KR102653471B1

KR102653471B1 - Dc-dc 컨버터

Info

Publication number: KR102653471B1
Application number: KR1020220135046A
Authority: KR
Inventors: 정재후; 김근호; 김지훈
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2017-11-09
Filing date: 2022-10-19
Publication date: 2024-04-02
Also published as: KR102458279B1; KR20190052922A; KR20220147561A

Abstract

본 실시예는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 복수 개의 전자 부품; 상기 하우징의 일영역에 형성되는 유로; 및 상기 유로를 덮는 하부 커버를 포함하고, 상기 유로는 타 영역보다 큰 면적을 갖는 확장부를 포함하고, 상기 하부 커버는 상기 확장부가 형성된 영역과 오버랩되는 돌출부를 포함하는 컨버터에 관한 것이다.

Description

DC-DC 컨버터{DC-DC CONVERTER}

본 실시예는 DC-DC 컨버터에 관한 것이다.

이하에서 기술되는 내용은 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 기재한 것은 아니다.

전력을 이용한 친환경 자동차의 출현 등과 함께 차량용 전장 부품의 경량화, 사이즈의 축소가 요구되고 있다. 차량용 DC-DC 컨버터는 차량 내에서 직류전압을 제어하는 장치이다.

특히, 전기 자동차에서는 전지에서 생산된 전류의 전압을 변경하여 모터에 공급하는 역할을 한다. 또, 전기 자동차가 경사길을 내려갈 때는 모터가 발전기가 되어 전지를 충전하는데, 이 경우, 모터에서 생산된 전류의 전압을 변경하여 전지에 공급하는 역할을 한다.

*5DC-DC 컨버터에는 다양한 전자 부품이 배치되는데, DC-DC 컨버터의 경량화와 컴팩트한 구조의 구현 등 다양한 이유로 발열 모듈의 냉각 효율을 개선할 필요가 있다.

본 실시예에서는 발열 모듈의 냉각 효율이 개선된 DC-DC 컨버터를 제공하고자 한다.

본 실시예의 컨버터는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 복수 개의 전자 부품; 상기 하우징의 일영역에 형성되는 유로; 및 상기 유로를 덮는 하부 커버를 포함하고, 상기 유로는 타 영역보다 큰 면적을 갖는 확장부를 포함하고, 상기 하부 커버는 상기 확장부가 형성된 영역과 오버랩되는 돌출부를 포함한다.

본 실시예의 DC-DC 컨버터에서는 유로의 모든 부분에서 수직 단면의 면적의 차이가 10% 이내이기 때문에, 냉각 물질의 유속이 증가되고 압력 강하(pressure drop) 폭이 감소되어 냉각 효율이 향상될 수 있다. 나아가 발열량이 크고 면적이 넓은 전자 부품(일 예로, 다이오드 모듈)을 유로의 확장부(가로 폭이 크고, 세로 폭이 작은 부분)와 매칭시켜 집중적으로 냉각시킬 수 있다.

도 1은 본 실시예의 DC-DC 컨버터를 위에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 상부 커버를 분해한 사시도이다.
도 3은 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 상부 커버와 보호판을 분해한 사시도이다.
도 4는 본 실시예의 DC-DC 컨버터를 A-A'선을 기준으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 하부 커버를 제거하고 아래에서 바라본 사시도이다.
도 6은 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 하판을 제거한 평면도이다.
도 7은 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 하부 커버를 제거한 평면도이다.
도 8은 본 실시예의 하부 커버를 나타낸 평면도와 측면도이다.
도 9의 (1)은 본 실시예의 확장부의 "수직 단면"을 나타내었고, 도 9의 (2)는 유로의 다른 부분의 "수직 단면"을 나타내었다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 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, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, "수직 방향"은 상측 및/또는 하측 방향을 의미할 수 있고, "수평 방향"은 "수직 방향"과 수직인 평면상의 임의의 방향 중 하나를 의미할 수 있다. 또, "수직 방향"은 유로(200)의 세로 폭 방향일 수 있고, "수평 방향"은 유로(200)의 가로 폭 방향일 수 있다. 또, "수직 단면"은 냉각 물질의 이동 방향과 수직인 단면을 의미할 수 있고, "수평 단면"은 "수직 단면"과 수직인 단면일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 실시예의 DC-DC 컨버터(1)를 설명한다. 도 1은 본 실시예의 DC-DC 컨버터를 위에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 상부 커버를 분해한 사시도이고, 도 3은 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 상부 커버와 보호판을 분해한 사시도이고, 도 4는 본 실시예의 DC-DC 컨버터를 A-A'선을 기준으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 하부 커버를 제거하고 아래에서 바라본 사시도이고, 도 6은 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 하판을 제거한 평면도이고, 도 7은 본 실시예의 DC-DC 컨버터에서 하부 커버를 제거한 평면도이고, 도 8은 본 실시예의 하부 커버를 나타낸 평면도와 측면도이고, 도 9의 (1)은 본 실시예의 확장부의 "수직 단면"을 나타내었고, 도 9의 (2)는 유로의 다른 부분의 "수직 단면"을 나타내었다.

