KR200235545Y1 - 피씨비 방열 새시 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무접점 스위칭 과정에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 발산시켜 무접점 스위칭 작용하는 반도체 소자를 비롯한 컨트롤러의 열 손상을 방지할 수 있는 피씨비 방열 새시를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이 피씨비 방열 새시는 압출 성형된 알루미늄 본체(1) 내측에 피씨비 장착 공간(s)을 형성하고, 본체(1)의 외측에 방열핀(7,7))을 길이 방향으로 형성하며, 이 본체(1)와 방열핀(7,7)의 표면에 형성된 곡면의 주름(21)에 의하여 달성될 수 있다.

이 피씨비 방열 새시는 무접점 스위칭을 실현하는 반도체 소자를 본체에 직접 부착하여 여기서 발생되는 열을 방열핀으로 직접 전도시키고 여기서 대류로 발산시키는 데, 그 표면에 형성된 곡면의 주름이 방열핀과 대기와의 접촉 표면적을 증대시키므로 방열 효과를 증대시킬 수 있다.

Description

피씨비 방열 새시{a cooling sash for a PCB}

본 고안은 심야 전기를 이용하는 전기보일러 컨트롤러의 무접점 스위칭 과정에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 발산시켜 반도체 소자를 비롯한 컨트롤러의 손상을 방지하는 피씨비 방열 새시에 관한 것이다.

최근에는 심야의 값싼 전기를 사용하는 전기보일러가 널리 사용되고 있으며, 이는 등유나 도시가스를 사용하는 보일러에 비하여 연료비를 약 50%이상 절감시킬 수 있다. 이 뿐만 아니라 심야의 전기요금은 일반 전기요금의 1/4수준에 불과하기 때문에 심야 전기를 이용하는 전기보일러의 사용은 점차적으로 증가하는 추세에 있다.

이 전기보일러에는 전력 공급을 스위칭하는 대전력 콘트롤러가 구비되어 있다. 이 콘트롤러는 통상적으로 릴레이 방식이 적용되고 있으나 이는 릴레이의 유접점 작동으로 인하여 발생되는 스파크에 의하여 화재를 발생시키거나 보일러의 고장을 유발시킬 가능성을 가지고 있다.

따라서, 이러한 가능성을 배제할 수 있는 방안이 요구되며, 이에 대응할 수 있는 것으로 무접점 스위칭 제어를 구현하기 위하여 반도체 소자를 사용하는 대전력 콘트롤러가 거론되고 있다.

이러한 무접점 스위칭은 무접점 저항값이 영(온)에 가까운 경우와 무한대(오프)에 가까운 상태를 만들어 내는 반도체소자의 스위칭 특성을 이용한 것으로서, 이에는 주로 다이오드나 홀소자 등이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 무접점 스위칭이 적용되는 대전력 컨트롤러는 유접점 스위칭에 비하여 여러 가지 장점이 있음에도 불구하고, 반도체 소자의 안정된 작용을 위하여 무접점 스위칭 과정에서 발생되는 열을 발산시켜야 하는 단점이 있다.

이와 유사한 것으로서, 대한민국 공개실용신안공보 제 96-38258 호에 개시된 '산업기계용 콘트롤 박스의 방열판'을 거론할 수 있다. 여기서는 박스 몸체 내에 회로기판을 설치하고, 이 회로기판에 연결되는 브리지 다이오드를 방열판에 직접 부착하여 무접점 스위칭 작동으로 브리지 다이오드에서 발생되는 열을 방열판으로 직접 발산시키도록 구성되어 있다. 하지만 이 방열판이 박스 몸체의 일측에만 구비되어 있으므로 박스 몸체 내의 열 발산에는 다소 비효율적일 수 있다.

이를 극복하는 것으로서, 대한민국 공개실용신안공보 제 86-2108 호에 개시된 '인쇄회로기판 삽착홈이 형성된 방열판'을 거론할 수 있다. 이는 방열핀이 형성된 본체의 양측면판에 삽착홈과 내단부를 형성하고, 그 사이에 고정홈을 구비하여 소형 기판을 삽착홈에 장착할 수 있도록 구성되어 있다. 이는 인쇄회로기판이 방열판의 내부에 장착되어 방열판 내부의 열 발산을 다소 극복하였으나, 방열핀이 단순한 평면 구조를 가지므로 이 또한 열 발산에 효율적 한계가 있다.

따라서, 열을 발생시키는 반도체 소자는 방열판에 직접 부착하여 전도 및 대류로 열을 발산하고, 인쇄회로기판이 설치되는 공간의 열은 방열판의 측면을 통한 대류로도 열을 발산할 수 있게 하면서, 방열핀의 표면적 증대를 극대화할 수 있는 방안이 요구된다.

이러한 요구에 부응하기 위하여, 본 고안은 무접점 스위칭 과정에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 발산시켜서 무접점 스위칭 작용하는 반도체 소자를 비롯한 컨트롤러의 열 손상을 방지할 수 있는 피씨비 방열 새시를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이 목적은 압출 성형된 본체 내측에 피씨비 장착 공간을 형성하고, 본체 외측에 방열핀을 길이 방향으로 형성한 피씨비 방열 새시에 있어서, 상기 방열핀의 표면에 주름을 형성하는 것에 의하여 달성될 수 있다.

여기서 본체의 내측에 길이 방향으로 형성된 제1,2슬라이드 홈에 스위칭 피씨비와 메인 피씨비가 각각 슬라이드 장착되고, 무접점 스위칭을 실현하는 반도체소자는 본체에 직접 부착된다.

이 방열핀은 본체에서 멀어질수록 그 단면적이 줄어들게 형성되어 결론적으로는 방열핀과 대기의 접촉 표면적을 증대시킴으로써 피씨비의 반도체 소자에서 발생된 열의 발산 효율을 증대시킬 수 있다.

이러한 방열핀은 그 전체적인 배열에 있어서, 본체의 양측보다 중앙 부분이 순차적으로 돌출하는 볼록 곡선을 형성함으로써, 이웃한 방열핀으로 둘러싸인 중앙 부분의 방열핀이 대기와 접촉하는 양측 부분의 방열핀보다 열 발산 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 방열핀의 표면에 형성된 주름은 그 표면이 곡면으로 형성됨으로써 방열핀과 이 주위 대기와의 접촉 표면적을 극대화시킬 수 있고, 본체의 측면에도 이 구조를 적용할 경우 열 발산 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 피씨비 방열 새시는 무접점 스위칭을 실현하는 반도체 소자를 본체에 직접 부착하여 반도체 소자에서 발생되는 열을 방열핀으로 직접 전도시키고, 이렇게 전도된 열을 방열핀에서 대류로 발산시키게 함과 아울러, 방열핀의 배열을 볼록 곡선으로 형성하고, 그 표면의 주름을 곡면으로 형성하여, 방열핀과 대기와의 접촉 표면적을 증대시키므로 무접점 스위칭 과정에서 발생되는 열을 더욱 효과적으로 발산시킬 수 있다. 또한 스위칭 피씨비와 메인 피씨비를 본체의 내측에 장착하고 본체의 측면에 곡면 형상의 주름을 형성함으로써 본체 내의 열 분위기를 본체의 측면을 통한 대류에 의해서도 발산시킬 수 있다.

도 1은 본 고안에 관련된 피씨비 방열 새시의 분해 사시도.

도 2는 방열 새시에 피씨비가 삽입된 상태의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 본체 7 : 방열핀

11,15 : 제1,2슬라이드 홈 17 : 반도체 소자

21 : 주름

본 고안의 이점 및 장점은 첨부한 도면에 의거한 이하의 바람직한 실시 예의 설명에 의하여 보다 명확해질 것이다.

도 1은 본 고안에 관련된 방열 새시의 분해 사시도로서, 압출 성형된 본체(1)의 내부에 스위칭 피씨비(3)와 메인 피씨비(5)가 장착될 수 있는 공간(s)을 형성하고, 본체(1)의 외측에 다수의 방열핀(7,7)을 구비한 알루미늄 새시로 이루어진다.

본체(1)는, 일측이 개방되는 구조로 형성되며, 개방된 양측에는 플랜지(9,9)가 형성되어 세트 스크류(11,11)에 의하여 컨트롤러(미도시)에 장착을 용이하게 한다. 또 본체(1)의 내부 양측에는 제1,2슬라이드 홈(13,13)이 각각 대향 형성되어, 상기의 스위칭 피씨비(3)와 메인 피씨비(5)의 슬라이드 장착을 가능하게 한다. 이러한 본체(1)는 압출 성형된 알루미늄 새시를 적절한 길이로 절단하여 사용할 수 있다.

