KR200468714Y1 - 내부 발열 방지용 정션박스 - Google Patents

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KR200468714Y1
KR200468714Y1 KR2020120002919U KR20120002919U KR200468714Y1 KR 200468714 Y1 KR200468714 Y1 KR 200468714Y1 KR 2020120002919 U KR2020120002919 U KR 2020120002919U KR 20120002919 U KR20120002919 U KR 20120002919U KR 200468714 Y1 KR200468714 Y1 KR 200468714Y1
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박지환
이재윤
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한맥전자 (주)
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Abstract

내부 발열 방지용 정션박스는, 태양광 모듈에 연결되는 정션박스에 있어서, 상측이 개방된 본체 하우징, 본체 하우징에 개폐 가능하도록 체결된 커버, 본체 하우징의 내측에 배열된 복수의 단자대들, 및 서로 인접하는 한 쌍의 단자대들 사이에 결합된 다이오드 패키지를 포함한다. 본체 하우징의 내부 일측에는 단자대들과, 바이패스 다이오드의 역할을 하는 다이오드 패키지들을 포함하는 다이오드 영역이 위치하고, 다른 일측에는 고장 인지를 위한 고장 판단부와, 그 결과를 표시하기 위한 조명부를 포함하는 고장 감지 영역이 위치한다. 다이오드 패키지는 편평하게 형성된 평판 다이오드 구조로서, 중앙의 다이오드 칩과, 납작한 플레이트 형태를 하여 다이오드 칩에서 인출된 양측 단자를 포함한다. 각 단자대는 중앙에 다이오드 패키지의 단자를 면접촉 상태로 놓을 수 있도록 인입되어 있는 단자 체결부를 가지며, 그 양측에 복수의 돌출부들과 인입부들이 요철 형태로 형성되어 방열 구조를 이루도록 구성된다.
이에 따르면, 정션박스에서 내부적인 발열을 최소화하여 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 태양광 모듈의 고장 여부를 쉽게 구분하여 인지시킬 수 있다.

Description

내부 발열 방지용 정션박스{Junction box for preventing inside heat generation}
본 고안은 태양광 모듈에 적용되는 정션박스에 관한 것으로, 특히 내부 발열 방지용 정션박스에 관한 것이다.
태양광 발전 분야에서는, 서로 연결된 셀(solar cell)들이 어레이를 이루며 배열되어 있는 태양광 모듈을 설치하고, 설치된 태양광 모듈로부터 접속함, 인버터 및 축전지 등을 통해 전력을 공급한다.
이러한 태양광 모듈은 태양광으로부터 직류 전기를 생산하는데, 태양광 모듈에 의해 생산된 전기를 수집하여 접속함에 제공하기 위해서는 단자함 역할을 하는 정션박스(Junction Box)를 사용하는 것이 일반적이다.
도 1을 참조하면, 정션박스(20)는 케이블과 커넥터를 포함하도록 구성되어 태양광 모듈(10)의 집광판에서 빛을 받아 생산된 전기를 인버터까지 전달한다. 더불어, 정션박스(20)는 태양광 모듈(10)로의 역전류를 방지하기 위한 바이패스 다이오드(Bypass Diode)를 내부에 밀폐시키거나 보호하는 역할을 한다.
하나의 케이블로 연결되어 전기를 생성하는 여러 개의 태양광 모듈들 중에서, 한 개의 모듈이 고장 나게 되면, 역전류로 인해 쇼트(short) 상태가 유발된다. 즉, 고장난 한 개의 모듈로 인하여 모든 모듈들이 쇼트 상태가 되어 사용할 수 없게 되기 때문에, 바이패스 다이오드를 정션박스에 장착시켜 역전류를 방지하는 것이다.
일반적으로, 종래의 정션박스에 장착되는 바이패스 다이오드는 원통형 다이오드로서, 바이패스 다이오드의 양 끝단에 형성된 각 리드선이 정션박스에 형성된 파지수단에 삽입 및 파지되는 구조를 가진다.
그런데, 이러한 구조에서는, 바이패스 다이오드의 리드선과 이 리드선을 고정하기 위한 정션박스 내 파지수단의 접촉 부분이 분리되어 떨어져 나가기 쉽고, 발열이 많이 나는 문제점이 있다.