DC-DC 컨버터(1000)는 차량에 사용될 수 있다. 전기 자동차를 예를 들면, DC-DC 컨버터(1000)는 외부의 전원 기기(리튬이온전지 등)로부터 전류를 공급받아 전압을 승압 또는 강하시켜 외부의 전자 기기(모터 등)에 공급하여 모터 등의 회전수를 제어하는 역할을 할 수 있다.

DC-DC 컨버터(1000)는 하우징(100), 유로(200), 복수 개의 전자 부품(300), 유입구(400), 배출구(500), 단자(600) 및 1개 이상의 커넥터(700)를 포함할 수 있다.

하우징(100)은 DC-DC 컨버터(1000)의 외장 부재일 수 있다. 하우징(100)에는 유로(200)가 형성될 수 있다. 하우징(100)의 내부에는 복수 개의 전자 부품(300)이 수용될 수 있다. 하우징(100)의 하판(110)을 사이에 두고 내부에는 복수 개의 전자 부품(300)이 배치되고, 아래에는 유로(200)가 위치할 수 있다. 유로(200)를 따라 흐르는 냉각 물질에 의해 복수 개의 전자 부품(300)은 냉각될 수 있다. 하우징(100)은 유입구(400), 배출구(500), 단자(600) 및 1개 이상의 커넥터(700)와 연결될 수 있다. 하우징(100)의 재질은 플라스틱 재질 및/또는 금속 재질을 포함할 수 있다.

하우징(100)은 하판(110), 측판(120), 보호판(121), 상부 커버(130), 하부 커버(140), 제1측벽(150) 및 제2측벽(160)을 포함할 수 있다.

하판(110)은 하우징(100)의 내부 공간의 하면을 형성할 수 있다. 하판(110)은 대략적으로 사각 플레이트 형태일 수 있다. 측판(120)은 하우징(100)의 내부 공간의 측면을 형성할 수 있다. 측판(120)은 하판(110)의 가장자리에서 상측으로 연장된 형태일 수 있다. 하우징(100)에는 하판(110)과 측판(120)에 의해 상면이 개방된 내부 공간이 마련될 수 있다. 하우징(100)의 내부 공간에는 복수 개의 전자 부품(300)이 수용될 수 있다.

측판(120)의 일측에는 유입구(400), 배출구(500) 및 단자(600)가 위치할 수 있다. 측판(120)의 타측에는 1개 이상의 커넥터(700)가 위치할 수 있다. 이 경우, 유입구(400), 배출구(500) 및 단자(600)는 1개 이상의 커넥터(700)의 반대편에 위치할 수 있다.

*43보호판(121)은 하우징(100)의 내부 공간에 위치할 수 있다. 보호판(121)은 메인 기판(310)과 위로 이격되어 배치될 수 있다. 보호판(121)은 메인 기판(310)의 적어도 일부와 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 즉, 메인 기판(310)의 상면 중 일부는 보호판(121)에 의해 커버될 수 있다. 보호판(121)은 메인 기판(310)에서 특정 부분을 보호하기 위한 커버 부재일 수 있다.

