KR20070058249A - Uninterruptible power supply having clamp of heat spreader function - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 무정전 전원장치(UPS) 정류부의 정면도 및 측면도이다.1 and 2 are a front view and a side view of an uninterruptible power supply (UPS) rectifier according to the prior art.
도 3은 본 발명에 의한 무정전 전원장치(UPS)의 개략적인 회로도이다.3 is a schematic circuit diagram of an uninterruptible power supply (UPS) according to the present invention.
도 4는 도 3의 무정전 전원장치(UPS)의 정류부에 대한 상세 회로도이다.FIG. 4 is a detailed circuit diagram of the rectifier of the uninterruptible power supply UPS of FIG. 3.
도 5는 도4의 회로도에서 하나의 전력변환소자(SCR)의 설치형태를 보여주는 정면도이다.FIG. 5 is a front view illustrating an installation form of one power conversion element SCR in the circuit diagram of FIG. 4.
* 발명의 상세한 설명에 대한 부호의 설명 *DESCRIPTION OF SIGNS FOR DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
100: 정류부, 102: 전력변환소자,100: rectifier, 102: power conversion element,
104: 버스 바, 106: 상부 히트싱크,104: bus bar, 106: upper heatsink,
108: 하부 히트싱크, 110: 조임나사,108: lower heat sink, 110: captive screw,
112: 볼트, 114: 지지대,112: bolts, 114: supports,
116: 제1 방열수단, 118: 제2 방열수단,116: first heat dissipation means, 118: second heat dissipation means,
120: 클램프 방열수단, 122: 방열날개.120: clamp heat dissipation means, 122: heat dissipation wing.
본 발명은 전력 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기에 의해 작동되는 장비에 무정전 상태의 전원을 공급할 수 있는 무정전 전원장치(UPS)에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply, and more particularly, to an uninterruptible power supply (UPS) capable of supplying uninterruptible power to an electrically operated equipment.
무정전 전원장치(UPS)란, 말 그대로 정전이 존재하지 않는 전원공급장치를 말한다. 이러한 무정전 전원장치는 상용시에는 전원을 축전지에 저장하여 두고, 정전이나 설비의 전원공급 입력단에 문제가 발생시 축전지에 저장해 둔 전원소스를 이용하여 양질의 안전한 전원소스을 설비에 안정적으로 공급하는 장치이다.An uninterruptible power supply (UPS) is a power supply that literally does not exist. The uninterruptible power supply is a device that stores power in a battery during commercial use, and stably supplies a high-quality safe power source to a facility by using a power source stored in the battery when a power failure or a problem occurs in a power supply input terminal of a facility.
무정전 전원장치는 산업이 발전하면서 설비 내에서 가공중인 고가의 생산제품이 파손되거나, 데이터의 손실이나 정보의 손실 등의 피해를 줄이고자 등장하여 컴퓨터의 보급이 일반화되면서 날로 사용이 증가하는 추세에 있다.Uninterruptible power supplies have emerged to reduce damage such as expensive products being processed in facilities or loss of data or loss of information as the industry develops. .
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 무정전 전원장치(UPS) 정류부의 정면도 및 측면도이다.1 and 2 are a front view and a side view of an uninterruptible power supply (UPS) rectifier according to the prior art.