또한, 정션박스의 사용에 있어, 여러 개의 태양광 모듈들 중 하나에서 고장이 발생하는 경우, 역전류 방지는 가능하지만, 어떤 태양광 모듈에서 고장이 발생한 것인지 알기 어려운 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제10-1053065호
본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 발열 문제를 개선하여 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 내부 발열 방지용 정션박스를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 고안은 태양광 모듈의 고장 여부를 쉽게 구분하여 인지시킬 수 있는 내부 발열 방지용 정션박스를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 고안에 따른 내부 발열 방지용 정션박스는, 태양광 모듈에 연결되는 정션박스에 있어서, 상측이 개방된 본체 하우징; 상기 본체 하우징에 개폐 가능하도록 체결된 커버; 상기 본체 하우징의 내측에 배열된 복수의 단자대들; 및 서로 인접하는 한 쌍의 단자대들 사이에 결합된 다이오드 패키지를 포함한다.
여기서, 상기 다이오드 패키지는 편평하게 형성된 평판 다이오드 구조로서, 중앙의 다이오드 칩과, 납작한 플레이트 형태를 하여 상기 다이오드 칩의 양측으로 인출된 일측 단자와 타측 단자를 포함하고, 상기 복수의 단자대들 각각은 중앙에 상기 다이오드 패키지의 단자를 면접촉 상태로 놓을 수 있도록 인입되어 있는 단자 체결부를 가지며, 그 양측에 복수의 돌출부들과 인입부들이 요철 형태로 형성되어 방열 구조를 이룬다.
상기 복수의 단자대들 각각은, 플레이트; 상기 플레이트의 양 끝단에 형성되어 상기 플레이트를 지지하며, 상기 본체 하우징의 내측 바닥면에 놓여 체결되어, 상기 플레이트와 상기 본체 하우징의 내측 바닥면과의 사이에 일정 높이의 공간이 형성되도록 하는 한 쌍의 플레이트 받침부들; 상기 플레이트의 양측으로부터 중앙 방향으로 배열되며, 상기 플레이트의 상부면으로부터 수직하게 돌출되어, 상기 플레이트의 상부면과 함께 요철 형태의 방열 구조를 형성하는 복수의 핀 부재들; 및 상기 플레이트의 중앙에 돌출 형성된 분리 부재와, 상기 다이오드 패키지의 단자가 배치될 수 있도록 상기 분리 부재의 하단부 좌우에 인입 형성되어 있는 단자 체결부를 포함할 수 있다.
상기 다이오드 패키지의 양측 단자는 스팟 용접을 통해 단자대에 접합될 수 있다.
상기 내부 발열 방지용 정션박스는, 상기 본체 하우징의 내측에 탑재되고, 정상 상태를 표시하는 제1 발광 다이오드와, 이상 상태를 표시하는 제2 발광 다이오드를 포함하는 조명부; 상기 본체 하우징의 내측에 탑재되어 상기 태양광 모듈의 이상 유무를 감지하며, 상기 태양광 모듈의 이상 유무에 따라 상기 제1 발광 다이오드 또는 상기 제2 발광 다이오드를 선택하여 점등시키는 고장 판단부; 및 상기 조명부의 상부에 상응하는 상기 커버의 일부 영역에 형성되어 상기 조명부의 점등 여부를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 투명 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 고장 판단부는, 상기 태양광 모듈에 연결되어 상기 태양광 모듈이 출력하는 전류를 읽어들이는 전류 측정부; 상기 태양광 모듈에 연결되어 상기 태양광 모듈이 출력하는 전압을 읽어들이는 전압 측정부; 및 상기 전류 측정부에서 전달되는 전류 값 또는 상기 전압 측정부에서 전달되는 전압 값을 기초로, 상기 태양광 모듈의 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 고안의 내부 발열 방지용 정션박스에 따르면, 정션박스에서 내부적인 발열을 최소화하여 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 태양광 모듈의 고장 여부를 쉽게 구분하여 인지시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적 구성도,
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 내부 발열 방지용 정션박스의 사시도,
도 3은 도 2에 나타난 본체 하우징의 상면도,
도 4a 및 도 4b는 도 2에 나타난 다이오드 패키지의 상면도 및 측면도,
도 5a 및 도 5b는 도 2에 나타난 단자대의 사시도 및 길이 방향의 측면도,
도 6은 도 3에 나타난 고장 판단부 및 조명부의 블록도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 내부 발열 방지용 정션박스에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 내부 발열 방지용 정션박스의 사시도이다.