상부 커버(130)는 측판(120)의 위에 배치될 수 있다. 상부 커버(130)와 측판(120)은 스크류에 의해 체결될 수 있다. 상부 커버(130)는 대략적으로 사각 플레이트 형태일 수 있다. 상부 커버(130)는 상부 커버(130)에 의해 하우징(100)의 내부 공간은 폐쇄될 수 있다. 상부 커버(130)는 중앙에 격자 패턴으로 위로 볼록하게 돌출된 패턴부(131)를 포함할 수 있다. 패턴부(131)는 상부 커버(130)의 강도를 증가시켜, 하우징(100)의 내부 공간에 수용된 복수 개의 전자 부품(300)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 상부 커버(130)는 가장자리에서 수평 방향으로 돌출되는 플랜지부(132)를 포함할 수 있다. 플랜지부(132)는 플레이트 형태로 스크류가 삽입되는 홀이 형성될 수 있다.

하판(110)에는 유로(200)가 형성될 수 있다. 하판(110)의 하면에는 유로(200)가 위치할 수 있다. 제1측벽(150)과 제2측벽(160)은 서로 수평 방향으로 이격되어, 하판(110)의 하면에서 아래로 연장될 수 있다. 제1측벽(150)과 제2측벽(160)은 유로(200)가 유입구(400) 및 배출구(500)와 연결되는 지점에서 서로 연결될 수도 있다. 하판(110)과 제1측벽(150)과 제2측벽(160)에 의해 하면이 개방된 유로(200)가 형성될 수 있다. 하부 커버(140)는 제1측벽(150)과 제2측벽(160)의 아래에 위치하여 개방된 하면을 폐쇄할 수 있다.

즉, 하판(110)의 하면과 제1측벽(150)의 내측면과 제2측벽(160)의 내측면과 하부 커버(140)의 상면에 의해 유로(200)가 형성될 수 있다. 이 경우, 유로(200)의 천장면은 하판(110)의 하면에 위치할 수 있고, 유로(200)의 양측면은 제1측벽(150)의 내측면과 제2측벽(160)의 내측면에 각각 위치할 수 있고, 유로(200)의 바닥면은 하부 커버(140)의 상면에 위치할 수 있다.

유로(200)의 가로 폭(a, a')은 제1측벽(150)의 내측면과 제2측벽(160)의 내측면 사이의 "수평 방향" 최단거리일 수 있다. 유로(200)의 세로 폭(b, b')은 하판(110)의 하면과 하부 커버(140)의 상면 사이의 "수직 방향" 최단거리일 수 있다. 유로(200)의 세로 폭(a, a')과 유로(200)의 가로 폭(b, b')은 유로(200)의 "수직 단면(40, 50)"의 세로변과 가로변일 수 있다.

유로(200)에 흐르는 냉각 물질은 복수 개의 전자 부품(300)에서 방출하는 열을 흡수할 수 있다. 이 경우, 하판(110)을 통해 열전달이 일어나며, 복수 개의 전자 부품(300)은 냉각될 수 있다.

하부 커버(140)는 플레이트 형태일 수 있다. 하부 커버(140)는 하판(110)에서 아래로 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(140)의 상면과 하판(110)의 하면은 제1측벽(150)과 제2측벽(160)에 의해 연결될 수 있다. 하부 커버(140)는 상면에서 상측으로(하우징의 하판이 위치하는 방향) 돌출된 돌출부(141)를 포함할 수 있다. 돌출부(141)는 유로(200)의 확장부(240)와 수직 방향으로 대응되게 위치할 수 있다. 확장부(240)의 "수직 단면(40)" 상에서 가로 폭(a)이 커지지만, 세로 폭(b)은 작아질 수 있다. 따라서 확장부(240)와 확장부(240)의 앞단(상류측)과 확장부(250)의 뒷단(하류측)에서 "수직 단면(50)"의 면적은 일정하게 유지될 수 있다(10% 이내, 도 9 참조). 그 결과, 냉각 물질의 압력 차이가 커지고, 유속이 느려져 냉각효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

하부 커버(140)는 플레이트 형태일 수 있다. 하부 커버(140)는 제1실링부(142)와 제2실링부(143)를 포함할 수 있다. 제1실링부(142)와 제2실링부(143)의 재질은 고무와 같은 실링 재질을 포함할 수 있다. 제1실링부(142)와 제2실링부(143)는 하부 커버(140)의 하면에서 아래로 돌출된 형태일 수 있다. 제1실링부(142)와 제2실링부(143)는 "수평 방향"(유로의 가로 방향)으로 서로 이격되어 위치할 수 있다.