도 1 및 도 2를 참조하면, 무정전 전원장치의 정류부에 있는 전력변환소자(10)는, 다이오드, SCR 및 IGBT와 같은 전력반도체 소자를 핵심 부품으로 사용한다. 이때 상기 전력변환소자(10)는 클램프(20, 22)를 통하여 고정된다. 상기 클램프는 조임나사(20)와 볼트(22) 및 지지판(18)을 이용하여 상기 전력변환소자(10)를 물리적으로 고정한다. 1 and 2, the
그리고 전력변환소자(10) 상부에는 버스 바(bus bar, 12)가 상기 전력변환소자와 전기적으로 연결되어 신호전달의 기능을 수행하고, 전력변환소자의 상부 및 하부에는 각각 상부 히트싱크(14) 및 하부 히트싱크(16)가 설치되어 있어 상기 전력변환소자가 동작 중에 발생하는 열을 외부로 방출하도록 되어 있다.A
상기 클램프(20, 22)는 전력변환소자(10)를 고정하기 위해 높은 토크(torque)로 조이면 조임나사(20)의 절연체로 된 나사 머리가 파손되는 문제가 발생한다. 이에 따라 전력변환소자(10) 상하 양측을 고정하는 접촉력이 저하되고, 이에 따라 전기저항이 증가하고, 증가된 전기저항에 따른 발열현상에 의하여 전력변환소자(10)는 단락 혹은 파손되게 된다. 따라서 이러한 단락전류에 의해 화재 및 무정전 전원장치의 고장이 발생하여 무정전 전원장치와 연결된 반도체 소자 제조용 설비의 가동이 중지됨으로써, 생산중인 반도체 소자 제품에 막대한 피해가 발생할 수 있다.When the
또한 상기 클램프의 조임나사(20)는 구조상 전력변환소자(10)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 구조가 아니라, 전력변환소자(10)에서 발생하는 열이 외부로 빠져나가지 못하게 열을 축적시키는 구조이다. 이에 따라 조임나사(20)의 나사머리 부분에서 전력변환소자(10)에서 발생한 열에 의해 온도가 지속적으로 상승하게 되고, 결국에는 전력변환소자(10)가 열화되어 무정전 전원장치의 고장으로 이어지는 사고가 발생하는 것으로 예측되고 있다. 일반적인 전력변환소자(10)는 온도가 125도 이상이 되면, 동작의 신뢰성이 저하되고 열화가 발생하는 것으로 알려져 있다.In addition, the
따라서 종래 기술에 의한 무정전 전원장치 정류부에 있는 클램프(20, 22)는, 그 구조상 조임나사 머리에 있는 절연체가 쉽게 파손되거나, 축적된 열에 의하여 전력변환소자가 열화되거나, 전력변환소자를 고정하는데 사용되는 지지대(18)가 파손되는 문제점이 있다.Therefore, the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점들을 해결할 수 있도록 클램프에 온도상승 및 파손을 억제할 수 있는 방열수단을 구비한 무정전 전원장치(UPS)의 정류부를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a rectifying part of an uninterruptible power supply (UPS) having heat dissipation means capable of suppressing temperature rise and damage in a clamp so as to solve the above problems.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에 의한 방열기능의 클램프를 갖는 무정전 전원장치(UPS)의 정류부는, 무정전 전원장치의 정류부에 사용되는 전력변환소자와, 상기 전력변환소자와 연결되고 그 상부에 위치한 버스 바(bus bar)와, 상기 버스 바와 접촉된 상부에 위치한 상부 히트싱크(heat sink)와, 상기 전력변환소자의 하부에 위치한 하부 히트싱크와, 상기 상부 히트싱크 및 하부 히트싱크를 조여 상기 버스 바 및 상기 전력공급소자를 고정할 수 있고 상기 전력공급소자에서 발생하는 열을 자체 방열할 수 있는 방열수단을 보유하는 클램프를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a rectifying part of an uninterruptible power supply (UPS) having a heat dissipation clamp according to the present invention is connected to and connected to a power conversion element used in the rectifying part of the uninterruptible power supply and the power conversion element. A bus bar located, an upper heat sink located in contact with the bus bar, a lower heat sink located below the power conversion element, and tightening the upper heat sink and the lower heat sink. And a clamp having a heat dissipation means capable of fixing a bus bar and the power supply element and dissipating heat generated from the power supply element.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 클램프는, 상기 상부 히트싱크 윗면과 접촉하고 나사 머리는 절연체로 이루어지고, 상기 나사머리와 연결된 나사 축이 하부 히트싱크까지 연장된 조임나사 및 상기 하부 히트싱크 아래면과 지지판을 통하여 상기 조임나사의 나사 축과 체결되어 상기 전력변환소자를 고정하는 볼트로 이루어진 것이 적합하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the clamp is in contact with the upper surface of the upper heat sink and the screw head is made of an insulator, the screw screw connected to the screw head extends to the lower heat sink and the lower heat sink It is suitable that the bolt is fastened to the screw shaft through the lower surface and the support plate to secure the power conversion element.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 클램프의 방열수단은 제1 및 제2 방열수단인 것이 적합하며, 제1 방열수단은, 상기 나사머리 하단에 설치된 공기유동 통로인 것이 적합하며, 제2 방열수단은 상기 나사머리 위로 돌출된 방열날개인 것이 적합하다. 이때 상기 방열날개는 금속재질인 것이 바람직하다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the heat dissipation means of the clamp is first and second heat dissipation means, and the first heat dissipation means is an air flow passage provided at the lower end of the screw head, and the second The heat dissipation means is preferably a heat dissipation blade projecting over the screw head. At this time, the heat dissipation wing is preferably a metal material.