외부의 태양광 모듈에 연결되어 사용되는 일 실시예의 정션박스는 도 2에 도시된 것처럼, 다이오드 패키지(140)와 단자대(130)를 내장하는 상체가 개방된 본체 하우징(110)과, 후크나 힌지 결합 등에 의해 본체 하우징(110)에 개폐 가능하도록 체결된 커버(120)를 포함한다.
본체 하우징(110)의 내측에는 복수의 단자대(130)들이 일정 간격으로 배열되어 있으며, 서로 인접하는 한 쌍의 단자대(130)들 사이에는 다이오드 패키지(140)의 양측 단자들이 각각 결합된다. 바람직하게는, 다이오드 패키지(140)의 양측 단자는 스팟 용접(Spot Welding)을 통해 단자대(130)에 접합된다.
다이오드 패키지(140)는 태양광 모듈을 구성하는 다병렬 회로에서 각 회로 간의 순환 전력을 차단하는 고유의 기능으로 태양광 발전 시스템 전체의 효율을 증가시키고, 안정적인 전력 공급에 중요한 역할을 한다.
도 3은 도 2에 나타난 본체 하우징의 상면도이다.
일 실시예에서, 본체 하우징(110)의 일측에는 단자대(130)들과 다이오드 패키지(140)들을 포함하는 다이오드 영역(RB)이 위치하고, 다른 일측에는 고장 인지를 위한 고장 판단부(150)와, 그 결과를 표시하기 위한 조명부(160)를 포함하는 고장 감지 영역(RA)이 위치한다.
역전류 방지를 위해 태양광 모듈의 (+) 극이 다이오드 영역(RB) 내의 다이오드 패키지(140)에 연결된다.
정션박스의 일측에는 (+), (-)의 두 개의 입력단이 구성되며, 여기에 연결되는 입력 케이블(CA1, CA2)을 통해 태양전지 모듈로부터 정션박스의 내부로 전기가 유입된다. 정션박스의 외부에서, (+) 입력단의 케이블(CA2)은 태양전지 모듈의 (+) 극으로 결합되고, (-) 입력단의 케이블(CA1)은 태양전지 모듈의 (-) 극 및 접지(GND)로 결합된다. 다른 일측에는 (+) 출력단이 구성되어, 여기에 연결되는 출력 케이블(CA3)을 통해 태양전지 모듈로부터 해당 정션박스로 유입된 전기를 외부에 분배 및 전달한다.
고장 판단부(150)는 본체 하우징(110) 내측의 고장 감지 영역(RA)에 탑재되는 회로로서, 전기적으로 연결된 외부 태양광 모듈의 이상 유무를 감지하며, 태양광 모듈의 이상 유무에 따라 제1 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)(161) 또는 제2 발광 다이오드(162)를 선택하여 점등시킨다.
일 실시예에서, 제1 발광 다이오드(161)는 정상 상태에서 점등되는 녹색 발광 다이오드이고, 제2 발광 다이오드(162)는 이상 상태에서 점등 및 소등을 반복하여 깜박거리게 되는 적색 발광 다이오드이다.
본체 하우징(110) 내측의 고장 감지 영역(RA)에 함께 탑재된 조명부(160)는 정상 상태를 표시하는 제1 발광 다이오드(161)와, 이상 상태를 표시하는 제2 발광 다이오드(162)를 포함한다.
일 실시예에서, 본체 하우징(110)을 덮을 수 있도록 체결되는 커버(120)는 도 2에 나타난 것처럼, 본체 하우징(110)를 덮은 상태에서 조명부(160)에 대응하게 되는 일부 영역을 투명 부재(121)로 형성하게 된다. 즉, 커버(120) 상의 투명 부재(121)는 조명부(160)의 상부에 상응하는 커버(120)의 일부 영역에 형성되어 관리자가 조명부(160)의 점등 여부를 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 나타난 다이오드 패키지의 상면도 및 측면도이다.
