KR19980070603A

KR19980070603A - 필터회로 내장의 인버터 및 개선된 구성부품 냉각설비

Info

Publication number: KR19980070603A
Application number: KR1019980001418A
Authority: KR
Inventors: 시라이세이이찌
Original assignee: 니시무로다이조; 가부시끼가이샤도시바; 알랭 까리아; 쉬나이더 일렉트릭 에스.에이
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1998-10-26
Also published as: DE69822682T2; US5905647A; EP0854565A2; EP0854565B1; CN1189005A; EP0854565A3; DE69822682D1; CN1063882C; ES2217503T3; TW358261B; KR100332509B1

Abstract

본 발명은 정류회로, 인버터회로, 입력측 커패시터, 정류회로의 전단계에 배치되고 코일 및 출력측 커패시터를 구비한 필터회로, 인버터회로, 정류회로 및 필터회로를 수용하는 케이싱, 케이싱내에 설비된 제1 냉각실, 케이싱내에 설비되고 제1 냉각실에 인접하여 이것과 격리벽으로 격리된 제2 냉각실, 격리벽에 형성된 복수의 통기구멍, 그리고 제1 냉각실에 냉각 공기를 공급하고 또 통기구멍을 통해 제2 냉각실에 냉각 공기를 공급하는 팬을 구비한 인버터를 개시한다. 인버터회로는 제1 냉각실로 유입하는 냉각 공기에 의해 냉각되고, 필터회로의 코일은 제2 냉각실을 통해 흐르는 냉각 공기에 의해 냉각된다.

Description

필터회로 내장의 인버터 및 개선된 구성부품 냉각설비

본 발명은 일반적으로 가변 전압원, 가변 주파수원이 생성되는 인버터회로를 포함한 인버터에 관한 것이며, 특히 전기음을 경감하는 필터회로와 필터회로를 포함한 구성부품의 냉각설비가 갖추어진 인버터에 관한 것이다.

상술한 종류의 인버터에 있어서는, 인버터회로의 스위칭 동작에 전기음이 수반한다. 이러한 노이즈는 음향장치 등, 인버터의 주위에 배치된 장치에 장해를 발생시킬 원인이 되기도 한다. 이와 같은 문제에 비추어, 종래에는 전기음을 제거하기 위하여 필터회로를 전원측에 설치하고 있다. 도 18은 그러한 종래의 인버터의 예를 나타내고 있다. 도면에 나타낸 바와 같이 인버터(1)는 정류회로(2), 인버터회로(3) 등을 수용한 단일의 케이싱(4)으로 구성된다. 이것과 분리되어 외장형의 필터회로(5)가 전원과 인버터(1) 사이에 접속된다.

분리된 필터회로(5)를 포함하는 인버터(1)에서, 필터회로를 인버터(1)와 독립하여 설치할 경우에는 큰 설치공간을 필요로 한다. 더욱이 필터회로(5)를 정류회로(2)와 인버터회로(3)에 접속하는 배선이 길어지고, 또한 케이싱의 외부로 배선이 노출된다. 그 결과, 배선(6)으로부터 방사음이 방출된다. 근래에는 인버터와 함께 필터(5)를 사용하는 경우가 많아져서, 인버터에 악영향이 미치는 것을 방지하고 있다. 상기와 같은 이유 때문에 필터회로(5)를 정류회로(2), 인버터회로(3) 등과 더불어 케이싱(4)내에 수용하여 인버터를 소형화하는 것이 요구되고 있다.

그러나 종래의 필터회로(5)를 인버터의 케이싱내에 수용할 경우에는, 케이싱이 종래의 케이싱보다 훨씩 커진다. 더욱이 필터회로(5), 특히 그 코일은 대량의 열을 발생한다. 따라서 필터회로(5)를 인버터회로(3) 등과 함께 케이싱에 수용할 경우에는 케이싱내에 발생한 열량이 증가한다. 결과적으로 종래의 정류회로(2), 인버터회로(3) 등의 냉각설비에 부가해서 케이싱(4)내에 수용된 필터회로(5)를 충분히 냉각시키는 설비가 필요해진다.

따라서 본 발명의 목적은 인버터회로, 정류회로 및 필터회로를 단일의 케이싱에 수용할 수 있으며, 그 크기를 가능한 한 최소로 할 수 있는 인버터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 인버터회로, 정류회로 및 필터회로를 단일의 케이싱에 수용할 수 있으며, 이들 구성부품을 충분히 냉각시킬 수 있는 인버터를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 제1 실시예에서 커버를 떼어낸 상태의 인버터의 상부 평면도.

도 2는 영상 리액터의 정면도.

도 3은 영상 리액터 및 영상 인덕터용 철심을 수용하는 코일 케이싱의 사시도.

도 4는 후면에서 본 코일 케이싱의 사시도.

도 5는 입력측 인쇄회로기판, 영상 리액터 및 출력측 인쇄회로기판의 배선 접속을 나타낸 사시도.

도 6은 인버터 케이싱의 사시도.

도 7은 클로(clow)로 고정된 코일 케이싱의 사시도.

도 8은 인버터의 전기배치를 나타낸 개략도.

도 9는 본 발명에 의한 제2 실시예의 인버터를 나타낸, 도 1과 같은 상부 정면도.

