KR102597998B1 - 전력 변환 장치 - Google Patents

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Abstract

전력 변환 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 전력 변환 장치는, 상측부, 상기 상측부와 나란하게 배치되는 하측부, 상기 상측부와 상기 하측부를 연결하는 제1 측면부 및 상기 제1 측면부와 나란하게 배치되는 제2 측면부를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내부에서 상기 상측부의 하측에 구비되는 트랜지스터; 상기 트랜지스터의 하측에 구비되고, 외부로부터 유입된 공기가 이동되는 통로를 제공하는 히트 싱크; 상기 히트 싱크의 측면에 구비되고, 상기 제1 측면부와 나란하게 배치되는 제1 에어 차단부; 상기 제1 에어 차단부와 상기 제2 측면부 사이에 배치되는 복수의 캐패시터; 및 상기 히트 싱크와 이격되어 배치되는 변압기; 를 포함하고, 상기 상측부에는 상기 변압기의 상측에 형성되면서 상기 통로를 경유한 공기가 상기 하우징의 외부로 배출되도록 형성되는 배출부가 구비될 수 있다.

Description

전력 변환 장치{Power converter}
본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열에 의해 손상되는 것이 방지되도록 방열 효율이 개선되는 전력 변환 장치에 관한 것이다.
일반적으로 무정전 전원 장치(UPS; uninterruptible power supply)는 일반 전원 또는 예비 전원 등을 사용할 때 전압 변동, 주파수 변동, 순간 정진, 과도 전압 등으로 인한 전원 이상을 방지하고 안정된 전원을 공급하여 주는 장치이다. 이러한 무정전 전원 장치는 공장에 설치된 기계 또는 전자 기기와 배터리 사이에 연결되어 기계 또는 전자 기기의 동작이 안정적으로 확보된다. 또한, 최근에는 금융, 방송 등에서 사용되는 전자 기기의 동작의 안정성이 요구됨에 따라, 무정전 전원 장치의 도입이 확산되고 있다.
이러한 무정전 전원 장치에는 직류(DC) 전력을 다른 로드(load)로의 적용에 적합한 전력으로 변환하는 전력 변환 장치가 구비된다. 전력 변환 장치 중 하나는 직류(DC) 전력을 다른 직류(DC) 전력으로 변환하는 DC-DC 컨버터이다.
이러한 전력 변환 장치에는 직류 전력을 다른 전력으로 변환하는 변압기에서 열이 과도하게 발생하게 되어 전력 변환 장치가 열에 의해 손상되거나 기능이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열에 의해 손상되는 것이 방지되도록 방열 효율이 개선되는 전력 변환 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전력 변환 장치의 설치 또는 교체시 편의성이 개선되는 전력 변환 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상측부, 상기 상측부와 나란하게 배치되는 하측부, 상기 상측부와 상기 하측부를 연결하는 제1 측면부 및 상기 제1 측면부와 나란하게 배치되는 제2 측면부를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내부에서 상기 상측부의 하측에 구비되는 트랜지스터; 상기 트랜지스터의 하측에 구비되고, 외부로부터 유입된 공기가 이동되는 통로를 제공하는 히트 싱크; 상기 히트 싱크의 측면에 구비되고, 상기 제1 측면부와 나란하게 배치되는 제1 에어 차단부; 상기 제1 에어 차단부와 상기 제2 측면부 사이에 배치되는 복수의 캐패시터; 및 상기 히트 싱크와 이격되어 배치되는 변압기; 를 포함하고, 상기 상측부에는 상기 변압기의 상측에 형성되면서 상기 통로를 경유한 공기가 상기 하우징의 외부로 배출되도록 형성되는 배출부가 구비될 수 있다.
이 때, 상기 전력 변환 장치는, 상기 복수의 캐패시터와 상기 변압기 사이에 배치되는 제2 에어 차단부; 를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 에어 차단부는 상기 히트 싱크와 상기 캐패시터 사이에 배치될 수 있다.
이 때, 상기 히트 싱크는, 상기 트랜지스터를 지지하는 방열 플레이트; 및 상기 플레이트로부터 하측 방향으로 연장되고, 상기 제1 측면부와 나란하게 서로 이격 배치되는 복수의 방열핀을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 트랜지스터는 상기 복수의 방열핀과 나란하게 배치될 수 있다.