다이오드 패키지(140)는 편평하게 형성된 평판 다이오드 구조로서, 태양광 모듈에 전기적으로 연결되어 바이패스 다이오드(Bypass Diode)의 역할을 하며, 중앙의 다이오드 칩(141)과, 길이가 긴 납작한 플레이트 형태를 하여 다이오드 칩(141)의 양측으로 인출된 일측 단자(142)와 타측 단자(143)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 다이오드 패키지(140)의 구조에서는, 리드선의 기능을 하는 양측 단자(142, 143)가 납작한 플레이트 형태를 하기 때문에, 면상 방열이 구현되어 와이어 형태의 리드선을 가지는 종래의 원통형 다이오드에 비해서 두께가 더 얇아지더라도 방열 효율이 증가될 수 있다.
따라서, 다이오드 패키지(140)는 최대의 방열 효율, 발열 방지, 슬림화의 요구에 적합한 다이오드라 할 수 있으며, 이로 인해 소형화, 초슬림화된 다이오드가 제공될 수 있고, 정션박스 내부에서의 발열 방지가 가능해져 정션박스의 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
구체적으로, 평판 다이오드 구조의 다이오드 패키지(140)를 적용하면, 종래의 원통형 다이오드에 비해 약 20% 정도의 발열 감소를 기대할 수 있다. 여기에, 후술하는 단자대(130)의 방열 구조를 함께 적용하여 방열 효율을 더욱 최대한으로 높일 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 2에 나타난 단자대의 사시도 및 길이 방향의 측면도이다.
단자대(130)는 다이오드 패키지(140)의 일측 단자(142) 또는 타측 단자(143)를 접합, 지지하는 역할을 하여, 두 개의 단자대(130)들을 통해 다이오드 패키지(140)가 정션박스 내부에 고정될 수 있도록 한다.
각 단자대(130)는 중앙에 다이오드 패키지(140)의 단자(142, 143)를 면접촉 상태로 놓을 수 있도록 인입되어 있는 단자 체결부(135)를 가지며, 길이 방향을 따라 그 양측에 복수의 돌출부와 인입부로 이루어진 요철 형태의 방열 구조를 형성한다.
구체적으로 살펴보면, 단자대(130)는 플레이트(131), 플레이트(131)의 양 끝단에 형성되어 플레이트를 지지하는 한 쌍의 플레이트 받침부(132)들, 플레이트(131) 상부면의 양측으로 형성된 복수의 핀 부재(133)들, 플레이트(131) 상부면의 중앙에 형성된 분리 부재(134)와 그 좌우의 단자 체결부(135)들을 포함한다.
플레이트(131)를 지지하는 플레이트 받침부(132)는 본체 하우징(110)의 내측 바닥면에 놓여 나사 결합 등의 방식으로 체결되어, 플레이트(131)와 본체 하우징(110)의 내측 바닥면과의 사이에 일정 높이의 공간이 형성되도록 한다.
실시예에 따라, 플레이트 받침부(132)는 본체 하우징(110)의 내측 바닥면에 부착된 바닥 플레이트(도시되지 않음)를 매개로 본체 하우징(110)의 내측 바닥면에 체결될 수 있다. 이러한 경우, 바닥 플레이트 상에는, 플레이트 받침부(132) 상의 체결 홀(136)과 대응하는 홀을 구성하고, 두 개의 홀을 관통하는 나사 등을 체결하여 단자대(130)를 바닥 플레이트 및 본체 하우징(110)의 바닥면과 결합할 수 있다.
핀 부재(133)들은 플레이트(131)의 양측으로부터 중앙 방향으로 배열되며, 플레이트(131)의 상부면으로부터 수직하게 돌출되어, 플레이트(131)의 상부면과 함께 요철 형태의 방열 구조를 형성한다. 여기서, 핀 부재(133)들이 요철 구조의 돌출부를 이루고, 인접하는 핀 부재(133)들 간에 위치하는 플레이트(131)의 상부면 영역들이 요철 구조의 인입부를 이루게 된다.
분리 부재(134)는 플레이트(131)의 중앙에 돌출 형성된다. 그리고, 분리 부재(134)를 중심으로 구분되는 양측의 단자 체결부(135)들이, 다이오드 패키지(140)의 단자(142, 143)가 배치될 수 있도록 분리 부재(134)의 하단부 좌우에 인입 형성되어 있다.
예컨대, 하나의 다이오드 패키지(140)를 기준으로 할 때, 다이오드 패키지(140)의 일측 단자(142)가 좌측 단자 체결부(135) 상에 놓여 접합되고, 해당 다이오드 패키지(140)의 타측 단자(143)가 우측 단자 체결부(135) 상에 놓여 접합된다.