도 10은 금속판 및 금속판과 인버터 철심의 구멍을 통해 연장하는 전원선을 나타낸 사시도.

도 11은 본 발명에 의한 제3 실시예의 인버터를 나타낸, 도 6과 같은 도면.

도 12는 케이싱의 종측 단면.

도 13은 케이싱과 인버터의 수용 단면 확대 사시도.

도 14는 인버터의 후면에서 본, 알루미늄 다이 캐스트 방열판의 사시도.

도 15는 필터회로의 배선 패턴을 나타낸 도면.

도 16은 알루미늄 다이 캐스트 방열판내의 냉각 공기 유로를 나타낸 도면.

도 17은 필터회로의 변형례를 설명하기 위한 개략도.

도 18은 종래의 인버터 및 필터회로의 배치를 설명하기 위한 개략도.

본 발명은 정류회로 및 인버터회로를 수용하는 케이싱을 구비한 인버터로서, 입력측 커패시터, 코일 및 출력측 커패시터를 구비한 필터회로가 특징이며, 이 필터회로는 정류회로의 전단계에 배치되는 것을 특징으로 하는 인버터를 제공한다.

종래의 기술에서, 인버터회로와 정류회로를 수용한 케이싱과 독립하여 필터회로를 설치할 경우에는, 필터회로와 정류회로 사이를 접속하는 배선이 길어지고, 또 케이싱의 외부로 배선이 노출된다. 그 결과 접속선으로부터 방사음이 발생한다. 배선으로부터 발생하는 노이즈를 경감하기 위해서는 전원측으로 귀환하는 도전음을 억제할 필요가 있다. 이와 같은 목적을 위해서는 고가의 고성능 대형의 필터회로를 필요로 한다.

본 발명의 인버터에 의하면, 필터회로와 정류회로 사이의 접속선의 길이를 감소할 수 있고, 필터회로를 정류회로 및 인버터회로와 함께 케이싱에 수용할 수가 있다. 결과적으로 필터회로와 정류회로 사이의 접속 배선으로부터 발생하는 방사음을 경감할 수 있다. 도전음은 감소시킬 필요가 없기 때문에 필터회로를 소형화할 수가 있다. 따라서 필터회로를 정류회로 및 인버터회로와 함께 케이싱에 수용하여도 인버터의 크기를 감소할 수가 있다.

코일은 서로 다른 방향으로 연장하는 입력측 단부와 출력측 단부를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우에, 입출력측 커패시터는 그 사이에 배치된 코일과는 상이한 방향으로 분리한다. 필터회로의 출력측으로부터 입력측으로 귀환하는 노이즈의 중첩을 방지하기 때문에 필터회로, 따라서 인버터를 소형화할 수가 있다.

인버터는 입력측 커패시터가 탑재된 입력측 인쇄회로기판과 출력측 커패시터가 탑재된 출력측 인쇄회로기판을 특징으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 코일의 입출력측 단부 중의 하나는 핀 형상으로 하고, 다른 단부는 코일의 선재를 배선 형상으로 연장한다. 핀 형상 단부는 대응하는 인회기판에 용이하게 접속시킬 수가 있다. 다른 단부는 배선 형상으로 되어 있기 때문에, 입출력측 회로기판 서로를 용이하게 분리할 수가 있다. 그리고 필토회로의 배치는 케이싱내의 수용공간에 따라 선택적으로 변경할 수가 있다.

필터회로와 정류회로는 출력측 인쇄회로기판이 정류회로상에 일체로 탑재된 경우에는, 배선을 사용하지 않고도 서로를 접속할 수가 있다. 그 결과, 노이즈가 더욱 감소된다.

또한 인버터는 환상 철심의 영상 인덕터를 특징으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 입력측 인쇄회로기판에 접속된 전원선, 입출력측 인쇄회로기판 사이에 접속되는 배선 또는 배선들, 및 출력측 인쇄회로기판에 접속된 출력선의 어느 것이건 철심을 통과한다. 이와 같이 철심을 배치하면, 전원선과 출력선 사이의 부분에서 발생하는 노이즈를 경감할 수가 있다.

또한 인버터는 코일을 수용하는 코일 케이싱을 특징으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 코일 케이싱내에 철심을 수용한다. 케이싱에 전원선이나 인버터회로로부터 연장하는 출력선이 통과하는 관통구멍을 가질 경우에는, 이 케이싱의 구멍에 대응하도록 철심을 케이싱내에 배치한다. 케이싱은 코일 케이싱을 고정하는 고리가 있는 것이 바람직하다.

또한 인버터는 케이싱내에 설비된 제1 냉각실, 케이싱내에 설비되고 제1 냉각실에 인접하여 이것과 격리벽으로 격리된 제2 냉각실, 격리벽에 형성된 복수의 통기구멍, 그리고 제1 냉각실에 냉각 공기를 공급하고 또 통기구멍을 통해 제2 냉각실에 냉각 공기를 공급하는 팬을 특징으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에서는, 인버터회로가 제1 냉각실에 유입하는 냉각 공기에 의해 냉각되고, 필터회로의 코일은 제2 냉각실을 통과해서 흐르는 냉각 공기에 의해 냉각된다. 필터회로, 정류회로 및 인버터회로가 케이싱내에 일체로 설치되기 때문에, 인버터회로와 필터회로는 팬에 의해 제1 냉각실 및 제2 냉각실에 공급되는 냉각 공기로 충분히 냉각된다. 팬으로부터 제2 냉각실로 공급되는 냉각 공기를 안내하기 위해서 안내부재를 설치하는 것이 바람직하다. 이 안내부재는 제1 냉각실과 대향한 격리벽의 측면에 있는 통구구멍 중의 어느 하나의 근방에 배치하는 것이 요망된다.