스위칭 피씨비(3)는 대전력을 단속하는, 무접점 스위칭을 실현하는 반도체 소자(17)가 구비되어 있다. 이 반도체 소자(17)는 도 2에 도시된 바와 같이, 세트 스크류(19)에 의하여 본체(1)에 직접 부착되어 무접점 스위칭으로 발생되는 고온의 열을 방열핀(7)으로 직접 전도할 수 있게 한다.

스위칭 피씨비(3)가 방열핀(7)에 가까이 위치하는 제1슬라이드 홈(13)에 장착되고, 메인 피씨비(3)가 제2슬라이드 홈(15)에 장착되는 것은, 상기와 같이 무접점 스위칭 과정에서 고온의 열을 발생시키는 반도체 소자(17)를 본체(1)에 직접 부착하고 이를 간단한 구조로 스위칭 피씨비(3)에 연결할 수 있게 한다.

한편, 방열핀(7,7)은 압출 성형된 본체(1)의 일측에 길이 방향으로 형성되어 반도체 소자(17)에서 발생된 열을 보다 효율적으로 발산시킬 수 있도록 그 표면에 주름(21)을 형성하고 있다. 이 주름(21)은 그 표면이 곡면으로 형성되어 대기와의 접촉 표면적을 최대한 증대시키며, 본체(1)의 양측에도 방열핀(7,7)에서와 동일한 구조로 형성되어 있다.

또한, 방열핀(7,7)은, 반도체 소자(17)가 접착되는 본체(1)에서 멀어질수록 그 단면적이 줄어들게 형성된다. 즉, 방열핀(7,7)의 양면이 본체(1)에서 그 선단까지 평행하게 형성되는 것이 아니라 그 선단에서 마주칠 수 있는 기울기로 형성되어, 방열핀(7,7)이 대기와 접촉하는 표면적을 또 한번 증대시킨다.

이러한 형상의 방열핀(7,7)은 본체(1)의 일측에 다수개로 형성되는 배열을 가지며, 방열핀(7,7)의 배열 또한 방열 효과를 증대시킬 수 있도록 본체(1)의 양측보다 중앙 부분이 순차적으로 돌출하는 볼록 곡선(a-a) 상태로 형성된다. 이는 대기에 직접 접촉하는 양측의 방열핀(7,7)보다 대기의 접촉이 상대적으로 떨어지는 중앙 부분에서 방열핀(7,7)의 열 발산 효과가 저하되는 것을 방지하여 본체(1)의 균일한 열 발산을 가능하게 한다.

상술한 바와 같이 본 고안의 피씨비 방열 새시는 제1,2슬라이드 홈에 스위칭 피씨비와 메인 피씨비를 각각 장착하고, 반도체 소자를 본체에 직접 부착함으로써 무접점 스위칭 시 발생되는 고온의 열 발산을 본체를 통하여 방열핀으로 직접 전도할 수 있게 하고, 아울러 방열핀의 표면에 주름을 형성하고, 방열핀의 배열을 볼록곡선 상태로 하며, 방열핀의 단면적을 본체에서 선단으로 갈수록 좁게 형성함으로써 방열핀으로 전도된 열을 원활하게 발산하여 반도체 소자 및 컨트롤러의 열 손상을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 본체(1)의 내측에 길이 방향으로 형성된 제1,2슬라이드 홈(13,15)에 스위칭 피씨비(3)와 메인 피씨비(5)가 각각 슬라이드 장착되고, 무접점 스위칭을 실현하는 반도체 소자(17)가 본체(1)에 직접 부착되며, 압출 성형된 본체(1)의 외측에 방열핀(7)을 길이 방향으로 형성한 피씨비 방열 새시에 있어서,

   상기 본체(1)와 방열핀(7)의 표면에 형성된 주름(21)을 포함하는 피씨비 방열 새시.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 방열핀(7)은 상기 본체(1)에서 멀어질수록 그 단면적이 줄어들게 형성됨을 특징으로 하는 피씨비 방열 새시.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 방열핀(7)은 상기 본체(1)의 양측보다 중앙 부분이 순차적으로 돌출하는 볼록 곡선(a-a) 상태로 배열됨을 특징으로 하는 피씨비 방열 새시.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 주름(21)은 그 표면이 곡면으로 형성됨을 특징으로 하는 피씨비 방열 새시.