제1실링부(142)는 제1측벽(150)과 "수직 방향"으로 오버랩될 수 있다. 제1실링부(142)는 제1측벽(150)의 하면과 접촉할 수 있다. 제1실링부(142)는 제1측벽(150)과 대응되는 형태를 가질 수 있다.

제2실링부(143)는 제2측벽(160)과 "수직 방향"으로 오버랩될 수 있다. 제2실링부(143)는 제2측벽(160)의 하면과 접촉할 수 있다. 제2실링부(143)는 제2측벽(160)과 대응되는 형태를 가질 수 있다.

제1실링부(142)는 하부 커버(140)와 제1측벽(150) 사이의 간극을 폐쇄하는 기능을 수행할 수 있고, 제2실링부(143)는 하부 커버(140)와 제2측벽(160) 사이의 간극을 폐쇄하는 기능을 수행할 수 있다.

제1실링부(142)와 제2실링부(143)는 제1측벽(150) 및 제2측벽(160)과 마찬가지로 유로(200)가 유입구(400) 및 배출구(500)와 연결되는 지점에서 서로 연결될 수도 있다.

하부 커버(140)는 제1측벽(150) 및 제2측벽(160)과 스크류에 의해 체결될 수 있다. 하부 커버(140)는 가이드홀(144)을 포함할 수 있다. 가이드홀(144)에는 하판(110)에서 아래로 돌출된 가이드돌기(111)가 삽입되어, 하부 커버(140)를 가이드할 수 있다. 하부 커버(140)는 플랜지부(145)를 포함할 수 있다. 하부 커버(140)의 플랜지부(145)에는 스크류가 삽입되는 홀이 형성될 수 있다.

유로(200)는 하우징(100)에 형성될 수 있다. 유로(200)는 하우징(100)의 일측에 위치할 수 있다. 유로(200)는 하우징(100)의 하판(110)의 아래에 위치할 수 있다. 따라서 하우징(100)의 하판(110)은 "냉각판"일 수 있다. 유로(200)는 유입구(400)와 연결될 수 있다. 유로(200)는 배출구(500)와 연결될 수 있다. 유로(200)의 최상류는 유입구(400)와 연결되어 냉각 물질을 공급받을 수 있다. 유로(200)의 최하류는 배출구(500)와 연결되어 냉각 물질이 배출될 수 있다. 냉각 물질은 유로(200)를 따라 흐르며 복수 개의 전자 부품(300)에서 발생한 열을 냉각시킬 수 있다. 냉각 물질에는 다양한 종류의 열교환 유체(일 예로, 냉각수)가 사용될 수 있다.

유로(200)는 하판(110), 제1측벽(150), 제2측벽(160) 및 하부 커버(140)에 의해 형성될 수 있다. 유로(200)의 바닥면은 하부 커버(140)의 상면에 위치할 수 있다. 즉, 하부 커버(140)의 상면은 유로(200)의 바닥면일 수 있다. 유로(200)의 천장면은 하판(110)의 하면에 위치할 수 있다. 즉, 하판(110)의 하면은 유로(200)의 천장면일 수 있다. 유로(200)의 양측면은 제1측벽(150)과 제2측벽(160)의 내측면에 각각 위치할 수 있다. 즉, 제1측벽(150)과 제2측벽(160)의 내측면은 유로(200)의 양측면일 수 있다.

유로(200)의 가로 폭(a, a')은 제1측벽(150)의 내측면과 제2측벽(160)의 내측면 사이의 "수평 방향" 최단 거리에 의해 정의될 수 있고, 유로(200)의 세로 폭(b, b')은 하판(110)의 하면과 하부 커버(140)의 상면 사이의 "수직 방향" 최단 거리에 의해 정의될 수 있다. 유로(200)의 가로 폭(a, a')과 유로(200)의 세로 폭(b, b')은 냉각 물질의 이동 방향을 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 확장부(240)에서 유로(200)의 가로 폭(a)은 확장부(240)의 앞단(확장부보다 상류측) 또는 뒷단(확장부보다 하류측)의 가로 폭(a')보다 클 수 있다. 또, 확장부(240)에서 유로(200)의 세로 폭(b)은 확장부(240)의 앞단(확장부보다 상류측) 또는 뒷단(확장부보다 하류측)의 세로 폭(b')보다 작을 수 있다.