본 발명은 또한 필터회로, 정류회로 및 인버터회로를 구비한 인버터로서, 제1 냉각실 및 이것과 서로 인접하여 격리벽으로 격리된 제2 냉각실, 복수의 통기구멍을 갖는 격리벽, 및 제1 냉각실에 냉각 공기를 공급하고 또한 통기구멍을 통해 제2 냉각실에 냉각 공기를 공급하여, 제1 냉각실에 유입하는 냉각 공기에 의해 인버터회로를 냉각하고, 제2 냉각실을 통해 흐르는 냉각 공기에 의해 필터회로를 냉각하는 팬을 갖는 냉각 케이싱을 특징으로 하는 인버터를 제공한다.

[실시예]

다음에 본 발명을 도면을 참조하여 실시예를 들어 설명한다.

본 발명의 제1 실시예를 도 1∼도 8을 참조하여 설명한다. 제1 실시예에서는, 5.5∼15kW 범위의 전류용량을 갖는 대형 인버터에 본 발명을 적용한 예이다.

도 8은 제1 실시예의 인버터(11)의 전기배치를 개략적으로 나타낸 것이다. 인버터(11)는 케이싱(36)(도 6 참조)에 수용되어 있다. 정류회로(12)는 DC 버스(13, 14)를 통해 인버터회로(15)에 접속되어 있다. 통상 릴레이(16)의 개접점(open contact)은 DC 버스(13)에 접속된다. DC 버스(13, 14) 사이에는 2개의 평활 주회로 커패시터(17, 18)가 접속되어 있다. 필터회로(19)는 정류회로(12)의 전단계에 설치된다.

정류회로(12)는 6개의 3상 브리지접속의 다이오드(12a∼12f)로 된다. 이들 다이오드(12a∼12f)는, 예를 들어 본 실시예의 직방형 패키지(도시하지 않음)로 조립된다. 인버터회로(15)는 인버터 주회로(20)와 인버터 주회로(20)의 스위칭 동작을 제어하는 제어회로(21)로 된다. 인버터 주회로(20)는 스위칭소자가 되는 6개의 트랜지스터(22a∼22f)와 무효전류를 처리하는 피드백 다이오드(23a∼23f)로 된다. 트랜지스터(22a∼22f)와 피드백 다이오드(23a∼23f)는 DC 버스(13, 14) 사이에서 3상 브리지접속된다. 인버터 주회로(20)는 본 실시예에서는 거의 직방형인 패키지로 조립된다. 필터회로(19)는 3개의 커패시터(24a∼24c)로 된 입력측 커패시터회로(24), 3상 코일(25a∼25c)로 된 영상 리액터(공통 모드 철심 리액터), 및 4개의 커패시터(26a∼26d)로 된 출력측 커패시터회로(26)를 구비한다.

영상 리액터(25)는 3상 코일(25a∼25c)이 도 2에 나타낸 바와 같이 감긴 철심(27)으로 된다. 이 영상 리액터(25)는 도 3과 같이 앞면이 열려 있는 직방형의 코일 케이싱(28)내에 수용되어 있다. 영상 리액터(25)는, 예를 들어 코일 케이싱(28)의 저부(28a)에 수지로 고정된다. 코일(25a∼25c)의 출력측 단부(29a∼29c)는 코일 케이싱(28)의 개구를 통해 외측으로 연장한다. 출력측 단부(29a∼29c)의 각각은 각 코일의 선재를 연장하여 배선 형상으로 형성한다. 도 3에는 영상 리액터(25)의 코일(25a∼25c)은 생략되어 있다.

영상 인덕터의 환상 철심(30)은 코일 케이싱(28)내에 영상 리액터(25)의 내부에 위치하여 설치되어 있다. 이 영상 인덕터 철심(30)을 통해 출력측 단부(29a∼29c)가 통과한다. 도 3에는 각 단부와 영상 인덕터 철심(30) 사이의 위치관계의 특징을 나타내기 위하여, 코일 케이싱(28)내의 출력측 단부(29a∼29c)의 위치를 간략화하고 있다. 핀 단자(31a∼31c)는 도 4에 나타낸 바와 같이 코일 케이싱(28)의 후면으로부터 돌출한다. 코일(25a∼25c)의 입력측 단부(32a∼32c)는 각각 핀 단자(31a∼31c)에 접속된다. 따라서 각 코일(25a∼25c)의 입력측 단부(32a∼32c)와 출력측 단부(29a∼29c)는 서로 다른 방향으로 연장한다.