다이오드 패키지(140)가 발열로 뜨거워지는 경우, 열전도의 원리를 이용하여 뜨거워진 다이오드 패키지(140)의 열기가 방열 구조의 단자대(130)로 전달되면서, 단자대(130)에서 이 열기를 식혀주게 된다.
전술한 바와 같이, 다이오드 패키지(140)는 평판 다이오드 구조로서, 종래의 원통형 다이오드에 비해 납작하게 형성되어 열을 분산시킬 수 있다.
여기에 더하여, 단자대(130)의 단자 체결부(135)와 다이오드 패키지(140)의 단자(142, 143)가 서로 면접촉 상태로 연결되어, 다이오드 패키지(140)에서 발생되는 열이 단자대(130)의 요철 구조를 따라 넓은 면적으로 전도, 방출될 수 있도록 구성된다.
일 실시예에서, 단자대(130)는 발열을 가속화하기 위해, 열이 빠르게 방출되는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 체결 효율을 높이기 위해, 다이오드 패키지(140)의 양측 단자(142, 143)는 스팟 용접을 통해 단자대(130)의 단자 체결부(135)에 접합될 수 있다.
즉, 종래 원통형 다이오드는 리드선을 파지 수단에 끼워서 부착시켜 쉽게 빠지는 반면, 본 고안의 일 실시예에 따른 다이오드 패키지(140)는 양 끝단에 스팟 용접을 할 수 있는 부분을 구성하여 오래 사용하더라도 다이오드가 떨어져 나가지 않도록 하는 것이다.
이와 같이, 평판 다이오드 구조로 형성된 다이오드 패키지(140)와, 방열 구조를 구현하여 열 흐름의 통로 역할을 하는 단자대(130)를 함께 적용하여 발열 방지 효과를 최대화할 수 있다. 또한, 스팟 용접을 통해 내구성 및 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.
다이오드 패키지(140)의 대략적인 수치를 예시하면, 도 4a 및 도 4b에 나타난 바와 같다.
일 실시예에서, 다이오드 패키지(140)의 전체 길이는 30.00 ㎜이고, 다이오드 칩(141)의 길이는 8.00 ㎜, 폭은 7.70 ㎜이다. 다이오드 칩(141)의 양측으로 인출된 단자들(142, 143)의 폭은 다이오드 칩(141)에 비해 상대적으로 약간 좁은 6.00 ㎜이다. 이 치수들은 실시형태에 따라 10% 내외의 허용범위를 가질 수 있다.
단자(142, 143)의 두께는 최소 0.15 ㎜ 내지 최대 0.27 ㎜ 사이이다.
다이오드 칩(141)의 두께는 최소 1.20 ㎜ 내지 최대 1.90 ㎜ 사이이고, 측면 경사각은 90°내지 85°사이이다.
다이오드 칩(141)은 종래의 원통형 다이오드와 마찬가지로 바이패스 다이오드의 역할을 하지만, 구조적으로 그와 상이하게 폭이 넓고, 소형화, 슬림화된 형태이다. 다이오드 칩(141)의 양측에 형성된 단자들(142, 143)은 리드선의 역할을 위해 다이오드 칩(141)으로부터 길게 인출되고, 방열 효율을 높이기 위해 다이오드 칩(141)과 마찬가지로 폭이 넓고 두께가 얇은 면상으로 형성된다.
본 고안의 다이오드 패키지(140)가 예시된 치수에 의해 한정되는 것은 아니며, 다이오드 칩(141)과 정션박스 내부의 발열 정도를 고려하여 적절히 설정될 수 있다.
바람직하게는, 다이오드 패키지(140)의 부분별 치수는 도 4a 및 도 4b에 나타난 비율을 유지하는 것이 소형화, 슬림화와 발열 등의 측면에서 효율적이다.
한편, 다이오드 패키지(140)가 접착되는 단자대(130)의 대략적인 수치를 예시하면, 도 5b에 나타난 바와 같다.
단자대(130)는 정션박스 내부에서 다이오드 패키지(140)를 안정적으로 지지하고, 요철 형태의 방열 구조를 형성할 수 있도록 길이가 긴 형태로 구성된다.