유로(200)는 유입부(210), 제1커브부(220), 제2커브부(230), 확장부(240) 및 배출부(250)를 포함할 수 있다. 유입부(210)의 상류는 유입구(400)와 연결될 수 있다. 배출부(250)의 하류는 배출구(500)와 연결될 수 있다. 유입부(210)의 하류는 제1커브부(220)의 상류와 연결될 수 있고, 제1커브부(220)의 하류는 제2커브부(230)의 상류와 연결될 수 있고, 제2커브부(230)의 하류는 확장부(240)의 상류와 연결될 수 있고, 확장부(240)의 하류는 배출부(250)의 상류와 연결될 수 있다. 따라서 유입구(400)에서 유입된 냉각 물질은 유입부(210), 제1커브부(220), 제2커브부(230), 확장부(240) 및 배출부(250)를 순차적으로 이동한 후, 배출구(500)를 통해 배출될 수 있다.

유입부(210)와 배출부(250)는 이웃하여 배치될 수 있다. 유입부(210)와 배출부(250)는 상호 평행하게 배치될 수 있다. 유입부(210)와 배출부(250)는 "수평 방향"(유로의 가로 폭 방향)으로 이격될 수 있다. 제1커브부(220)와 확장부(240)는 이웃하여 배치될 수 있다. 제1커브부(220)와 확장부(240)는 "수평 방향"(유로의 가로 폭 방향)으로 이격될 수 있다. 제2커브부(230)는 유로(200)에서 냉각수의 진행 방향이 완전히 반대(turn-up 또는 U-turn)가 되는 지점일 수 있다. 제2커브부(230)는 "U자" 형태로 형성될 수 있다. 제2커브부(230)의 일단은 제1커브부(220)와 연결될 수 있다. 제2커브부(230)의 타단은 확장부(240)와 연결될 수 있다. 제2커브부(230)는 제1커브부(220)와 확장부(240)를 연결할 수 있다. 제2커브부(230)에 의해, 평행하게 배치되는 유입부(210)와 배출부(250)에서의 냉각 물질의 이동 방향은 반대가 될 수 있다.

제1커브부(220)에는 확장부(240)가 위치한 방향으로 볼록하게 곡률이 형성될 수 있다. 따라서 제1커브부(220)와 확장부(240) 사이의 최단 "수평 방향" 거리는 유입부(210)와 배출부(250) 사이의 최단 "수평 방향" 거리보다 짧을 수 있다. 제2커브부(230)는 유입부(210)와 배출부(250)가 위치한 반대 방향으로 볼록하게 곡률이 형성될 수 있다(U자 형태). 확장부(240)는 "수평 방향"으로 볼록하게 곡률이 형성될 수 있다. 따라서 확장부(240)에서의 유로(200)의 가로 폭(a)은 유로(200)의 다른 부분의 가로 폭(a')보다 클 수 있다(일 예로, 확장부(240)의 앞단이나 뒷단).

본 실시예에서 유로(200)에 유입부(210), 제1커브부(220), 제2커브부(230), 확장부(240) 및 배출부(250)를 형성한 것은 발열 소자(320)를 효율적으로 냉각하기 위함이다.

복수 개의 발열 소자(320)는 인덕터(321), 트랜스 포머(322), ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323), 스위칭 모듈(324) 및 다이오드 모듈(325) 등을 포함하는데, 유입부(210)는 인덕터(210)와 수직 방향(유로의 세로 폭 방향)으로 대응되게 배치될 수 있고, 제1커브부(220)는 트랜스 포머(220)와 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있고, 제2커브부(230)의 앞단(제2커브부보다 상류측)은 ZVS 인덕터(323)와 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있고, 제2커브부(230)는 스위칭 모듈(324)과 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있고, 확장부(240)는 다이오드 모듈(240)과 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있다(도 7 참조).

이 경우, 제1커브부(220)는 인덕터(321)보다 "수평 면적"이 더 넓은 트랜스 포머(322)를 효율적으로 냉각(트랜스 포머의 중심부 냉각)시키기 위해 확장부(240)가 위치한 방향으로 볼록하게 곡률이 형성된 것이다.