입력측 커패시터회로(24)를 구성하는 3개의 커패시터(24a∼24c)는 도 5에 나타낸 바와 같이 입력측 인쇄회로기판(33)상에 탑재된다. 입력측 인쇄회로기판(33)에는 핀 단자(31a∼31c)에 각각 대응하는 3개의 관통구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 핀 단자(31a∼31c)는 각 관통구멍을 통해 삽입되어, 입력측 커패시터회로(24)가 코일(25a∼25c)에 전기적으로 접속되게 납땜된다. 도 5에 나타낸 3상 배선(34a∼34c)은 케이싱(36)내에 설치된 주회로 단자판(도시하지 않음)의 각 단자에 접속된다. 도 1에는 3상 배선(34a∼35c)을 단일의 중계선으로 나타내고 있다. 핀 단자(31a∼31c)는 입력측 인쇄회로기판(33)이 코일 케이싱(28)에 고정되도록 납땜한다. 그 외에 코일 케이싱(28)에 나사로 더욱 죌 경우에는, 입력측 인쇄회로기판(33)을 코일 케이싱(28)에 확실하게 고정시킬 수가 있다.

출력측 커패시터회로(26)를 구성하는 4개의 커패시터(26a∼26d)는 도 5에 나타낸 바와 같이 출력측 인쇄회로기판(35)상에 탑재된다. 출력측 인쇄회로기판(35)에는 3개의 실형 접속단자(35a∼35c)가 설치되어 있다. 코일(25a∼25c)의 출력측 단부(29a∼29c)는 출력측 커패시터회로(26)가 코일(25a∼25c)에 전기적으로 접속되게 각각 접속단자(35a∼35c)에 접속된다.

상술한 필터회로(19), 정류회로(12), 인버터회로(15) 등은, 예를 들어 도 6에 나타낸 바와 같이 플라스틱재로 된 케이싱(36)내에 수용된다. 이 케이싱(36)은 냉각부(37)와 냉각부(37) 위에 설비된 수용부(38)로 되어 있다. 축류 팬으로 된 팬(39)은, 예를 들어 냉각부(37)의 한 측면에 설치된다. 냉각부(37)는 팬(39)이 설치된 측과 반대측이 개구측(도시하지 않음)으로 되어 있다. 냉각부(37)에는 팬(39)과는 반대측에 복수의 알루미늄 방열판(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 팬(39)이 작동하면 냉각 공기는 냉각부(37)에 유입되고, 방열판으로부터 열을 흡수하여 외부로 방열한다.

수용부(38)에는 케이싱 본체(40)와 케이싱 본체(40)의 상부 개구를 덮는 커버(41)가 있다. 커버(41) 위에는 조작 스위치(42a), 표시반(42b) 등으로 된 조작반(42)이 설치된다. 케이싱 본체(40)의 한 측면에는 방열을 위한 다수의 통기구멍(40a)이 형성되어 있다. 수용부(38)의 한 측면에는 3개의 배선구멍(44a)이 있는 금속판(44)이 부착된 직방형의 창(43)이 형성되어 있다.

도 1은 커버(41)를 뗀 상태의 수용부(38)의 케이싱 본체(40)를 나타낸 것이다. 창(43)의 전 외주면에 연장하여 홈(43a)이 형성되어 있다. 커버(41)를 뗀 상태에서 케이싱 본체(40)의 홈(43a)에 금속판(44)을 삽입한 후에, 창(43)에 대응하는 커버(41)측에 형성된 홈(도시하지 않음)에 금속판(44)이 삽입된 케이싱 본체(40) 위에 커버(41)를 고정하여, 금속판(44)이 창(43)에 부착되도록 한다. 금속판(44)의 구멍(44a)들에는 일단이 전원에 접속된 전원선(47)(도 1에만 도시되어 있음)과 인버터회로(15)에 접속된 출력선(도시하지 않음)이 각각 통과한다. 전원선(47)의 다른 일단은 상술한 주회로 단자판에 접속된다.

케이싱 본체(40)의 상부 우측 내부에는 도 1에 나타낸 바와 같이 인버터회로(15)를 구성하는 인버터 주회로(20)가 배치되어 있다. 수용부(38)내의 인버터 주회로(20)의 하부에는 도 1에 나타낸 바와 같이 정류회로(12)가 배치된다. 케이싱 본체(40)의 저부(40b)에는 인버터 주회로와 정류회로가 냉각부(37)의 알루미늄 다이캐스트 방열판의 상면에 위치하도록, 인버터 주회로(20)와 정류회로(12)에 각각 대응하는 2개의 직방형 개구(도시하지 않음)가 형성 되어 있다. 케이싱 본체(40)내의 인버터 주회로(20)의 좌측에는 주회로 커패시터(17, 18)가 배치되어 있다. 또한 주회로 커패시터(18)의 하부에는 릴레이(16)가 배치된다. 케이싱 본체(40)의 저부(40b)에는 또한 릴레이(16)와 주회로 커패시터(17, 18)가 냉각부(37)를 통과하는 냉각 공기에 의해 냉각되도록, 릴레이(16)와 주회로 커패시터(17, 18)에 각각 대응하여 개구(도시하지 않음)가 형성되어 있다.

케이싱 본체(40)의 남은 공간에는 필터회로(19)가 배치되어 있다. 구체적으로는 필터회로(19)의 영상 리액터(25)를 수용하는 코일 케이싱(28)이 도 1에 나타낸 바와 같이 릴레이(16)의 하부에 위치하도록, 입력측 인쇄회로기판(33)에 고정된다. 코일 케이싱(28)은 케이싱 본체(40)에 확실히 고정되도록, 케이싱 본체(40)의 저부(40a)로부터 직립한 벽(45)과 탄성이 있는 고리(46) 사이에 홀딩되어 있다. 고리(46)가 벽(45)의 반대방향으로 휠 경우에는, 고리(46) 단부의 먼 부위와 벽(45) 사이의 공간이 신장되어, 코일 케이싱(28)이 벽(45)과 고리(46) 사이에 배치하게 된다.

