KR101968335B1 - 공기 조화기의 필터 모듈 - Google Patents

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백영진
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Abstract

실시 예는, X-커패시터로 형성된 입력측 부스바, Y-커패시터로 형성된 인버터측 부스바 및 상기 입력측 부스바 및 상기 인버터측 부스바에 연결되며, DM 노이즈 및 CM 노이즈를 제거하기 위한 코일 회로부를 포함하는 공기 조화기의 필터 모듈을 제공한다.

Description

공기 조화기의 필터 모듈{A filter module of an air conditioner}
실시 예는 공기 조화기의 필터 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부스바를 이용하여 CM 노이즈 및 DM 노이즈를 제거하기 용이한 공기 조화기의 필터 모듈에 관한 것이다.
현대에 전기 또는 전자 장치의 소형화, 경량화, 고속화, 저전력화 등의 기술 발전의 경향은 장치를 더욱 정밀하게 만들었으며, 그만큼 장치는 외부의 장해로부터 취약하다. 이에 따라 개발자는 장치를 설계할 때 외부의 전자파 장해에 대한 내성 및 노이즈의 생성을 억제하기 위한 수단을 강구한다.
일 예로서, 모터 등을 제어하기 위해 이용되는 인버터 장치는, 다이오드 브릿지나 스위칭 소자 등에 의해 상용의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류부를 구비하고 있다.
그리고, 인버터 장치는 변환된 직류전압을, 스위칭 소자로 인해 교류전압으로 변환하는 인버터부를 구비하고 있다.
이와 같은 인버터 장치는, 스위칭 소자의 스위칭 동작으로 인하여, 전원선을 거쳐서 다른 전자기기에 영향을 미치는 전도성 노이즈(conduction noise)를 발생한다. 전자기 간섭(EMI: Electromagnetic Interference) 노이즈의 일종인 전도성 노이즈는 전원선 사이에서 왕복하는 디퍼렌셜 모드 노이즈(DM, differential mode noise)와, 전원선과 접지(어스)와의 사이를 전도하는 커먼 모드 노이즈(CM, common mode noise)로 구성된다.
최근 들어, 인버터 장치에 부스바가 적용되는 경우, 부스바를 이용하여 CM 노이즈 및 DM 노이즈를 제거하기 위한 X-커패시터 및 Y-커패시터를 형성하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
실시 예의 목적은, 부스바를 이용하여 CM 노이즈 및 DM 노이즈를 제거하기 용이한 공기 조화기의 필터 모듈을 제공함에 있다.
실시 예에 따른 공기 조화기의 필터 모듈은, X-커패시터로 형성된 입력측 부스바, Y-커패시터로 형성된 인버터측 부스바 및 상기 입력측 부스바 및 상기 인버터측 부스바에 연결되며, DM 노이즈 및 CM 노이즈를 제거하기 위한 코일 회로부을 포함할 수 있다.
상기 입력측 부스바는, 제1 내지 제3 입력 부스바, 상기 제1 내지 제3 입력 부스바와 상부면이 접촉된 제1 절연체 및 상기 절연체의 하부면에 접촉된 제4 입력 부스바를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 입력 부스바는, 상기 제1 절연체의 상부면에 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 입력 부스바 각각은, 절연 코팅된 전도성 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 제4 입력 부스바는, 절연 코팅된 전도성 금속 및 상기 제1 절연체의 하부면에 배치되며, 상기 전도성 금속과 전기적으로 연결된 동박 패드를 포함할 수 있다.
상기 동박 패드의 사이즈는, 상기 제1 절연체의 사이즈 대비 1배 내지 1.5배일 수 있다.
상기 인버터측 부스바는, 절연 코팅된 전도성 금속으로 이루어진 제1 내지 제3 인버터 부스바 및 상기 제1 내지 제3 인버터 부스바와 상부면이 접촉된 제2 절연체를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 인버터 부스바는, 상기 제2 절연체의 상부면에 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2 절연체는, 하부면이 샤시 접지에 접촉될 수 있다.
실시 예에 따른 공기 조화기의 필터 모듈은, 부스바를 이용하여 X-커패시터 및 Y-커패시터를 형성함으로써, 종래에 사용되는 X-커패시터 및 Y-커패시터의 사용에 대한 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 공기 조화기의 필터 모듈은, X-커패시터 및 Y-커패시터를 부스바로 형성함으로써, 부스바를 통해 방사되는 노이즈를 저감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 공기 조화기의 필터 모듈을 포함하는 샤시 구조를 간략하게 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 필터 모듈을 간략하게 나타낸 회로도이다.
도 3은 실시 예에 따른 공기 조화기의 입력측 부스바를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 입력측 부스바를 A-A`로 절단한 단면 사시도이다.
도 5는 실시 예에 따른 공기 조화기의 인버터측 부스바를 나타낸 사시도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 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.
이하에서는 도면을 참조하여 실시 예의 공기 조화기의 필터 모듈에 대해 자세히 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 공기 조화기의 필터 모듈을 포함하는 샤시 구조를 간략하게 나타낸 평면도 및 도 2는 도 1에 나타낸 필터 모듈을 간략하게 나타낸 회로도이다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 공기 조화기의 필터 모듈(100)은 입력측 부스바(110), 인버터측 부스바(150) 및 코일 회로부(190)를 포함할 수 있다.