이 때, 상기 전력 변환 장치는, 상기 하측부와 상기 히트 싱크 사이에 배치되고, 상기 히트 싱크를 지지하는 지지 플레이트를 더 포함하고, 상기 지지 플레이트는 상기 지지 플레이트의 일측에 경사지게 형성되는 에어 가이드를 포함하고, 상기 에어 가이드는 외부부터 유입되는 공기를 상기 히트 싱크의 일측의 아래에서 공급되도록 가이드할 수 있다.
이 때, 상기 전력 변환 장치는, 상기 트랜지스터와 상기 복수의 캐패시터와 전기적으로 연결되는 기판; 그 일단이 상기 기판과 전기적으로 연결되고, 그 타단이 상기 하우징의 후방으로 돌출되는 버스바; 및 상기 버스바의 타단에 결합되고, 무정전 전원 장치의 커넥터와 탈착 가능하게 결합되는 결합부를 더 포함할 수 있다.
상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 히트 싱크로 유입되는 공기가 변압기의 상측으로 유도됨으로써, 변압기의 열이 트랜지스터로 유입되지 않게 되어 트랜지스터가 열에 의해 손상되는 것이 방지된다.
또한, 결합부가 무정전 전원 장치의 커넥터와 탈착 가능하게 결합됨으로써, 전력 변환 장치의 설치 또는 교체의 편의성이 개선된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무정전 전원 장치의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 외관을 다른 측면에서 바라본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 내부를 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 내부를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 히트 싱크, 트랜지스터 및 기판이 분리된 모습을 나타내는 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치에서 공기의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치가 무정전 전원 장치에 연결되기 전의 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치가 무정전 전원 장치에 연결된 모습을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무정전 전원 장치의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무정전 전원 장치(10)는 케이스(11) 및 전력 변환 장치(100, 200)를 포함한다.
상기 케이스(11)에는 상기 전력 변환 장치(100, 200)와 전력 기기가 수용되는 수용 공간(11a)이 구비된다. 상기 케이스(11)는 금속 재질로 이루어진다. 다만, 상기 케이스(11)는 금속 재질로 이루어진 것에 한정되지 않고, 강성을 가지는 플라스틱과 같이 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 전력 변환 장치(100, 200)는 제1 전력 변환 장치(100) 및 제2 전력 변환 장치(200)를 포함한다.
상기 제1 전력 변환 장치(100)는 상기 케이스(11)의 하측면(11b)으로부터 나란하게 배치된다. 상기 제1 전력 변환 장치(100)는 직류(DC) 전력을 다른 직류(DC) 전력으로 변환하는 직류-직류 컨버터이다. 다만, 상기 제1 전력 변환 장치(100)는 직류-직류 컨버터에 한정되지 않고, 교류(AC) 전력을 직류(DC) 전력으로 변환하는 교류-직류 컨버터 또는 직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로 변환하는 직류-교류 컨버터일 수 있다. 이 때, 상기 제1 전력 변환 장치(100)는 복수로 구성되고, 상기 복수의 제1 전력 변환 장치(100)는 서로 적층되어 배치된다. 상기 제1 전력 변환 장치(100)에 대해서는 이후 도면을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
상기 제2 전력 변환 장치(200)는 상기 케이스(11)의 하측면(11b)으로부터 수직한 방향으로 배치된다. 상기 제2 전력 변환 장치(200)는 교류(AC) 전력을 직류(DC)으로 변환하는 교류-직류 컨버터이다. 다만, 상기 제2 전력 변환 장치(200)는 교류-직류 컨버터에 한정되지 않고, 직류(DC) 전력을 직류(DC) 전력으로 변환하는 직류-직류 컨버터 또는 직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로 변환하는 직류-교류 컨버터일 수 있다. 이 때, 상기 제2 전력 변환 장치(200)는 복수로 구성되고, 상기 복수의 제2 전력 변환 장치(100)는 서로 나란하게 배치된다. 이에 따라, 상기 복수의 제2 전력 변환 장치(200)는 서로의 하중이 가해지는 것이 방지된다.