단자대(130)의 전체 길이가 도 5b와 같이 43.00 ㎜로 구성된다면, 플레이트(131)의 길이는 33.00 ㎜, 플레이트(131)를 지지하는 플레이트 받침부(132)의 길이는 5.00 ㎜ 정도가 된다. 단자대(130)의 전체 높이는 본체 하우징(110)보다 약간 낮은 20.00 ㎜ 정도이다.
단자대(130)의 중앙에 형성되는 단자 체결부(135)는 다이오드 패키지(140)의 단자(142, 143)가 놓여 스팟 용접 등에 의해 접합되는 부분이므로, 다이오드 패키지(140)의 단자(142, 143)를 수용할 수 있는 길이로 형성된다. 예시한 바와 같이, 단자(142, 143)가 6.00 ㎜로 형성된다면, 단자 체결부(135)는 단자(142, 143)를 안정적으로 수용하기 위하여 단자(142, 143)의 폭보다 약간 큰 7.00 ㎜의 길이로 형성된다. 단자 체결부(135)의 길이가 단자(142, 143)의 폭에 비해 너무 넓어지게 되면, 단자(142, 143)가 움직일 수 있는 범위가 넓어져 안정성이 떨어질 수 있다.
일 실시예에서, 핀 부재(133)에 상응하는 돌출부와, 인접하는 핀 부재(133)들 간에 위치하게 되는 인입부의 길이는, 각각 3.00 ㎜와 2.00 ㎜로 형성된다. 이러한 길이 비율로 형성된 돌출부들과 인입부들이 단자대(130)의 길이 방향 양측으로 복수 개 배열되어 요철 형태를 이룸으로써, 단자대(130)의 전체 표면적을 넓히고, 열 흐름 통로를 구성하여 효율적인 방열 구조를 구현하게 된다.
전술한 단자대(130)의 부분별 치수들은 실시형태에 따라 10% 내외의 허용범위를 가질 수 있다.
또한, 단자대(130)와, 단자대(130)를 이루는 플레이트(131), 플레이트 받침부(132), 단자 체결부(135), 요철 구조 등의 치수는, 정션박스의 크기, 다이오드 패키지(140)의 크기, 구성요소들의 체결 상태, 발열 등을 고려하여 적절히 설정될 수 있다.
바람직하게는, 단자대(130)의 부분별 치수는 도 5b에 나타난 비율을 유지하는 것이 다이오드 패키지(140)의 안정적인 체결과, 발열 등의 측면에서 효율적이다.
도 6은 도 3에 나타난 고장 판단부 및 조명부의 블록도이다.
일 실시예의 고장 판단부(150)는 전압 측정부(151), 전류 측정부(152) 및 제어부(153)를 포함할 수 있다.
전류 측정부(152)는 태양광 모듈에 연결되어 태양광 모듈이 출력하는 전류를 읽어들여 제어부(153)로 제공한다. 전압 측정부(151)는 태양광 모듈에 연결되어 태양광 모듈이 출력하는 전압을 읽어들여 제어부(153)로 제공한다.
제어부(153)는 전류 측정부(152)에서 전달되는 전류 값 또는 전압 측정부(151)에서 전달되는 전압 값을 기초로, 태양광 모듈의 이상 유무를 판단하여 정상/이상 상태에 따라, 조명부(160) 내의 제1 발광 다이오드(161) 및 제2 발광 다이오드(162)의 점등/소등 여부를 제어한다.
예컨대, 일 실시예에서, 고장 감지를 위해 전압 값을 이용한다면, ADC(Analog to Digital Converter)(154) 기능이 첨가된 마이컴으로 제어부(153)를 구성하여, 이 제어부(153)가 전압 측정부(151)를 통해 태양광 모듈에서 출력되는 전압을 읽어들이고, 이를 이용해 정상적인 전압이 출력되는지 여부를 분석하여 고장 유무를 파악할 수 있도록 한다.
고장 판단부(150)는 전술한 입력단의 케이블들(CA1, CA2)을 통해 태양광 모듈의 (+) 극과 (-) 극에 결합하여, 태양광 모듈에서 출력되는 전압을 입력으로 받은 다음, 레벨 쉬프터(도시되지 않음)를 통해 태양광 모듈로부터 입력된 전압의 레벨을 일정 정도(예컨대, 5V)로 강하시킨다. 이 강하된 전압은 ADC(154)가 내장된 마이컴 형태의 제어부(153)를 동작시키게 된다.