또한, 확장부(240)는 발열량이 높은 다이오드 모듈(325)을 효율적으로 냉각시키기 위해 유로(200)의 다른 부분보다 "수평 면적"이 크다. 또, 확장부(240)는 넓은 "수평 면적"에 의해, 다이오드 모듈(325)뿐만 아니라 트랜스 포머(322)와 다이오드 모듈(325) 사이에 배치되어, 둘 사이를 전기적으로 연결하는 도전 부재(326)도 냉각시킬 수 있다. 이를 위해, 확장부(240)의 최대 "수평 면적"(10, 확장부의 수평 면적 중 가장 큰 면적)은 다이오드 모듈(325)의 최대 "수평 면적"(20, 다이오드 모듈의 수평 면적 중 가장 큰 면적)의 90% 이상일 수 있다. 또, 확장부(240)의 최대 "수평 면적"(10)에서 다이오드 모듈(325)과 "수직 방향"으로 오버랩되는 면적(30)은 30% 이상일 수 있다.

한편, 본 실시예의 유로(200)는 "수직 단면(50)"이 냉각 물질의 이동 방향을 따라 균등한 것을 특징으로 한다. 유로(200)의 "수직 단면(50)"의 면적이 가장 큰 부분과 가장 작은 부분의 차이는 10% 이내(이하)일 수 있다. 유로(200)의 "수직 단면(50)"의 면적은 냉각 물질의 이동 방향을 따라 동일할 수 있다. 그 결과, 냉각 물질의 유속이 증가되고 압력 강하(pressure drop) 폭이 감소되어 냉각 효율이 향상될 수 있다.

확장부(240)에서는 유로(200)의 가로 폭(a)이 커져 다이오드 모듈(325)을 효율적으로 냉각할 수 있다. 이로 인해, 확장부(240)에서 "수직 단면(40)"의 면적이 유로(200)의 다른 부분의 "수직 단면(50)"의 면적보다 커질 수 있다. 이는 유로(200)의 "수직 단면(50)"을 균등하게 하는 본 실시예의 취지와 배치될 수 있다.

본 실시예에서는 이를 해결하기 위해, 확장부(240)에서 "수직 단면(40)"의 세로 폭(b)을 유로(200)의 다른 부분(일 예로, 확장부의 앞단)의 "수직 단면(50)"의 세로 폭(b')보다 작게 하였다. 그 결과, 확장부(240)의 "수직 단면(40)"의 면적은 유로(200)의 다른 부분의 "수직 단면(50)"의 면적과 동일하거나 유사할 수 있다(도 9 참조).

이를 위해, 확장부(240)의 바닥면에 돌출부(141)가 위치할 수 있다. 즉, 하부 커버(140)에서 확장부(240)와 "수직 방향"으로 대응되는 위치에 돌출부(141)가 위치할 수 있다. 그 결과, 제1측벽(150)과 제2측벽(160)의 높이를 유지하면서, 확장부(240)의 세로 폭(b)을 증가시킬 수 있다.

돌출부(141)는 확장부(240)의 바닥면에서 하판(110)이 위치한 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출부(141)의 돌출 높이는 냉각 물질의 이동 방향을 따라 증가하다가 감소될 수 있다. 돌출부(141)의 "수직 단면"은 사각 형태일 수 있다(도 8의 (A) 참조). 돌출부(141)의 "수직 단면"의 면적은 냉각 물질의 이동 방향을 따라 증가하다가 감소할 수 있다. 돌출부(141)의 "수평 단면"은 하판(110)이 위치한 방향으로 볼록하게 곡률이 형성된 형태일 수 있다(도 8의 (B) 참조). 돌출부(141)의 "수평 단면"의 면적은 확장부(240)의 가로 폭(a)의 중심에서 가장자리로 갈수록 감소할 수 있다.

배출부(250)는 경사부(251)를 포함할 수 있다. 경사부(251)는 배출부(250)와 배출구(500) 사이에 위치할 수 있다. 경사부(251)는 배출부(250)의 최하류에 위치할 수 있다. 경사부(251)에서는 유로(200)의 바닥면이 하류측으로 갈수록 위로 경사지게 형성될 수 있다.