또한, 상기 케이스(11)의 상측면(11c)에는 상기 케이스(11)의 수용 공간(11a)의 공기를 외부로 배출하기 위한 팬(13)이 구비된다. 상기 팬(13)은 회전에 따라 상기 수용 공간(11a)의 공기를 흡입하게 되고, 상기 수용 공간(11a)의 공기는 상기 팬(13)을 통해 외부로 배출된다. 이에 따라, 상기 전력 변환 장치(100, 200) 및 상기 전력 기기에 의해 발생되는 열은 상기 수용 공간(11a)의 공기의 흐름을 따라 외부로 방출되므로, 상기 전력 변환 장치(100, 200)가 열에 의해 손상되는 것이 방지된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 외관을 다른 측면에서 바라본 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 내부를 나타내는 측면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 내부를 나타내는 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 히트 싱크, 트랜지스터 및 기판이 분리된 모습을 나타내는 분리 사시도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)는 하우징(110), 트랜지스터(120), 히트 싱크(130), 제1 에어 차단부(141), 복수의 캐패시터(150) 및 변압기(160)를 포함한다.
상기 하우징(110)은 대략적으로 육면체 형상으로 이루어진다. 그리고, 상기 하우징(110)은 금속 재질로 이루어진다. 다만, 상기 하우징(110)은 금속 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 강성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 이다. 상기 하우징(110)은 상측부(111), 하측부(112), 제1 측면부(113) 및 제2 측면부(114)를 포함한다.
상기 상측부(111), 상기 하측부(112), 상기 제1 측면부(113) 및 상기 제2 측면부(114)는 판 형상으로 이루어진다. 상기 하측부(112)는 상기 상측부(111)와 나란하게 배치된다. 그리고, 상기 제1 측면부(113)는 상기 상측부(111)와 상기 하측부(112)를 연결한다. 상기 제2 측면부(114)는 상기 제1 측면부(113)와 나란하게 배치되면서 상기 상측부(111)와 상기 하측부(112)를 연결한다. 이 때, 상기 하우징(110)에는 x축 방향인 전방으로 개구된 제1 개구(100a)가 형성된다. 그리고, 상기 하우징(110)의 외부의 공기는 상기 제1 개구(100a)를 통해 상기 하우징(110)의 내부로 유입된다. 또한, 상기 하우징(110)에는 상기 제1 개구(100a)의 반대측에서 후방으로 개구된 제2 개구(100b)가 형성된다.
상기 트랜지스터(120)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 내부에서 상기 상측부(111)의 하측에 배치된다. 상기 트랜지스터(120)는 대전력의 고속 스위칭이 가능한 반도체 소자인 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT; insulated gate bipolar transistor)이다. 다만, 상기 트랜지스터(120)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터에 한정되지 않고, 전력의 스위칭이 가능한 다양한 스위칭 소자일 수 있다. 이 때, 상기 트랜지스터(120)는 반도체 소자이므로, 상기 변압기(160)로부터 발생되는 열에 의해 스위칭 기능이 저하되거나 손상될 수 있다. 따라서, 상기 트랜지스터(120)는 상기 하우징(110)의 내부에서 상기 변압기(160)로부터 발생되는 열이 전달되지 않는 영역에 배치되어 상기 트랜지스터(120)의 기능 저하 또는 손상이 방지된다.
상기 히트 싱크(130)는, 상기 하우징(110)의 내부에서 상기 트랜지스터(120)의 하측에 배치된다. 상기 히트 싱크(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 외부로부터 유입된 공기가 이동되는 통로(133)를 제공한다. 상기 히트 싱크(130)는 구리 또는 알루미늄의 재질로 이루어진다. 다만, 상기 히트 싱크(130)의 재질은 구리 또는 알루미늄에 한정되지 않고, 은과 같이 열전도성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 히트 싱크(130)는 상기 트랜지스터(120)로부터 발생되는 열을 전달받아 공기와 열교환되어 상기 트랜지스터(120)를 방열시킨다. 이에 따라, 상기 히트 싱크(130)는 상기 트랜지스터(120)가 열에 의해 손상되는 것이 방지된다.
그리고, 상기 히트 싱크(130)는 상기 트랜지스터(120)를 지지하는 방열 플레이트(131) 및 상기 방열 플레이트(131)로부터 하측 방향으로 연장되는 복수의 방열핀(132)을 포함한다. 상기 방열 플레이트(131)는 상기 트랜지스터(120)와 접촉되어 상기 트랜지스터(120)로부터 발생된 열을 전달받는다. 그리고, 상기 복수의 방열핀(132)은 상기 제1 측면부(113)와 나란하게 배치된다. 이 때, 상기 복수의 방열핀(132) 사이에는 상기 하우징(110)의 외부로부터 유입된 공기가 이동되는 통로(133)가 형성된다. 그리고, 상기 방열 플레이트(131)의 열은 상기 복수의 방열핀(132)으로 이동된 후, 상기 복수의 방열핀(132)의 열은 공기와 열교환된다. 즉, 상기 복수의 방열핀(132)의 열은 상기 통로(133)의 공기로 이동되어 상기 통로(133)의 공기의 온도가 증가된다. 그리고, 온도가 증가된 공기는 상기 통로(133)를 따라 상기 변압기(160)를 향하여 이동된다.