출력측 인쇄회로기판(35)은 출력측 커패시터(26)이 정류회로(12)에 전기적으로 접속되도록, 실형 접속단자(35a∼35c)에 의해 정류회로(12)의 패키지에 나사 체결된다. 제어회로(21)는 조작 스위치(42a) 및 표시반(42b)과 함께 인쇄회로기판에 탑재되고, 이 인쇄회로기판은 도시하지는 않지만 커버(41)에 고정된다. 주회로 단자판은 도시하지는 않지만 필터회로(19) 위에, 그 사이에 소정의 공간을 두고 수용부(38)내에 배치된다. 또한 케이싱 본체(40)의 저부(40b)에는 필터회로가 냉각부(37)을 통해 흐르는 냉각 공기에 의해 냉각되도록, 필터회로(19)에 대응하는 개구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 냉각부(37)내의 냉각 공기는 저부(40b)의 개구를 통해 수용부(38)로 유입하여, 수용부(38)내에 수용된 구성부품들을 냉각한다.

상술한 실시예에 의하면, 필터회로(19)는 정류회로(12) 및 인버터회로(15)와 더불어 케이싱(18)에 수용된다. 그 결과 인버터의 크기가 감소된다. 환언하자면 필터회로(19)가 수용부(38)내의 정류회로(12)에 보다 가깝게 배치되므로, 필터회로(19)와 정류회로(12) 사이의 접속거리를 단축할 수가 있다. 따라서 필터회로(19)와 정류회로(12)의 접합점에서 발생하는 노이즈를 경감할 수가 있다. 이렇게 하면 필터회로, 나아가서는 인버터(11)를 보다 소형화할 수 있게 해준다. 결과적으로 인버터의 제조원가가 경감되고, 또 그 설치공간이 저감된다.

본 실시예에서는 특히 출력측 인쇄회로기판(35)을 정류회로(12)가 조립되어 있는 패키지에 나사로 죔으로써, 출력측 커패시터회로(26)를 정류회로(12)에 접속하도록 되어 있다. 이렇게 하여 필터회로(19)를 배선을 사용하지 않고도 정류회로(12)에 접속할 수 있게 되므로, 노이즈를 더욱 경감할 수가 있다.

영상 리액터(25)에서는 각 코일(25a∼25c)의 입력측 단부(32a∼32c)와 출력측 단부(29a∼29c)가 서로 다른 방향으로 연장한다. 따라서 필터회로(19)의 입력측 커패시터회로(24)와 출력측 커패시터회로(26)를 서로 분리할 수 있으므로, 필터회로(19)의 출력측으로부터 입력측으로의 노이즈가 중첩되는 것을 방지할 수가 있다. 그 결과 필터회로(19)를 케이싱(36)에 내장하는 경우라도, 필터회로(19)의 노이즈 제거성능이 감소하는 것을 방지할 수가 있다.

영상 리액터(25)의 입력측 단부(32a∼32c)는 각각 핀 단자(31a∼31c)에 접속된다. 그리고 이 핀 단자(31a∼31c)는 입력측 인쇄회로기판(33)의 구멍에 삽입되어, 영상 리액터(25)가 입력측 인쇄회로기판(33)에 접속되도록 한다. 결과적으로 영상 리액터(25)를 입력측 인쇄회로기판(33)에 접속할 때에 배선을 필요로 하지 않으며, 코일 케이싱(28)을 입력측 인쇄회로기판(33)에 용이하게 부착시킬 수가 있다.

영상 리액터(25)의 출력측 단부(29a∼29c)는 코일(25a∼25c)의 선재를 연장함으로써 배선 형상으로 형성할 수가 있다. 이렇게 하면 출력측 인쇄회로기판(35)을 코일 케이싱(28)과 분리할 수 있으므로, 입력측 및 출력측 인쇄회로기판(33, 35) 상호간을 확실하게 분리할 수가 있다. 더욱이 코일 케이싱(28)과 출력측 인쇄회로기판(35)의 배치를 수용부(38)내 필터회로(19)의 수용공간에 따라 변경할 수가 있다.

출력측 인쇄회로기판(35)은 정류회로(12)에 나사로 죄어진다. 이렇게 하면 출력측 인쇄회로기판(35)과 정류회로를 소형화할 수가 있다. 더욱이 배선을 사용하지 않고 필터회로(19)를 정류회로(12)에 접속하므로, 노이즈를 더욱 경감할 수가 있다.