바람직하게는, 상기 무정전 전원장치는 용량이 1000KW 이상인 것이 적합하고, 상기 무정전 전원장치는 반도체 소자의 제조설비와 연결되어 동작되는 것이 적합하고, 상기 전력변환소자는 SCR인 것이 적합하다. 또한 상기 상부 및 하부 히트 싱크는 전력변환소자에서 발생하는 열을 효율적으로 방출시키기 위한 방열날개가 추가로 있는 것이 적합하다.Preferably, the uninterruptible power supply has a capacity of 1000 KW or more, the uninterruptible power supply is suitably operated in connection with a manufacturing facility of a semiconductor device, and the power conversion device is suitably SCR. In addition, the upper and lower heat sinks are preferably further provided with a heat dissipation wing for efficiently dissipating heat generated by the power conversion element.
본 발명에 따르면, 무정전 전원장치(UPS)의 정류부에 있는 클램프가 방열기능을 포함하고 있기 때문에 전력변환소자 열화되어 무정전 전원장치의 다운(down)이 발생되는 문제를 억제할 수 있다.According to the present invention, since the clamp in the rectifying portion of the uninterruptible power supply (UPS) includes a heat dissipation function, the problem of deterioration of the power conversion element and generation of the uninterruptible power supply can be suppressed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래의 상세한 설명에서 개시되는 실시예는 본 발명을 한정하려는 의미가 아니라, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게, 본 발명의 개시가 실시 가능한 형태로 완전해지도록 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments disclosed in the following detailed description are not meant to limit the present invention, but to those skilled in the art to which the present invention pertains, the disclosure of the present invention may be completed in a form that can be implemented. It is provided to inform the category.
도 3은 본 발명에 의한 무정전 전원장치(UPS)의 개략적인 회로도이다.3 is a schematic circuit diagram of an uninterruptible power supply (UPS) according to the present invention.
도 3을 참조하면, 일반적으로 무정전 전원장치(200)는 입력 필터부(input filter, 210), 정류부(rectifier, 220), 인버터부(inverter, 230), 축전지 (battery, 250), 스태틱 스위치부(static switch, 240), 바이패스부(bypass, 260) 및 교류 출력부(AC output, 270)로 이루어져 있다. 물론 설계자에 의도에 따라 도면에서 도시된 무정전 전원장치(200)는 여러 형태로 변형될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
이중에서 정류부(220)는 상용전원인 교류전원(AC)을 직류전원(DC)으로 변환하는 장치이고, 상기 정류부(220)에 사용되는 전력변환소자로는 통상 다이오드, SCR 및 IGBT등의 전력 반도체 소자가 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 1000㎾ 이상의 무정전 전원장치(200)에 주로 사용되는 SCR을 전력변환소자로 사용한다. 물론 상기 SCR은 고역률 및 고효율을 가능한 IGBT로 대체해도 무방하다.Among these, the
도 4는 도 3의 무정전 전원장치(UPS)의 정류부에 대한 회로도이고, 도 5는 도4의 회로도에서 하나의 전력변환소자(SCR)의 설치형태를 보여주는 정면도이다.FIG. 4 is a circuit diagram of the rectifier of the UPS of FIG. 3, and FIG. 5 is a front view illustrating an installation form of one power conversion element SCR in the circuit diagram of FIG. 4.