이 때, 상기 트랜지스터(120)는 상기 복수의 방열핀(132)과 나란하게 배치된다. 이에 따라, 상기 트랜지스터(120)의 열은 상기 방열 플레이트(131)를 통해 상기 복수의 방열핀(132) 각각에 균일하게 이동되어 상기 복수의 방열핀(132)의 일 부분에 상기 방열 플레이트(131)의 열이 집중되어 방열 성능이 저하되는 것이 방지된다.
상기 제1 에어 차단부(141)는 상기 히트 싱크(130)의 측면에 구비되고, 상기 제1 측면부(113)와 나란하게 배치된다. 상기 제1 에어 차단부(141)는 상기 히트 싱크(130)와 상기 복수의 캐패시터(150)를 분리시킨다. 이에 따라, 상기 복수의 캐패시터(150)로부터 발생된 열이 상기 히트 싱크(130)로 이동되는 것이 방지되어 상기 히트 싱크(130)의 발열 성능이 개선된다.
상기 복수의 캐패시터(150)는 상기 제1 에어 차단부(141)와 상기 제2 측면부(114) 사이에 배치된다. 상기 복수의 캐패시터(150)에는 상기 하우징(110)의 제1 개구(100a)를 통해 공기가 유입된다. 그리고, 상기 복수의 캐패시터(150)에 유입된 공기의 온도는 상기 복수의 캐패시터(150)로부터 발생된 열에 의해 증가된다. 이 때, 상기 복수의 캐패시터(150)에 의해 온도가 증가된 공기는 상기 제1 에어 차단부(141)에 의해 상기 히트 싱크(130)로 이동되는 것이 방지된다.
상기 변압기(160)는 상기 히트 싱크(130)와 이격되어 배치된다. 상기 변압기(160)는 전력의 변환에 따라 열을 발생시킨다. 이 때, 상기 히트 싱크(130)의 공기는 상기 변압기(160)로 이동된다. 그리고, 상기 변압기(160)의 공기는 상기 변압기(160)와 열교환된 후, Z축 방향인 상측 방향으로 이동된다. 그리고, 상기 상측부(111)에는 홀 형상으로 이루어지는 배출부(111a)가 형성되고, 상기 변압기(160)의 공기는 상기 배출부(111a)를 통해 상기 하우징(110)의 외부로 배출된다. 즉, 상기 변압기(160)에 의해 온도가 증가된 공기는 상측 방향으로 이동되므로, 상기 변압기(160)의 공기가 상기 히트 싱크(130)로 재유입되지 않게 되어 상기 변압기(160)로부터 발생된 열이 상기 트랜지스터(120)로 전달되지 않는다. 이와 같이, 상기 트랜지스터(120)는 상기 변압기(160)로부터 발생된 열이 전달되지 않게 되어 상기 전력 변환 장치(100)의 성능이 저하되는 것이 방지된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)는 복수의 캐패시터(150)와 상기 변압기(160) 사이에 배치되는 제2 에어 차단부(142)를 더 포함한다.
상기 제2 에어 차단부(142)는 상기 변압기(160)의 공기가 상기 복수의 캐패시터(150)로 이동되는 것을 방지할 뿐만 아니라 상기 변압기(160)의 열이 복사 방식으로 상기 복수의 캐패시터(150)로 이동되는 것이 방지된다. 이에 따라, 상기 제2 에어 차단부(142)는 상기 변압기(160)와 상기 복수의 캐패시터(150) 사이의 열의 흐름을 차단하여, 상기 변압기(160)의 열에 의해 상기 복수의 캐패시터(150)의 성능이 저하되는 것이 방지된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)는 기판(171), 버스바(172) 및 결합부(173)를 더 포함한다.