영상 리액터(25)의 출력측 단부(29a∼29c)는 환상 영상 인덕터 철심(30)을 통과하여 연장한다. 그 결과, 이 영상 인덕터 철심에 의해 노이즈를 더욱 경감할 수가 있다. 상술한 실시예에서, 영상 인덕터 철심(30)은 코일 케이싱(25)내의 영상 리액터(25)의 내부에 배치된다. 그 결과 수용부(38)내에 철심(30)을 수용할 특별한 수용공간을 필요로 하지 않으며, 따라서 케이싱(36)과 인버터(11)를 더욱 소형화할 수가 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예를 나타낸다. 본 제2 실시예의 제1 실시예와 다른 점을 하기에 설명한다. 제2 실시예에서 제1 실시예의 경우와 동일한 부분이나 부품에는 동일 부호를 붙인다. 제2 실시예에서는 영상 인덕터 철심(51)은 코일 케이싱(28)내에 수용되는 대신에, 수용부(38)의 내부에 대향하여 금속판(44)의 한쪽에 본딩되어 있다. 이 경우에 철심(51)은 도 10에 나타낸 바와 같이, 금속판(44)의 3개의 구멍(44a) 중의 하나에 부합되게 금속판(44)에 고정한다. 따라서 구멍(44a)을 통해 삽입하면, 이 영상 인덕터 철심(51)을 통해 전원선(47)도 통과하게 된다. 이렇게 하면, 철심(51)을 통해 전원선(47)이 통과하게 하는 효율이, 철심(51)을 전원선의 중간부분에 위치하도록 삽입하는 경우에 비해 개선된다. 또한 철심(51)이 금속판(44)에 고정되므로, 금속판(44) 근방의 공간을 철심(51)을 위한 수용공간으로서 유용하게 활용할 수가 있다.

도 11∼도 15는 본 발명의 제3 실시예를 나타낸다. 본 제3 실시예의 제1 실시예와 다른 점을 하기에 설명한다. 제3 실시예에서 제1 실시예의 경우와 동일한 부분이나 부품에는 동일 부호를 붙인다. 제3 실시예에서는, 본 발명을 전류용량이 0.75∼4KW의 소형 인버터에 적용한 것이다.

도 11을 참조하면, 인버터(11)는 케이싱(36) 대신에 케이싱(61)내에 수용되어 있다. 케이싱(61)은 냉각 케이싱(62)과 냉각 케이싱(62)상에 배치된 플라스틱 수용부(63)로 되어 있다.

냉각 케이싱(62)과 수용부(63)의 구성을 도 12∼도 14를 참조하여 설명한다. 냉각 케이싱(62)은 제1 냉각실 역할을 하는 방열판부(65)와 제2 냉각실 역할을 하는 필터회로 수용부(66)로 되어 있다. 방열판부(65)와 필터회로 수용부(66)는 격리벽(64)으로 격리된다. 격리벽(64)에는, 예를 들어 방열판부(65)와 필터회로 수용부(66)가 연통하는 통기구멍(67, 68)이 형성되어 있다. 팬(39)은 방열판부(65)에 대응하여 냉각 케이싱(62)의 한쪽에 탑재된다.

방열판부(65)는 팬(39)이 탑재한 쪽의 반대측이 열려 있고, 바닥도 열려 있다. 방열판부(65)는 또한 격리벽(64)에 평행하여 일체로 형성된 복수의 평탄한 방열판(69) 위에 천정이 있다. 방열판부(65)측의 격리벽(64) 측면에는 안내부재 역할을 하는 안내판(70)이 통기구멍(68)보다는 통기구멍(67)에 더 가깝게 배치되어 탑재된다. 팬(39)을 구동하면, 방열판부(65)에 냉각 공기가 유입한다. 냉각 공기의 일부가 안내판(70)에 충돌하여 통기구멍(67)측으로 향하게 하고, 냉각 공기의 다른 일부는 각기 방열판(69)의 하나와 그것과 인접한 것 사이의 공간을 통과하도록 한다. 통기구멍(67)을 통해 필터회로 수용부(66)에 유입한 냉각 공기는 다른 통기구멍(68)을 통해 방열판부(65)에 귀환하도록 한다.

필터회로 수용부(66)는 상부가 열려 있고, 그 내부에는 필터회로(19)가 탑재된 필터회로기판(71)이 수용되어 있다. 영상 리액터(25)는 필터회로기판(71)의 중앙부분상에 탑재된다. 도면에는 영상 리액터(25)의 철심(27)만이 도시되고, 그 코일(25a∼25c)은 생략되어 있다. 필터회로기판(71)의 우측 및 좌측부분에는 각각 입력 및 출력측 커패시터(24, 26)가 영상 리액터(25)를 사이에 두고 탑재되어 있다.

필터회로기판(71)에는 도 15에 나타낸 바와 같이 영상 리액터(25)의 각 입력측 단부(32a∼32c)(도 2 참조)를 입력측 커패시터회로(24)에 접속하는 입력측 배선패턴(72a∼72c)이 형성되어 있다. 필터회로기판(71)에는 또한 영상 리액터(25)의 각 출력측 단부(29a∼29c)(도 2 참조)를 출력측 커패시터회로(26)에 접속하는 출력측 배선패턴(73a∼73c)이 형성되어 있다. 따라서 필터회로(19)의 입력측도 역시 그 출력측과 분리된다.

수용부(63)는 하부측이 열려 있고, 냉각 케이싱(62)의 상면을 덮는 직방형의 박스로 형성된다. 수용부(63)의 한쪽에는 열린 창(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 수용부(63)에는 도 11에 나타낸 바와 같이 창을 덮도록 금속판(44)이 나사로 죄어진다. 수용부(63)의 다른 쪽에는 다수의 통기구멍(63a)이 형성되어 있다. 수용부(63)의 상부에는 조작 스위치(42a), 표시반(42b) 등으로 된 조작반(42)이 탑재되어 있다.