실시 예에서, 코일 회로부(190)는 인쇄회로기판 상에 패터닝되며, 상기 인쇄회로기판은 샤시 접지(SG)에 결합 고정될 수 있다.
먼저, 입력측 부스바(110)는 3상 4선식으로 형성되며, 제1 내지 제4 입력 부스바(115, 120, 125, 130)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 입력 부스바(115, 120, 125, 130) 각각은 R상 전원, S상 전원, T상 전원 및 N상 전원이 공급될 수 있다.
여기서, 제1 내지 제4 입력 부스바(115, 120, 125, 130)는 도 2에 나타낸 제1 내지 제3 입력 커패시터(C1, C2, C3)를 형성할 수 있다.
즉, 제1 내지 제3 입력 커패시터(C1, C2, C3)는 전원선 사이의 X-커패시터를 형성하여 CM 노이즈를 억제할 수 있다.
다시 말하면, 제1 내지 제3 입력 부스바(115, 120, 125)는 제4 입력 부스바(130)와 제1 절연체(미도시)를 사이에 두고 배치됨으로써, 제1 내지 제3 입력 커패시터(C1, C2, C3)의 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 입력측 부스바(110)의 구조에 대하여, 도 3에서 자세하게 후술하기로 한다.
인버터측 부스바(150)는 코일 회로부(190)와 인버터부(200) 사이에 연결될 수 있다.
여기서, 인버터측 부스바(150)는 제1 내지 제3 인버터 부스바(155, 160, 165)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 인버터 부스바(155, 160, 165) 각각은 R상 전원, S상 전원 및 T상 전원을 인버터부(200)로 공급할 수 있다.
여기서, 제1 내지 제3 인버터 부스바(155, 160, 165)는 도 2에 나타낸 제1 내지 제3 인버터 커패시터(Cin1, Cin2, Cin3)를 형성할 수 있다.
즉, 제1 내지 제3 인버터 커패시터(Cin1, Cin2, Cin3)는 전원선과 샤시 접지(SG) 사이의 Y-커패시터를 형성하여 DM 노이즈를 억제할 수 있다.
다시 말하면, 제1 내지 제3 인버터 부스바(155, 160, 165)는 제1 내지 제3 인버터 부스바(155, 160, 165)와 제2 절연체(미도시)를 사이에 두고 샤시 접지(SG)에 배치됨으로써, 제1 내지 제3 인버터 커패시터(Cin1, Cin2, Cin3)의 역할을 수행할 수 있다.
인버터측 부스바(150)의 구조에 대하여, 도 5에서 자세하게 후술하기로 한다.
코일 회로부(190)는 입력측 부스바(110) 및 인버터측 부스바(150)에 의해 형성되는 제1 내지 제3 입력 커패시터(C1, C2, C3) 및 제1 내지 제3 인버터 커패시터(Cin1, Cin2, Cin3)와 LC 필터를 형성함으로써, CM 노이즈 및 DM 노이즈를 억제하는 적어도 하나의 인덕터(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 인덕터는 CM 노이즈 및 DM 노이즈를 억제할 수 있는 초크 코일, CM 모드 인덕터, DM 모드 인덕터 등일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 3은 실시 예에 따른 공기 조화기의 입력측 부스바를 나타낸 사시도 및 도 4는 도 3에 나타낸 입력측 부스바를 A-A`로 절단한 단면 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 입력측 부스바(110)는 제1 내지 제4 입력 부스바(115, 120, 125, 130) 및 제1 절연체(135)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 내지 제3 입력 부스바(115, 120, 125) 각각은 절연 코팅된 전도성 금속으로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 입력 부스바(115, 120, 125) 각각은 제1 절연체(135)의 상부면에 서로 이격되어 접촉 배치될 수 있다.
실시 예에서, 제1 내지 제3 입력 부스바(115, 120, 125) 각각은 제1 절연체(135)의 상부면에 접촉 배치되는 면에 전도성 물질(cp1), 예를 들면 동박 및 전도성 필름이 배치되는 것으로 설명하지만, 전도성 물질(cp1)이 배치되지 않을 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1 절연체(135)는 제1 내지 제4 입력 부스바(115, 120, 125, 130)가 서로 결합하여 제1 내지 제3 입력 커패시터(C1, C2, C3)를 형성할 수 있도록 할 수 있다.
제4 입력 부스바(130)는 절연 코팅된 전도성 금속(132) 및 제1 절연체(135)의 하부면에 배치되며, 전도성 금속(132)과 전기적으로 연결된 동박 패드(134)를 포함할 수 있다.
즉, 전도성 금속(132)은 제1 내지 제3 입력 커패시터(C1, C2, C3)를 형성하기 위하여, 동박 패드(134)의 일측에 전기적으로 연결됨으로써, 제1 내지 제3 입력 부스바(115, 120, 125)와 결합할 수 있다.
이때, 전도성 금속(132)은 제1 내지 제3 입력 부스바(115, 120, 125)와 동일하게 전도성 물질(cp1)이 배치될 수 있다.
동박 패드(134)는 인쇄회로기판(pcb) 및 인쇄회로기판(pcb) 상에 동박 패턴(cp2)이 패터닝될 수 있으며, 동박 패턴(cp2)은 제1 절연체(135)의 하부면 및 전도성 금속(132)이 배치될 수 있다.
이때, 제1 내지 제4 입력 부스바(115, 120, 125, 130)에 의해 형성된 제1 내지 제3 커패시터(C1, C2, C3)의 용량은 제1 절연체(135)의 두께 및 유전율과, 제1 내지 제3 입력 부스바(115, 120, 125)의 면적 및 유전율에 의해 결정될 수 있다.
