및
    상기 복수의 리액터 중 타 리액터가 일면에 안착되고, 타면에 제3방열핀이 돌출되며, 상기 제1방열판의 타측 단부에 배치되는 제3방열판이 포함되고,
    상기 제2방열판의 타면과 상기 제3방열판의 타면은 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2방열핀 및 상기 제3방열핀은, 서로 마주하는 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2방열핀의 단부와 상기 제3방열핀의 단부는, 서로 이격되는 전력변환장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 및 제3방열핀은, 상기 제1방열핀과 수직한 방향으로 위치하는 전력변환장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 및 제3방열핀은, 상기 제1방열핀과 서로 접촉되는 것을 방지하기 위하여 상기 제2 및 제3방열판의 일부분에 제공되는 전력변환장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 및 제3방열판은, 상기 제1방열판과 일체로 형성되거나, 상기 제1방열판에 분리가능하게 결합되는 전력변환장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 리액터 커버 중 일 리액터 커버는, 상기 제2방열판의 일부를 커버한 상태에서 상기 하우징의 배면에 결합되고,
    상기 복수의 리액터 커버 중 타 리액터 커버는, 상기 제3방열판의 일부를 커버한 상태에서 상기 하우징의 배면에 결합되어, 각각의 리액터 커버 내부에 수밀된 수용공간을 가지는 전력변환장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 리액터 커버 내부에 구비되는 수용공간에는, 상기 복수의 리액터가 각각 위치하고,
    상기 수용공간에는, 상기 복수의 리액터에서 발생되는 열이 상기 방열부 이외의 영역으로 방출되는 것을 방지하기 위한 단열 물질이 충전되는 전력변환장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1방열판의 길이(L1)는, 상기 제2 및 제3방열판의 길이(L2, L3)보다 작은 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 리액터 커버의 배면에는, 상기 하우징을 지지구조에 고정하기 위한 하우징 고정부가 제공되는 전력변환장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 하우징 고정부에는,
    상기 복수의 리액터 커버에 고정되고, 체결수단에 의하여 상기 지지구조에 고정되는 제1고정 브라켓; 및
    상기 제1고정 브라켓과 일부분이 걸림 결합되고, 상기 복수의 리액터 커버에 고정되는 제2고정 브라켓을 포함하는 전력변환장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은, 전면케이스와 후면케이스의 결합에 형성되며,
    상기 후면케이스에는, 상기 제1방열판의 일부가 상기 하우징의 내부로 관통할 수 있는 방열부 장착홀이 구비되는 전력변환장치.
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Citations (1)

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