수용부(63)에 설치된 구동회로기판(74)과 제어회로기판(75)을 도 12 및 도 13에 나타낸다. 구동회로기판(74)는 사이에 격리판(74a)(도 12에만 도시함)을 개재하여 냉각 케이싱(62)의 상부에 나사로 죄어진다. 따라서 냉각 케이싱(62)의 필터회로 수용부(66)의 상부 개구는 구동회로기판(74)의 절반부분으로 덮인다.

구동회로기판(74)의 상면에는 릴레이(16), 주회로 커패시터(17, 18) 및 주회로 단자판(74)이 탑재된다. 구동회로기판(74)의 하부측에는 인버터 주회로(20)와 정류회로(12)를 성형하여 설치한 평탄한 패키지(77)가 탑재되어 있다. 이 패키지(64)로부터의 방열이 방열판부(65)에 효율적으로 전도할 수 있도록, 방열판부의 상면에 패키지(77)를 나사로 죄어 밀착시킨다. 또한 구동회로기판(74)과 필터회로기판(71) 사이에는, 정류회로(12)와 필터회로(19) 사이를 접속하는 접속선(79)과 필터회로(19)와 주회로 단자판(76) 사이를 접속하는 중계선(80)이 접속되어 있다.

또한 수용부(63)의 천정에는 제어회로기판(75)이 나사로 죄어 있다. 제어회로기판(75)은 구동회로기판(74)측의 접속기(78a)와 제어회로기판(75)측의 접속기(78b)에도 접속되어 있는 접속 케이블(78)을 통해서 구동회로기판(74)에 전기적으로 접속된다. 제어회로기판(75)상에는 조작 스위치(42a), 표시반(42b) 및 제어 단자판(79)이 탑재되어 있다.

제3 실시예에 의하면, 인버터회로(20), 따라서 패키지(77)는 인버터(11)가 구동함에 따라 가열한다. 또한 팬(39)을 구동하면 냉각 공기는 도 16의 화살표 A로 나타낸 바와 같이 방열판부(65)로 유입한다. 냉각 공기의 일부는 각기 방열판(69)의 하나와 그것과 인접하는 것 사이의 공간을 통해 흐른다. 패키지(77)가 방열판부(65)의 상면에 밀접하게 부착되어 있으므로, 패키지(77)에 의해 생성된 열은 효과적으로 방열판부(65)에 전달됨으로써, 이 열이 각기 방열판(69)의 하나와 그것과 인접하는 것 사이의 공간을 통해 흐르는 냉각 공기에 방열된다.

인버터(11)를 구동하면, 필터회로(19), 특히 영상 리액터(25)가 가열한다. 방열판부(65)에 유입한 냉각 공기의 일부는 안내판(70)에 의해 안내되어, 도 16의 화살표 B로 나타낸 바와 같이 통기구멍(67)을 통해 필터회로 수용부(66)에 유입한 후에 통기구멍(68)을 통해 방열판부(65)측으로 흐른다. 그 결과, 이 필터회로 수용부(66)를 통해 흐르는 냉각 공기에 의해 필터회로(19)를 냉각할 수가 있다.

제3 실시예에서는 냉각 케이싱(62)이 방열판부(65)와 필터회로 수용부(66)로 분할되어 있다. 인버터회로(15)와 정류회로(12)는 방열판부(65)를 통해 흐르는 냉각 공기에 의해 냉각되고, 필터회로(19)는 필터회로 수용부(66)를 통해 흐르는 냉각 공기에 의해 냉각된다. 그 결과, 필터회로(19)가 인버터회로(15) 및 정류회로(12)와 함께 케이싱(61)내에 수용되드라도, 필터회로(19)를 인버터 주회로(20) 및 정류회로(12)와 더불어 충분히 냉각할 수가 있다.

본 발명은 도면을 참조하여 설명한 상기 각 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 하기와 같은 변형례 등에 의해서도 실시할 수가 있다. 즉 영상 인덕터 철심(30) 또는 영상 인덕터 철심(51)은, 그 외측 단부(29a∼29c)가 철심을 통과하거나, 또는 전원선(47)이 철심을 통과하도록 배치한다. 그러나 도 17에 나타낸 바와 같이 영상 인덕터 철심(30)은, 리액터(25)를 각각 입력측 커패시터회로(24)와 출력측 커패시터회로(26)에 접속하는 배선 (81) 또는 배선(82)이 철심을 통과하거나, 또는 필터회로(19)를 전원에 접속하는 배선(83) 또는 필터회로(19)를 정류회로(12)에 접속하는 배선(84)이 철심을 통과하도록 배치할 수가 있다. 상기 어느 경우이건 동일한 노이즈 경감을 기할 수가 있다. 그리고 상기 제3 실시예에서, 영상 인덕터 철심은 적절한 배선이 철심을 통과할 수 있도록 배치할 수가 있다.

제1 및 제2 실시예에서는 코일(25a∼25c)의 입력측 단부(32a∼32c)를 배선 형상으로 형성하여, 코일 케이싱(28)과 입력측 인쇄회로기판(33)에 물리적 공간이 생기도록 접속하고 있다. 또한 출력측 단부(29a∼29c)를 핀 형상으로 형성하여, 코일 케이싱(28)과 출력측 인쇄회로기판(33)에 직접 접속하고 있다.