상기 기판(171)은 상기 트랜지스터(120)와 상기 복수의 캐패시터(150) 각각과 전기적으로 연결된다. 그리고, 상기 버스바(172)는 상기 기판(171)과 상기 무정전 전원 장치(10, 도 1 참조)의 전력 기기와 전기적으로 연결된다. 상기 버스바(172)의 일단은 상기 기판(171)과 전기적으로 연결되고, 상기 버스바(172)의 타단은 상기 제2 개구(100b)를 통해 상기 하우징(110)의 후방으로 돌출된다. 그리고, 상기 결합부(173)는 상기 버스바(172)의 타단에 결합된다. 상기 결합부(173)는 상기 무정전 전원 장치(10, 도 1 참조)의 전력 기기와 전기적으로 연결되는 커넥터와 탈착 가능하게 결합된다. 이와 같이, 상기 트랜지스터(120)와 상기 복수의 캐패시터(150)는 상기 기판(171), 상기 버스바(172) 및 상기 결합부(173)를 통해 상기 무정전 전원 장치(10, 도 1 참조)의 전력 기기와 전기적으로 연결된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치에서 공기의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)의 하우징(110)의 내부에서 공기의 흐름을 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 하우징(110)의 외부의 공기는 상기 제1 개구(100a)를 통해 상기 히트 싱크(130)로 유입된다. 그리고, 상기 트랜지스터(120)의 열은 상기 히트 싱크(130)로 전달되고, 상기 히트 싱크(130)의 열은 공기와 열교환된다. 그리고, 상기 히트 싱크(130)로 유입된 공기는 상기 제1 개구(100a)에서 상기 변압기(160)를 향하는 제1 방향(①)으로 이동된다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)는 상기 하측부(112)와 상기 히트 싱크(130) 사이에 배치되는 지지 플레이트(115)를 더 포함한다.
상기 지지 플레이트(115)는 상기 히트 싱크(130)를 지지한다. 그리고, 상기 지지 플레이트(115)는 상기 지지 플레이트(115)의 일측에 경사지게 형성되는 에어 가이드(115a)를 포함한다. 상기 에어 가이드(115a)는 상기 하우징(110)의 외부로 유입되는 공기를 상기 히트 싱크(130)의 일측의 아래에서 공급되도록 가이드한다. 이에 따라, 상기 히트 싱크(130)의 일측에서는 공기의 와류가 발생되더라도 상기 에어 가이드(115a)에 의해 상기 히트 싱크(130)의 아래에서 공급되도록 가이드됨으로써, 공기가 상기 히트 싱크(130)로 원활하게 공급된다.
그리고, 상기 변압기(160)로 이동된 공기는 상기 변압기(160)로부터 발생된 열을 전달받는다. 즉, 상기 변압기(160)로 이동된 공기의 온도는 상기 변압기(160)에 의해 증가되어 상측 방향인 제2 방향(②)으로 이동된다. 이에 따라, 상기 제2 방향(②)으로 이동되는 공기는 상기 히트 싱크(130)의 공기가 상기 제1 방향(①)으로 이동되도록 구동력을 제공한다. 즉, 이러한 제2 방향(②)으로 이동되는 공기는 상기 히트 싱크(130)로 이동되지 않게 되므로, 상기 변압기(160)의 열이 상기 트랜지스터(120)로 전달되지 않게 되어 상기 전력 변환 장치(100)의 성능이 저하되는 것이 방지된다.
또한, 상기 하우징(110)의 내부는 공기가 상기 제1 방향(①)으로 이동되면서 상기 트랜지스터(120)와 상기 히트 싱크(130)가 배치되는 제1 영역(A)과 공기가 상기 제2 방향(②)으로 이동되면서 상기 변압기(160)가 배치되는 제2 영역(B)으로 구분된다. 그리고, 상기 제1 영역(A)과 상기 제2 영역(B)은 별도의 구성에 의해 차단되지 않으면서 상기 제1 방향(①)과 상기 제2 방향(②)으로 이동되는 공기의 흐름에 의해 상기 변압기(160)의 열이 상기 트랜지스터(120)에 전달되는 것이 방지되어, 상기 트랜지스터(120)의 열이 배출되는 배출 통로와 상기 변압기(160)의 열이 배출되는 배출 통로를 별도로 설치하지 않고도 하나의 공기의 흐름을 제어하도록 상기 트랜지스터(120), 상기 히트 싱크(130) 및 상기 변압기(160)를 상기 제1 영역(A)과 상기 제2 영역(B)에 각각 배치됨으로써, 상기 전력 변환 장치(100)가 별도의 방열 구조로 인하여 크기가 증가되는 것이 방지하면서 상기 전력 변환 장치(100)의 발열 효율이 확보된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치가 무정전 전원 장치에 연결되기 전의 모습을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치가 무정전 전원 장치에 연결된 모습을 나타내는 도면이다.
도 1, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)가 상기 무정전 전원 장치(10)에 연결되는 방법을 살펴보기로 한다.
상기 전력 변환 장치(100)가 상기 케이스(11)에 삽입된다. 이 때, 상기 무정전 전원 장치(10)에는 상기 전력 변환 장치(100)의 전력 기기와 연결된 연결부(14)가 구비된다. 상기 연결부(14)는 상기 케이스(11)의 내측면을 따라 수직 방향으로 배치된다. 그리고, 상기 연결부(14)는 상기 케이스(11)의 전방을 향하여 돌출되는 커넥터(15)를 포함한다. 그리고, 상기 결합부(173)는 상기 커넥터(15)와 탈착 가능하게 결합된다. 구체적으로, 상기 결합부(173)는 상기 커넥터(15)가 상기 결합부(173)에 삽입되도록 형성된다. 즉, 상기 커넥터(15)는 상기 결합부(173)에 삽입되어 결합된다. 이에 따라, 상기 전력 변환 장치(100)는 상기 무정전 전원 장치(10)와 전기적으로 연결된다. 반대로, 상기 전력 변환 장치(100)가 상기 케이스(11)로부터 분리하면, 상기 커넥터(15)는 상기 결합부(173)로부터 이탈되어 분리된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)는 상기 결합부(173)가 상기 커넥터(15)에 탈착 가능하게 결합됨으로써, 별도의 버스바로 상기 전력 변환 장치(100)와 결합하기 위한 공정이 필요 없게 되므로, 상기 전력 변환 장치(100)를 조립하거나 유지보수를 위해 분리하는 편의성이 개선된다.
본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 전력 변환 장치 110: 하우징
111: 상측부 112: 하측부
113: 제1 측면부 114: 제2 측면부
120: 트랜지스터 130: 히트 싱크
141: 제1 에어 차단부 150: 복수의 캐패시터
160: 변압기

Claims (7)

  1. 상측부, 상기 상측부와 나란하게 배치되는 하측부, 상기 상측부와 상기 하측부를 연결하는 제1 측면부 및 상기 제1 측면부와 나란하게 배치되는 제2 측면부를 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 내부에서 상기 상측부의 하측에 구비되는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터의 하측에 구비되고, 외부로부터 유입된 공기가 이동되는 통로를 제공하는 히트 싱크;
    상기 히트 싱크의 측면에 구비되고, 상기 제1 측면부와 나란하게 배치되는 제1 에어 차단부;
    상기 제1 에어 차단부와 상기 제2 측면부 사이에 배치되는 복수의 캐패시터; 및
    상기 히트 싱크와 이격되어 배치되는 변압기; 를 포함하고,
    상기 상측부에는 상기 변압기의 상측에 형성되면서 상기 통로를 경유한 공기가 상기 하우징의 외부로 배출되도록 형성되는 배출부가 구비되는, 전력 변환 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 캐패시터와 상기 변압기 사이에 배치되는 제2 에어 차단부; 를 더 포함하는, 전력 변환 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 에어 차단부는 상기 히트 싱크와 상기 캐패시터 사이에 배치되는, 전력 변환 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 히트 싱크는,
    상기 트랜지스터를 지지하는 방열 플레이트; 및
    상기 플레이트로부터 하측 방향으로 연장되고, 상기 제1 측면부와 나란하게 서로 이격 배치되는 복수의 방열핀을 포함하는, 전력 변환 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 상기 복수의 방열핀과 나란하게 배치되는, 전력 변환 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 하측부와 상기 히트 싱크 사이에 배치되고, 상기 히트 싱크를 지지하는 지지 플레이트를 더 포함하고,
    상기 지지 플레이트는 상기 지지 플레이트의 일측에 경사지게 형성되는 에어 가이드를 포함하고,
    상기 에어 가이드는 외부부터 유입되는 공기를 상기 히트 싱크의 일측의 아래에서 공급되도록 가이드하는, 전력 변환 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 트랜지스터와 상기 복수의 캐패시터와 전기적으로 연결되는 기판;
    그 일단이 상기 기판과 전기적으로 연결되고, 그 타단이 상기 하우징의 후방으로 돌출되는 버스바; 및
    상기 버스바의 타단에 결합되고, 무정전 전원 장치의 커넥터와 탈착 가능하게 결합되는 결합부를 더 포함하는, 전력 변환 장치.
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