복수 개의 전자 부품(300)은 하우징(100)의 내부 공간에 위치할 수 있다. 복수 개의 전자 부품(300)은 하판(110, 냉각판)의 위에 배치될 수 있다. 하판(110, 냉각판)의 아래에는 냉각 물질이 흐르는 유로(200)가 형성되어 복수 개의 전자 부품(300)에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.

복수 개의 전자 부품(300)은 메인 기판(310), 복수 개의 발열 소자(320), 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)을 포함할 수 있다.

메인 기판(320)은 하판(110)의 위에 배치될 수 있다. 메인 기판(320)은 하판(110)과 상측으로 이격될 수 있다. 메인 기판(320)에는 다양한 전자 부품 칩이 실장될 수 있다. 메인 기판(320)에는 다양한 전자 부품 칩을 연결하는 회로가 형성될 수 있다. 메인 기판(320)은 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)과 전기적으로 연결될 수 있다.

복수 개의 발열 소자(320) 중 하나는 확장부(240)와 "수직 방향"으로 오버랩될 수 있다. 확장부(240)의 최대 "수평 면적"(10)은 "수직 방향"으로 오버랩되는 복수 개의 발열 소자(320) 중 하나의 최대 "수평 면적"(20)의 90% 이상일 수 있다. 확장부(240)의 최대 "수평 면적"(10)에서 "수직 방향"으로 오버랩되는 복수 개의 발열 소자(320) 중 하나와 "수직 방향"으로 오버랩되는 면적(30)은 30% 이상일 수 있다. 이 경우, 복수 개의 발열 소자(320) 중 확장부(240)와 "수직 방향"으로 오버랩되는 발열 소자는 다이오드 모듈(325)일 수 있다.

복수 개의 발열 소자(320)는 인덕터(321), 트랜스 포머(322), ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323), 스위칭 모듈(324), 다이오드 모듈(325) 및 도전 부재(326)를 포함할 수 있다.

인덕터(321), 트랜스 포머(322) 및 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)는 하판(110)의 상면에 배치될 수 있다. 스위칭 모듈(324)은 제1보조기판(330)에 실장될 수 있다. 다이오드 모듈(325)은 제2보조기판(340)에 실장될 수 있다. 도전 부재(326)는 트랜스 포머(322)와 다이오드 모듈(325)을 전기적으로 연결하는 부재일 수 있다.

인덕터(321), 트랜스 포머(322) 및 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)는 도전 부재에 의해 메인 기판(320)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하판(110)에서 인덕터(321), 트랜스 포머(322) 및 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)가 배치되는 부분에는 메인 기판(320)이 배치되지 않을 수 있다.

인덕터(321)는 전류의 평활과, ripple 전류를 저감하는 기능을 수행할 수 있다. 나아가 전류 흐름을 연속적으로 만들 수 있다. 즉, 인덕터(321)는 정류 기능을 수행할 수 있다. 인덕터(321)는 유로(200)의 유입부(210)와 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

트랜스 포머(322)는 전류를 승압시키거나 감압시키는 기능을 수행할 수 있다. 트랜스 포머(322)는 전력을 변환시키는 기능을 수행할 수 있다. 트랜스 포머(322)는 유로(200)의 제1커브부(220)와 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)는 경부하(light load, 輕負荷)를 제어할 수 있다. 즉, 경부하 효율 향상을 위한 보조적인 인덕터일 수 있다. ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)는 제2커브부(230)의 앞단과 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

스위칭 모듈(324)은 전류의 On/Off를 제어할 수 있다. 나아가 스위칭 모듈(324)은 트랜스 포머(322)와 통합되어 입력 DC를 감압하여 출력할 수 있다. 스위칭 모듈(324)은 제2커브부(230)와 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

다이오드 모듈(325)은 전류의 방향을 제어할 수 있다. 즉, 다이오드 모듈(325)은 전류를 특정 방향으로 이동시키는 기능을 수행할 수 있다. 다이오드 모듈(325)은 확장부(240)와 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

도전 부재(326)는 트랜스 포머(322)와 다이오드 모듈(325)을 전기적으로 연결할 수 있다.

제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)은 메인 기판(310)의 아래에 위치할 수 있다. 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)은 메인 기판(310)과 하측으로 이격될 수 있다. 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)은 하판(110)과 메인 기판(310) 사이에 배치될 수 있다. 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)은 별도의 도전 부재에 의해 메인 기판(310)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1보조기판(330)에는 스위칭 모듈(324)이 실장될 수 있다. 제2보조기판(340)에는 다이오드 모듈(325)이 실장될 수 있다.