입력측 및 출력측 커패시터회로(24, 26) 각각의 커패시터의 개수는 3개 또는 4개에 한정되는 것은 아니고, 그 이외의 적당 개수의 커패시터를 설치할 수가 있다. 또한 통기구멍(17, 18)의 개수도 2개에 한정되는 것이 아니고, 3개 이상의 통기구멍을 형성할 수가 있다.

상기한 설명과 도면은 본 발명의 원리를 설명한 것에 지나지 않으며, 따라서 한정된 의미로 해석해서는 안 될 것이다. 여러 가지 변화나 변형이 가능함은 당 업자에게는 명백할 것이다. 그와 같은 모든 변화나 변형은 하기 청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 범위에 속한 것으로 본다.

본 발명은 인버터회로, 정류회로 및 필터회로를 단일의 케이싱에 수용할 수 있으며, 그 크기를 가능한 한 최소로 할 수 있는 인버터를 제공한다.

또한 본 발명은 인버터회로, 정류회로 및 필터회로를 단일의 케이싱에 수용할 수 있으며, 이들 구성부품을 충분히 냉각시킬 수 있는 인버터를 제공한다.

Claims

정류회로 및 인버터회로를 수용하는 케이싱을 구비한 인버터로서, 입력측 커패시터, 코일 및 출력측 커패시터를 구비한 필터회로가 특징이며, 이 필터회로는 정류회로의 전단계에 배치되는 것을 특징으로 하는 인버터.
제1항에 있어서,

코일은 서로 다른 방향으로 연장하는 입력측 단부와 출력측 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 인버터.
제2항에 있어서, 인버터는 입력측 커패시터가 탑재된 입력측 인쇄회로기판과 출력측 커패시터가 탑재된 출력측 인쇄회로기판이 특징이며, 코일의 입출력측 단부 중의 하나는 핀 형상으로 하고, 다른 단부는 코일의 선재를 배선 형상으로 연장하 는 것을 특징으로 하는 인버터.
제3항에 있어서, 필터회로와 정류회로는 출력측 인쇄회로기판이 정류회로상에 일체로 탑재되는 것을 특징으로 하는 인버터.
제3항 또는 제4항에 있어서, 환상 철심의 영상 인덕터가 특징이며, 입력측 인쇄회로기판에 접속된 전원선, 입출력측 인쇄회로기판 사이에 접속되는 배선 또는 배선들, 및 출력측 인쇄회로기판에 접속된 출력선의 어느 것이건 철심을 통과하는 것을 특징으로 하는 인버터.
제5항에 있어서, 코일을 수용하는 코일 케이싱이 특징이며, 이 코일 케이싱내에 철심을 수용하는 것을 특징으로 하는 인버터.
제5항에 있어서, 케이싱은 전원선이나 인버터회로로부터 연장하는 출력선이 통과하는 관통구멍을 가지며, 이 케이싱의 구멍에 대응하도록 철심을 케이싱내에 배치하는 것을 특징으로 하는 인버터.
제6항에 있어서, 케이싱은 코일 케이싱을 고정하는 고리가 있는 것을 특징으로 하는 인버터.
제1항에 있어서, 케이싱내에 설비된 제1 냉각실, 케이싱내에 설비되고 제1 냉각실에 인접하여 이것과 격리벽으로 격리된 제2 냉각실, 격리벽에 형성된 복수의 통기구멍, 그리고 제1 냉각실에 냉각 공기를 공급하고 또 통기구멍을 통해 제2 냉각실에 냉각 공기를 공급하는 팬을 특징으로 하는 인버터로서, 인버터회로는 제1 냉각실에 유입하는 냉각 공기에 의해 냉각되고, 필터회로의 코일은 제2 냉각실을 통과해서 흐르는 냉각 공기에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 인버터.
팬으로부터 제2 냉각실로 공급되는 냉각 공기를 안내하기 위한 안내부재가 특징이며, 이 안내부재는 제1 냉각실과 대향한 격리벽의 측면에 있는 통기구멍 중의 어느 하나의 근방에 배치되는 것을 특징으로 하는 인버터.
필터회로, 정류회로 및 인버터회로를 구비한 인버터로서, 제1 냉각실 및 이것과 서로 인접하여 격리벽으로 격리된 제2 냉각실, 복수의 통기구멍을 갖는 격리벽, 및 제1 냉각실에 냉각 공기를 공급하고 또한 통기구멍을 통해 제2 냉각실에 냉각 공기를 공급하여, 제1 냉각실에 유입하는 냉각 공기에 의해 인버터회로를 냉각하고, 제2 냉각실을 통해 흐르는 냉각 공기에 의해 필터회로를 냉각하는 팬을 갖는 냉각 케이싱이 특징인 인버터.
제11항에 있어서, 팬으로부터 제2 냉각실로 공급되는 냉각 공기를 안내하기 위한 안내부재가 특징이며, 이 안내부재는 제1 냉각실과 대향한 격리벽의 측면에 있는 통기구멍 중의 어느 하나의 근방에 배치되는 것을 특징으로 하는 인버터.