또한, 일 실시예에서, 태양광 모듈의 (+) 극과 (-) 극은 전압 분배부(도시되지 않음)에 연결되어 태양광 모듈로부터의 출력 전압을 전달할 수 있다. 전압 분배부는 내장된 복수의 저항들을 이용해 전압을 분배시킨 후 이를 제어부(153)의 ADC(154) 부분에 입력으로 제공한다.
제어부(153)는 태양광 모듈에서 출력되는 전압을 ADC(154)를 통해 디지털화하여 태양광 모듈에서 정상적인 전압이 출력되는지 여부를 분석한다. 이후, 제어부(153)는 분석 결과를 가지고, 정상 상태일 때는 녹색의 제1 발광 다이오드(161)를 점등하며, 고장이 감지된 이상 상태일 때는 적색의 제2 발광 다이오드(162)가 점등과 소등을 반복하며 깜박거리도록 제어한다.
본 고안에 따른 내부 발열 방지용 정션박스의 구성은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
110: 본체 하우징
120: 커버
130: 단자대
140: 다이오드 패키지
150: 고장 판단부
160: 조명부

Claims (5)

  1. 태양광 모듈에 연결되는 정션박스에 있어서,
    상측이 개방된 본체 하우징;
    상기 본체 하우징에 개폐 가능하도록 체결된 커버;
    상기 본체 하우징의 내측에 배열된 복수의 단자대들;
    서로 인접하는 한 쌍의 단자대들 사이에 결합된 다이오드 패키지;
    상기 본체 하우징의 내측에 탑재되고, 정상 상태를 표시하는 제1 발광 다이오드와, 이상 상태를 표시하는 제2 발광 다이오드를 포함하는 조명부;
    상기 본체 하우징의 내측에 탑재되어 상기 태양광 모듈의 이상 유무를 감지하며, 상기 태양광 모듈의 이상 유무에 따라 상기 제1 발광 다이오드 또는 상기 제2 발광 다이오드를 선택하여 점등시키는 고장 판단부; 및
    상기 조명부의 상부에 상응하는 상기 커버의 일부 영역에 형성되어 상기 조명부의 점등 여부를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 투명 부재를 포함하되,
    상기 다이오드 패키지는 편평하게 형성된 평판 다이오드 구조로서, 중앙의 다이오드 칩과, 납작한 플레이트 형태를 하여 상기 다이오드 칩의 양측으로 인출된 일측 단자와 타측 단자를 포함하고,
    상기 복수의 단자대들 각각은 중앙에 상기 다이오드 패키지의 단자를 면접촉 상태로 놓을 수 있도록 인입되어 있는 단자 체결부를 가지며, 그 양측에 복수의 돌출부들과 인입부들이 요철 형태로 형성되어 방열 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 내부 발열 방지용 정션박스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단자대들 각각은,
    플레이트;
    상기 플레이트의 양 끝단에 형성되어 상기 플레이트를 지지하며, 상기 본체 하우징의 내측 바닥면에 놓여 체결되어, 상기 플레이트와 상기 본체 하우징의 내측 바닥면과의 사이에 일정 높이의 공간이 형성되도록 하는 한 쌍의 플레이트 받침부들;
    상기 플레이트의 양측으로부터 중앙 방향으로 배열되며, 상기 플레이트의 상부면으로부터 수직하게 돌출되어, 상기 플레이트의 상부면과 함께 요철 형태의 방열 구조를 형성하는 복수의 핀 부재들; 및
    상기 플레이트의 중앙에 돌출 형성된 분리 부재와, 상기 다이오드 패키지의 단자가 배치될 수 있도록 상기 분리 부재의 하단부 좌우에 인입 형성되어 있는 단자 체결부를 포함하는 내부 발열 방지용 정션박스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다이오드 패키지의 양측 단자는 스팟 용접을 통해 단자대에 접합되는 것을 특징으로 하는 내부 발열 방지용 정션박스.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고장 판단부는,
    상기 태양광 모듈에 연결되어 상기 태양광 모듈이 출력하는 전류를 읽어들이는 전류 측정부;
    상기 태양광 모듈에 연결되어 상기 태양광 모듈이 출력하는 전압을 읽어들이는 전압 측정부; 및
    상기 전류 측정부에서 전달되는 전류 값 또는 상기 전압 측정부에서 전달되는 전압 값을 기초로, 상기 태양광 모듈의 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함하는 내부 발열 방지용 정션박스.
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