도 4에 의하면, 본 발명에 의한 무정전 전원장치의 정류부(220)는 동일한 정류기능을 수행하는 4개 그룹(1A1~1A4)이 존재하고, 하나의 정류부에 대한 전력변환소자(102)의 설치형태는 도 5의 정면도를 통해 나타나 있다. Referring to FIG. 4, the
본 발명에 의한 방열기능의 클램프(110, 112)를 갖는 무정전 전원장치의 정류부(100)는, 무정전 전원장치의 정류부에 사용되는 전력변환소자(102)와, 상기 전력변환소자(102)와 연결되고 그 상부에 위치한 버스 바(104)와, 상기 버스 바(104)와 접촉된 상부에 위치한 상부 히트싱크(106)와, 상기 전력변환소자(102)의 하부에 위치한 하부 히트싱크(108)와, 상기 상부 히트싱크 및 하부 히트싱크(106, 108)를 조여 상기 버스 바(104) 및 상기 전력공급소자(102)를 고정할 수 있고 상기 전력공급소자(102)에서 발생하는 열을 자체 방열할 수 있는 방열수단(120)을 보유하는 클 램프(110, 112)로 이루어진다.The
상기 클램프는, 본 발명의 목적을 달성하는 핵심적인 요소로서, 크게 조임나사(110)와 볼트(112)로 이루어진다. 상기 조임나사(110)는, 상부 히트싱크(106) 윗면에 접촉되고 나사머리(A)는 절연체로 이루어지고, 나사머리(A)와 연결된 나사 축(B)이 하부 히트싱크(108)까지 연장된다. 그리고 볼트(112)는 하부 히트싱크(108) 아래면에 지지판(114)을 통하여 상기 조임나사(110)의 나사 축(B)과 체결되어 전력변환소자(102)를 고정한다.The clamp, as a key element to achieve the object of the present invention, consists of a tightening
이때, 상기 클램프의 조임나사(110)에는 크게 제1 방열수단(116) 및 제2 방열수단(118)이 구비되어 있다. 따라서 종래 기술에서는 클램프의 역할이 단순히 상부 및 하부 히트싱크(106, 108)를 조여서 전력변환소자(102)를 고정하는 역할뿐이었으나, 본 발명에서는 전력변환소자(102)를 고정하는 역할에 추가하여, 전력변환소자(102)로부터 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열기능까지 가진다.At this time, the
상기 제1 방열수단(116)은, 상부 히트싱크(106)와 접촉하는 부분에 사다리꼴로 파여진 공기유동 통로(air flow path, 116)를 말한다. 이에 따라 전력변환소자(102)로부터 발생된 열이 상부 히트싱크(106)와 조임나사(110)의 나사머리(A)의 접착면에서 축적되는 문제점을 해결할 수 있다. 따라서 전력변환소자(102)에서 열을 효율적으로 외부로 방출하지 못하여 결국에는 전력변환소자(102)가 열화되는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다.The first heat dissipation means 116 refers to an
이에 더하여, 본 발명에 의한 클램프 조임나사(110)는, 제2 방열수단(118) 즉 나사머리(A)에 강철과 같이 열전도율이 높은 금속재질로 이루어진 방열 날개를 추가로 구비하고 있다. 따라서 전력변환소자(102)부터 발생된 열이 상부 및 하부 히트싱크(106, 108)에 있는 방열날개(122)를 통해서도 외부로 방출되지만, 클램프 조임나사(110)의 나사머리(A)에 있는 방열날개를 통해서도 외부로 방출될 수 있다. 즉 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 클램프의 조임나사(110)는, 나사 머리를 절연체로 사용하여 탄성이 있음과 동시에, 무정전 전원장치의 하단부에서 작동되는 팬(fan, 미도시)에 의해 냉각 효과가 더욱 극대화 될 수 있는 구조로 변경된 특징이 있다. 이러한 특징을 지닌 본 발명에 의한 무정전 전원장치는 반도체 제조공정에 사용되는 설비에 부착되어 사용된다. In addition, the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함이 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications can be made by those skilled in the art within the technical spirit to which the present invention belongs.
따라서, 상술한 본 발명에 따르면, 그러므로 정전시 무정전 전원장치가 작동될 때에, 전력변환소자의 열화 혹은 조임나사의 나사머리 및 지지대가 파손되는 고장으로 야기되는 고가의 반도체 생산제품의 피해를 막을 수 있다.Therefore, according to the present invention described above, therefore, when the uninterruptible power supply is operated during a power failure, it is possible to prevent the damage of expensive semiconductor products caused by the deterioration of the power conversion element or the failure of the screw head and support of the tightening screw to be broken. have.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |