KR200448995Y1 - 전원공급장치용 노출형 방열체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종 전기 기기에 안정전인 전원을 공급하는 전원공급장치(PS;Power Supply)에 장착되는 방열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원공급장치의 케이스 내에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 외부로 방출시킬 있는 구조를 갖는 전원공급장치용 노출형 방열체에 관한 것이다.

본 고안에 따른 전원공급장치용 노출형 방열체는 전원공급장치의 케이스 내측에 배치되는 수직부와, 상기 수직부 상부에 연결되어 있으며 상부면은 케이스 외측으로 노출되는 수평부를 포함하는 몸체; 상기 몸체의 수평부와 수직부 표면에 돌출되어 있는 다수의 방열핀;을 포함하여 이루어진다.

전원공급장치, 방열체, 노출, 수직부, 수평부, 방열핀

Description

전원공급장치용 노출형 방열체{Heat sink exposed for power supply}

본 고안은 각종 전기 기기에 안정전인 전원을 공급하는 전원공급장치(PS;Power Supply)에 장착되는 방열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원공급장치의 케이스 내에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 외부로 방출시킬 있는 구조를 갖는 전원공급장치용 노출형 방열체에 관한 것이다.

주지하다시피 전원공급장치, 즉, 파워 서플라이는 외부 전원을 입력받아 부하측의 전기 기기가 필요로 하는 전원 형태로 변환하는 장치이다. 다시 말해, 상용 교류전원이나 배터리 전원 등의 외부 전원을 입력받고, 입력받은 전원의 세기,파형, 위상 등을 변환시켜 부하측의 전기 기기로 공급하는 장치이다.

이러한 전원공급장치는 외부 입력전원에 포함된 노이즈, 서지전압 등에도 불구하고 얼마나 출력전원을 안정적으로 생산해 내느냐에 따라 품질이 결정된다. 최근에는 반도체 산업의 급속한 발전에 따라 전원공급장치의 품질은 상당한 수준에 까지 도달하였다.

이처럼 현재의 전원공급장치는 반도체 산업의 발전에 따라 외부의 영향(입력전원에 포함되는 노이즈, 서지전압, 고조파 등)을 충분히 제거하여 양질의 출력전원을 생산해 내게 되었는데, 문제는 전원공급장치의 내부에서 발생되고 있다.

즉, 반도체 소자들(트랜지스터, 다이오드, ic칩 등)들은 초기 작동은 정밀하지만, 작동하면서 발열을 하고 발열된 온도에 영향을 받아 정밀함이 떨어지고 오작동을 하게 된다.

그래서 전원공급장치에는 발생되는 열을 방출시키는 방열체(Heat sink)가 필수적으로 구비된다.

등록실용신안 제0330413호 "파워 서플라이의 방열구조"나 등록특허 제0696498호 "히트싱크 및 이를 구비한 디스플레이장치" 등에서 보는 바와 같이 종래기술에서는 방열체(히트싱크)를 전원공급장치의 케이스에 내장시켰다.

이처럼 종래기술에서 방열체를 케이스에 내장시키는 것은 케이스의 외관을 고려하고, 아울러 전원공급장치의 운반이나 보관시에 방열체가 방해하지 않도록 하기 위한 것이다.

그런데 방열체를 케이스에 내장시키는 때에는 방열체에 직접 접촉된 반도체 소자의 열은 빼앗아 오지만, 빼앗아 온 열은 외부로 방출되지 못하고 케이스 안에서 방출하므로 케이스 안의 온도는 서서히 올라가게 방열효율에 한계를 갖는다.

또한, 방열효율을 높이기 위해서는 방열체의 크기(노출면적)가 커져야 하는 데, 방열체의 크기가 커지면 그만큼 전원공급장치의 각종 소자들이 차지할 공간을 방열체가 차지하게 되어 케이스는 필요 이상으로 커지게 된다.

이처럼 방열체가 케이스에 내장됨으로 인해 케이스 내측의 온도가 올라가는 문제를 해결하기 위해 공개실용신안 제1998-062211호 "전원공급장치의 방열장치"와 공개특허 제2006-0011811호 "히트싱크 및 이를 포함한 전원공급장치 일체형 냉각유닛" 등에서는 케이스에 환풍홀을 형성하고, 케이스에 냉각팬을 장착하여 케이스 내의 공기를 강제로 외부로 배출시키고 있다.

그러나 냉각팬을 이용하여 케이스 내의 공기를 강제로 배출시키는 방식은 냉각팬을 더 구비하여야 하므로 가격이 상승할 뿐만 아니라, 케이스 내에 냉각팬과 냉각팬을 구동하기 위한 모터 등을 위한 설치 공간을 더 확보하여야 하고, 모터에 인접한 반도체 소자는 모터에서 발생되는 열에 영향을 받게 되는 문제가 있다.

그리고 공개특허 제2008-0011146호 "방열구조 일체형 전원공급기"는 전원공급장치의 케이스(본체) 표면에 다수의 방열핀을 형성하여 케이스 내의 열을 외부로 방출시키고 있는데, 이는 단순히 케이스의 노출면적을 늘린 것에 지나지 않는다.

전원공급장치의 반도체 소자들이 오작동하지 않도록 하기 위해서는 반도체 소자들의 발열을 신속히 빼앗고, 빼앗은 열은 외부로 신속히 방출하여야 하는데, 상기 공개특허는 반도체 소자들의 발열을 빼앗지는 않고, 단순히 케이스 내면으로 전달되는 열을 외부로 방출시킬 뿐이다.

본 고안은 이와 같이 종래의 전원공급장치용 방열체가 갖는 문제를 해결하기 위해 도출된 고안으로서, 방열체의 일부는 케이스에 내장시키고 일부는 외부로 노출시켜 케이스 내의 반도체 소자로부터 열을 신속히 빼앗고, 빼앗은 열은 신속히 외부로 방출시킬 수 있는 구조의 전원공급장치용 노출형 방열체를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 케이스에 내장되는 부분은 차지하는 부피를 최소화하여 케이스에 방열체 설치를 위한 공간을 별도로 필요 이상을 확보하지 아니하여도 되고, 케이스에서 노출되는 부분은 케이스의 외관을 해하지 아니하고, 운반, 보관, 사용 시에 불편을 주지 않는 구조를 갖는 전원공급장치용 노출형 방열체를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 전원공급장치용 노출형 방열체는

전원공급장치의 케이스 내측에 배치되는 수직부와, 상기 수직부 상부에 연결되어 있으며 상부면은 케이스 외측으로 노출되는 수평부를 포함하는 몸체;

상기 몸체의 수평부와 수직부 표면에 돌출되어 있는 다수의 방열핀;을 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 수직부에 구비되는 다수의 방열핀은 수직부의 상부측에 구비되고,

상기 수평부에 구비되는 다수의 방열핀은 동일 방향으로 경사져 있고, 앙에서 가장자리로 가면서 그 돌출길이가 점차 짧아지는 것을 특징으로 하고,

상기 몸체의 수직부 하단에는 길이방향으로 장착홈에 형성되어 있고,

상기 몸체의 수평부는 상기 방열핀이 표면에 돌출되어 있으며 만곡진 만곡부와, 상기 만곡부 양단에 각각 구비되고 상기 케이스와 볼팅결합되는 장홀이 형성되어 있는 평편부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고,

제2몸체와, 상기 제2몸체 표면에 돌출되어 있는 다수의 제2방열핀을 포함하는 제2방열체;를 더 포함하고,

상기 몸체의 수평부는 상기 케이스의 상부면에 노출되고,

상기 제2몸체는 상기 수평부의 평편부에 포개어져 함께 상기 케이스에 볼팅결합되는 제2평편부를 포함하며, 상기 제2몸체의 상부면은 상기 케이스의 상부면 및 측면에 노출되는 것을 특징으로 한다.

위와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 전원공급장치용 노출형 방열체는 몸 체의 수직부는 케이스에 내장되고 수평부는 케이스에 노출되며 수직부와 수평부에는 다수의 방열핀이 돌출 형성되어 있어, 수직부의 방열핀들이 케이스 내측에 반도체 소자로부터 신속히 열을 빼앗고 케이스 내부의 가열된 공기로부터 열을 전달받아, 이를 수평부의 방열핀을 통해 외부로 신속히 배출시키므로 냉각팬을 별도로 구비키지 않아도 될 만큼 방열효율이 높다.

그리고 수직부에는 방열핀이 상부측에 구비되고 하부측에는 구비되지 않음으로 방열체가 전원공급장치의 각종 부품들의 배열을 방해하지 않고, 방열체를 위한 설치공간을 많이 필요로 하지 않으므로 케이스에 방열체를 위한 공간을 굳이 별도로 확보하지 아니하여도 되고, 수평부의 방열핀은 경사져 있어 노출면적은 늘리면서 케이스 표면에서 돌출되는 것을 최소화하고, 노출되는 방열핀들은 중앙에서 가장자리로 가면서 돌출길이가 짧아져 외부 물체의 충격시 피해를 최소화할 수 있고, 운반, 보관, 사용 시에 노출로 인한 불편이 없다.

그리고 몸체의 수직부 하단에 형성된 장착홈을 통해 방열체는 케이스에 간편하게 결합되고, 케이스 모서리(즉, 상부면과 측면)에 노출되는 제2방열체를 더 구비하여 방열효율이 한층 더 놓고, 제2방열체는 방열체에 신속, 간편하게 결합된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 고안을 보다 구체적으로 설명한다.

도1은 본 고안의 일례에 따른 방열체가 전원공급장치(PS)의 케이스(1)에 결합된 사용 상태도를 도시한 것이고, 도2는 케이스(1)와 방열체(H1,H2,H3)의 결합구조를 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도3은 본 고안에 따른 제1방열체(H1), 제2방열체(H2), 제3방열체(H3)의 사시도이다.

도면에서 보는 바와 같이 본 고안에 따른 방열체는 제1방열체(H1)를 기본으로 하고, 제2방열체(H2)와 제3방열체(H3)를 더 포함할 수 있다. 이하에서는 방열체라 함은 특별한 사정이 없는 한 제1방열체(H1), 또는 제1방열체(H1) 내지 제3방열체(H3)를 포함하는 본 고안에 따른 방열체를 지칭하는 것이다.

본 고안에 따른 방열체(H1)는 몸체(10)와 방열핀(20)을 포함하여 이루어진다. 상기 몸체(10)와 방열핀(20)은 일체를 이루고 열 전달율이 뛰어난 금속재질로 이루어진다. 이러한 금속으로는 알루미늄이 대표적이다. 그리고 본 고안에 따른 방열체는 프레스를 이용하여 압출방식으로 생산되고, 금형을 이용한 사출방식으로도 생산될 수 있다.

상기 몸체(10)는 방열체(H1)의 골격(뼈대)을 형성하고, 수직부(11)와 수평부(16)로 이루어져 전체적으로 'T'자 형상으로 이루어진다.

그리고 수직부(11)와 수평부(16)의 양 표면에는 다수의 방열핀(20)이 돌출 형성된다.

상기 수직부(11)의 하단에는 케이스(1)의 바닥면에 구비되는 장착돌기(13)에 결합되는 장착홈(12)이 형성되어 있다. 장착홈(12)은 상기 장착돌기(13)에 슬라이드식으로 삽입결합되거나, 억지끼움식으로 삽입결합될 수 있다.

상기 수평부(16)는 상기 수직부(11)의 상단에 연결되고, 만곡부(17)와 양쪽의 평편부(18)로 구성된다.

상기 만곡부(17)는 완만하게 만곡져 있고, 상기 평편부(18)는 평편하다. 그리고 만곡부(17)에는 방열핀(20)이 구비되고, 평편부(18)에는 케이스(1)와 볼팅결합되는 장홀(19)이 형성되어 있다.

상기 만곡부(17)가 만곡진 것은 노출된 방열핀(20)에 외부 충격이 가해질 때 이에 대한 대항력을 높이고, 노출된 방열핀(20)들이 케이스(1) 표면에서 갑자기 돌출되지 않고 서서히 완만하게 돌출되는데 일조를 하기 위함이다. 그리고 평편부(18)는 케이스(1)와 접촉되어 결합되는 부분이므로 케이스(1) 표면에 밀착되도록 평편하다.

상기 방열핀(20)은 상기 몸체(10)의 수직부(11)와 수평부(16) 양측 표면에서 돌출되어 구비된다. 그리고 표면 면적을 늘려 방열효율을 높일 수 있도록 방열핀(20)의 표면에는 슬릿홈(21)들이 길이방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

수직부(11)의 방열핀(20)은 수직부(11)의 상부측에 치우쳐 구비된다. 하부측 에는 전원공급장치(PS)를 구성하는 각종 부품(PCB, 변압기, IC칩, 각종 반도체 소자 등)들이 배치되므로 이들의 배열을 방해하지 않으면서 방열체의 설치공간을 굳이 별도로 확보하지 않아도 되도록 방열핀(20)이 구비되지 않는 것이 바람직하다.

그리고 수직부(11)의 중간 부분에는 일부 부품이 배치될 수 있으므로 방열핀(20)의 돌출길이를 짧게하고 상부측에는 전원공급장치(PS)의 부품이 거의 배치되지 않으므로 방열핀(20)의 돌출길이를 길게한다.

수평부(16)의 방열핀(20)은 전술한 바와 같이 만곡부(17)에 구비되고, 다수의 방열핀(20)들이 동일방향으로 경사지고, 가운데 구비되는 방열핀(20)이 가장자리에 구비되는 방열핀(20)보다 돌출길이가 길다.

이처럼 수평부(16)의 방열핀(20)을 경사지도록 하는 것은 표면에서의 수직 높이 대비 돌출길이를 보다 길게 하여 노출면적을 늘려 방열효율을 높이기 위함이고,

방열핀(20)의 돌출길이가 중앙에서 가장자리로 가면서 점차 짧아지는 것은 방열핀(20)들의 단부를 연결하는 가상의 선이 완만한 곡선을 이루고 케이스(1) 표면과 연속되도록 하여 외부 물체의 접촉충격시 방열핀(20)과 외부 물체의 파손을 최소화하고, 방열핀(20)이 노출된 전원공급장치(PS)의 운반, 보관, 사용 시에 방열핀(20)이 이를 방해하는 것을 최소화하기 위함이다.

이와 같은 구성의 제1방열체(H1)는 케이스(1)의 상부면에 수평부(16) 방열 핀(20)이 노출되도록 배치되고, 상기 제2방열체(H2)는 상기 제1방열체(H1)의 수평부(16) 평편부(18)에 결합되어 케이스(1)의 상부면과 측면(즉, 모서리)에 방열핀(20)이 노출되도록 배치된다. 그리고 상기 제3방열체(H3)는 케이스(1)에 내장된다.

상기 제2방열체(H2)는 제2몸체(30)와 다수의 제2방열핀(40)을 포함하여 이루어진다.

상기 제2몸체(30)는 제2방열핀(40)이 구비되는 경사부(37)와, 상기 경사부(37)에 양단에 각각 연결되어 있으며 볼팅결합을 위한 볼트공(39)이 형성되어 있는 제2평면부를 포함하여 이루어진다. 두 제2평편부(38) 중 일단의 평편부(18)는 상기 제1방열체(H1)의 평편부(18)에 면접촉되도록 포개지고 함께 케이스(1)에 볼팅결합되고, 타단의 평면부는 케이스(1)의 측면에 볼팅결합된다.

상기 제2방열핀(40)은 상기 제2몸체(30)의 경사부(37) 양측 표면에 돌출되어 구비되고, 경사부(37)의 상부면에 구비되는 제2방열핀(40)들은 돌출길이를 서로 달리하며, 제2방열핀(40)들의 단부를 연결하는 가상의 선은 케이스(1)의 표면에 맞추어 전체적으로 'ㄱ'자 형상을 한다. 그리고 제2방열핀(40)의 표면에는 방열면적을 늘리는 슬릿홈(41)이 다수 길이방향으로 형성된다.

제2방열체(H2)는 제1방열체(H1)와 일체를 이루어 함께 생산이 될 수도 있지만, 일체를 이를 때에는 구조의 복잡성으로 인해 압출방식으로 한 번에 생산하기 쉽지 않은 바, 본 고안에서는 제1방열체(H1)와 제2방열체(H2)를 별도로 생산하고 케이스(1)에 결합되도록 하였다.