유입구(400) 및 배출구(500)는 하우징(100)의 측판(120)의 일측에 위치할 수 있다. 유입구(400)를 통해 외부의 냉각 물질은 유로(200)로 유입될 수 있다. 배출구(500)를 통해 냉각 물질이 유로(200)에서 배출될 수 있다.

단자(600)는 하우징(100)의 측판(120)의 일측에 위치할 수 있다. 단자(600)는 유입구(400) 및 배출구(500)의 사이에 위치할 수 있다. 단자(600)에는 외부의 전원 장치가 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 단자(600)를 통해 복수 개의 전자 부품(300)에 외부의 전류가 공급될 수 있다.

1개 이상의 커넥터(700)는 하우징(100)의 측판(120)의 타측에 위치할 수 있다. 1개 이상의 커넥터(700)는 유입구(400) 및 배출구(500)의 반대편에 위치할 수 있다. 1개 이상의 커넥터(700)에는 외부의 전자 부품(일 예로, 전동 모터)이 전기적으로 연결될 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 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, 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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

하우징;
상기 하우징 내에 배치되는 복수 개의 전자 부품;
상기 하우징의 일영역에 형성되는 유로; 및
상기 유로를 덮는 하부 커버를 포함하고,
상기 유로는 타 영역보다 큰 면적을 갖는 확장부를 포함하고,
상기 하부 커버는 상기 확장부가 형성된 영역과 오버랩되어, 상기 유로 내 적어도 일부가 배치되는 돌출부를 포함하고,
상기 확장부의 가로 폭은 상기 확장부의 앞단의 유로의 가로 폭보다 크고, 상기 확장부의 세로 폭은 상기 확장부의 앞단의 유로의 세로 폭보다 작은 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 하판, 상기 하판에서 아래로 연장되는 제1측벽 및 상기 하판에서 아래로 연장되고 상기 제1측벽과 이격되는 제2측벽을 포함하고,
상기 유로는 상기 하판과 상기 제1측벽과 상기 제2측벽과 상기 하부 커버에 의해 형성되는 컨버터.
제2항에 있어서,
상기 돌출부의 돌출 높이는 상기 유로 내 냉각 물질의 이동 방향을 따라 증가하다가 감소하는 컨버터.
제3항에 있어서,
상기 돌출부는 수직 단면이 사각 형태이고, 상기 돌출부의 수직 단면의 면적은 상기 유로 내 냉각 물질의 이동 방향을 따라 증가하다가 감소하는 컨버터.
제3항에 있어서,
상기 돌출부의 수평 단면은 상기 하판을 향하여 볼록하게 곡률이 형성되는 형태이고, 상기 돌출부의 수평 단면의 면적은 상기 유로의 가로 폭의 중심에서 가장자리로 갈수록 감소하는 컨버터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유로의 수직 단면의 면적이 가장 큰 부분과 가장 작은 부분의 차이는 10% 이내인 컨버터.
제6항에 있어서,
상기 유로의 수직 단면의 면적은 상기 유로 내 냉각 물질의 이동 방향을 따라 동일한 컨버터.
제6항에 있어서,
상기 유로는 냉각 물질이 순차적으로 이동하는 유입부와 제1커브부와 제2커브부와 배출부를 더 포함하고, 상기 유입부와 상기 배출부는 상기 유로의 가로 폭 방향으로 이격되고, 상기 제1커브부와 상기 확장부는 상기 유로의 가로 폭 방향으로 이격되는 컨버터.
제8항에 있어서,
상기 유입부와 상기 배출부는 상호 평행하게 배치되고, 상기 제1커브부는 상기 확장부가 위치한 방향으로 볼록하게 곡률이 형성되고, 상기 제2커브부는 상기 제1커브부와 상기 확장부 사이의 공간이 위치한 방향과 반대 방향으로 볼록하게 곡률이 형성되는 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 하부 커버는, 타 영역보다 하방으로 돌출되는 제1실링부와, 제2실링부를 포함하고,
상기 제1실링부와 상기 제2실링부는 상기 유로의 형성 영역에 대응하여 폐루프 형상을 가지는 컨버터.