즉, 제1 내지 제3 커패시터(C1, C2, C3)의 용량은 하기의 수학식에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112017114782320-pat00001
여기서, εr 은 입력 부스바의 유전율, εo 는 제1 절연체의 유전율, A는 입력 부스바의 면적 및 d는 제1 절연체의 두께이다.
이때, 제1 내지 제4 입력 부스바(115, 120, 125, 130) 각각의 전도성 금속은 동박 패드(134) 보다 사이즈, 즉 길이를 길게함으로써, 양측이 전원과 코일 회로부(190)에 결합되도록 할 수 있다.
또한, 동박 패드(134)의 사이즈는 제1 절연체(135)의 사이즈 대비 1배 내지 1.5배일 수 있다.
도 5는 실시 예에 따른 공기 조화기의 인버터측 부스바를 나타낸 사시도이다.
도 5를 참조하면, 인버터측 부스바(150)는 제1 내지 제3 인버터 부스바(155, 160, 165) 및 제2 절연체(170)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 내지 제3 인버터 부스바(155, 160, 165)는 제2 절연체(170)의 상부면에 서로 이격되어 배치되며, 제2 절연체(170)는 하부면이 샤시 접지(SG)에 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 인버터 부스바(155, 160, 165), 제2 절연체(170) 및 샤시 접지(SG)는 제1 내지 제3 인버터 커패시터(Cin1, Cin2, Cin3)를 형성할 수 있다.
여기서, 제1 내지 제3 인버터 부스바(155, 160, 170)는 도 3 및 도 4에서 상술한 제1 내지 제3 입력 부스바(115, 120, 125)와 동일한 구조를 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제2 절연체(170)는 제1 절연체(135)와 동일하거나, 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다.
이상에서, 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 실시 예의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 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, 실시 예가 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, 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 실시 예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시 예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 실시 예들은 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 실시 예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 실시 예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. X-커패시터로 형성된 입력측 부스바;
    Y-커패시터로 형성된 인버터측 부스바; 및
    상기 입력측 부스바 및 상기 인버터측 부스바에 연결되며, DM 노이즈 및 CM 노이즈를 제거하기 위한 코일 회로부를 포함하고,
    상기 입력측 부스바는,
    제1 내지 제3 입력 부스바;
    상기 제1 내지 제3 입력 부스바와 상부면이 접촉된 제1 절연체; 및
    상기 절연체의 하부면에 접촉된 제4 입력 부스바를 포함하는 공기 조화기의 필터 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 입력 부스바는,
    상기 제1 절연체의 상부면에 서로 이격되어 배치된 공기 조화기의 필터 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 입력 부스바 각각은,
    절연 코팅된 전도성 금속으로 이루어진 공기 조화기의 필터 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 입력 부스바는,
    절연 코팅된 전도성 금속; 및
    상기 제1 절연체의 하부면에 배치되며, 상기 전도성 금속과 전기적으로 연결된 동박 패드를 포함하는 공기 조화기의 필터 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 동박 패드의 길이는,
    상기 제1 절연체의 길이 대비 1배 내지 1.5배인 공기 조화기의 필터 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터측 부스바는,
    절연 코팅된 전도성 금속으로 이루어진 제1 내지 제3 인버터 부스바; 및
    상기 제1 내지 제3 인버터 부스바와 상부면이 접촉된 제2 절연체를 포함하는 공기 조화기의 필터 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 인버터 부스바는,
    상기 제2 절연체의 상부면에 서로 이격되어 배치된 공기 조화기의 필터 모듈.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 절연체는,
    하부면이 샤시 접지에 접촉된 공기 조화기의 필터 모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120087733A (ko) * 2011-01-28 2012-08-07 엘지전자 주식회사 모터 제어 장치 및 이를 구비한 공기 조화기
JP2013105657A (ja) * 2011-11-15 2013-05-30 Daikin Ind Ltd バスバー組立体

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