상기 제3방열체(H3)는 제3몸체(50)와 다수의 제3방열핀(60)을 포함하여 이루어지고, 노출 없이 케이스(1)에 내장된다.

상기 제3몸체(50)는 제3수직부(51)와 제3수평부(56)로 이루어져 전체적으로 'T'자 형상을 하고 있다. 그리고 제3수직부(51)의 하단에는 제1방열체(H1)와 마찬가지로 장착홈(52)이 형성되어 있어 케이스(1) 바닥면에 구비되는 장착돌기(13)에 결합된다.

상기 제3방열핀(60)은 제3몸체(50)의 표면에 돌출되어 구비된다. 제3수직부(51)에는 상부측 양면으로 돌출되어 구비되고, 제3수평부(56)에는 상부면에만 돌출되어 구비된다. 그리고 제3방열핀(60)의 표면에는 방열면적을 늘리는 슬릿홈이 다수 길이방향으로 형성될 수 있다.

이상에서 본 고안을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 전원공급장치용 노출형 방열체에 대해 설명하였으나 본 고안은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1 은 본 고안에 따른 방열체가 전원공급장치의 케이스에 결합된 사용 상태도.

도 2 는 본 고안에 따른 방열체와 케이스의 결합관계를 설명하기 위한 도면.

도 3 은 본 고안에 따른 방열체의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

PS : 전원공급장치 H1 : 제방열체

H2 : 제방열체 H3 : 제3방열체

10 : 몸체 11 : 수직부

16 : 수평부 17 : 만곡부

18 : 평면부 19 : 장홀

20 : 방열핀 21 : 슬릿홈

30 : 제2몸체 40 : 제2방열핀

50 : 제3몸체 60 : 제3방열핀

Claims (4)

1. 전원공급장치의 케이스 내측에 배치되는 수직부와, 상기 수직부 상부에 연결되어 있으며 상부면은 케이스 외측으로 노출되는 수평부를 포함하는 몸체;

   상기 몸체의 수평부와 수직부 표면에 돌출되어 있는 다수의 방열핀;을 포함하여 이루어지되,

   상기 수직부에 구비되는 다수의 방열핀은 수직부의 상부측에 구비되고,

   상기 수평부에 구비되는 다수의 방열핀은 동일 방향으로 경사져 있고, 중앙에서 가장자리로 가면서 그 돌출길이가 점차 짧아지는 것을 특징으로 하는 전원공급장치용 노출형 방열체.
2. 제 1 항에 있어서,

   하단에 상기 케이스 바닥면에 구비되어 있는 장착돌기에 결합되는 장착홈이 형성되어 있는 제3수직부와, 제3수평부로 이루어져 전체적으로 'T'자 형상의 제3몸체와,

   상기 제3몸체의 표면에 돌출되어 구비되고, 표면에는 방열면적을 늘리는 슬릿홈이 다수 길이방향으로 형성되어 있는 제3방열핀을 포함하여 이루어지고,

   상기 케이스에 내장되는 제3방열체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치용 노출형 방열체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 몸체의 수직부 하단에는 길이방향으로 장착홈에 형성되어 있고,

   상기 몸체의 수평부는 상기 방열핀이 표면에 돌출되어 있으며 만곡진 만곡부와, 상기 만곡부 양단에 각각 구비되고 상기 케이스와 볼팅결합되는 장홀이 형성되어 있는 평편부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전원공급장치용 노출형 방열체.
4. 제 3 항에 있어서,

   제2몸체와, 상기 제2몸체 표면에 돌출되어 있는 다수의 제2방열핀을 포함하는 제2방열체;를 더 포함하고,

   상기 몸체의 수평부는 상기 케이스의 상부면에 노출되고,

   상기 제2몸체는 상기 수평부의 평편부에 포개어져 함께 상기 케이스에 볼팅결합되는 제2평편부를 포함하며, 상기 제2몸체의 상부면은 상기 케이스의 상부면 및 측면에 노출되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치용 노출형 방열체.

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