KR20100005581A - Pulse width modulation control type high capacity ptc heater - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 PWM 제어 고용량 피티씨 히터에 관한 것이다. 보다 상세하게는 피티씨 로드의 양극전원단자의 통전 체적을 확장하여 전류에 의해 발생되는 전기 저항 및 열이 사용자가 목적에 따라 선택한 임계치 이상으로 발생되지 않도록 형성하고 동시에 PCB기판으로부터 열이 전도 방열되도록 형성함으로써, PCB기판 및 상부하우징 내부 온도가 상승하지 않아 별도의 방열 장치 및 통풍구 없이도 PCB기판에 실장된 각 부품들의 열 손상 및 오작동이 방지되고 이에 따라 소형화가 가능하며, 피티씨 로드로부터 전달되는 열이 상부하우징 및 PCB기판으로 전달되지 않고 외부로 방열될 수 있도록 피티씨 로드의 음극단자를 형성하고 상부하우징을 통풍이 원활한 구조로 형성함으로써, 상부하우징 내부 공간 및 PCB기판의 열 발생이 방지되어 내구성이 향상되는 PWM 제어 고용량 피티씨 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a PWM controlled high capacity PTC heater. More specifically, the conduction volume of the anode power terminal of the PTC rod is extended so that the electrical resistance and heat generated by the current are not generated above the threshold selected by the user, and at the same time, the heat is conducted and radiated from the PCB substrate. By forming, the temperature inside the PCB and the upper housing does not rise so that the thermal damage and malfunction of each component mounted on the PCB can be prevented without any heat dissipation device and vents, thus miniaturization, and the heat transferred from the PTC rod By forming the negative terminal of the PTC rod so that it can be radiated to the outside without being transferred to the upper housing and the PCB board, and forming the upper housing in a structure with good ventilation, heat generation of the upper housing inner space and the PCB board is prevented and durable. This improved PWM controlled high capacity PTC heater.
차량에는 실내의 각 부위로 냉기와 온기를 선택적으로 공급하기 위한 공조시스템이 구비되는데, 하절기에는 에어컨을 작동시켜 냉기를 공급하고, 동절기에는 히터를 가동하여 온기를 공급하게 된다.The vehicle is provided with an air conditioning system for selectively supplying cold and warm air to each part of the room. In summer, the air conditioner is operated to supply cold air, and in winter, the heater is operated to supply warm air.
일반적으로 히터의 작동 방식은 엔진 내부를 순환하며 가열된 냉각수와 송풍기에 의하여 유입된 공기가 상호 열교환이 이루어지면서 차량 실내로 온기를 공급하며 난방을 하는 방식으로서, 엔진에 의해 발생되는 열을 이용하는 것이므로 에너지 효율이 높은 난방 방식이다.In general, the operating method of the heater is to circulate the inside of the engine, and the heated coolant and the air introduced by the blower exchange heat to supply the warm air to the interior of the vehicle and heat the heat. Energy efficient heating system.
그러나 동절기에는 시동 후 엔진이 가열되기까지는 일정 시간이 필요하게 되므로 시동 후 곧바로 난방이 이루어지지 않는다. 따라서 난방을 위하여 엔진이 가열되고 냉각수의 온도가 고온이 될 때까지 주행 전 소정 시간 엔진을 공회전시키게 되는데, 이에 따른 에너지 낭비 및 환경 오염이란 문제가 발생하였다.In winter, however, a certain time is required before the engine heats up after starting, so heating does not occur immediately after starting. Therefore, the engine is heated for heating and the engine is idled for a predetermined time before driving until the temperature of the coolant becomes high, resulting in energy waste and environmental pollution.
이러한 문제를 방지하기 위해 엔진이 가열되는 소정 시간 동안에 별도의 프리히터(Pre-Heater)를 이용하여 차량 실내를 난방하는 방법이 이용되었는데, 종래의 열선 코일을 이용한 히터는 발열량이 높아 난방은 효과적으로 이루어지나 화재 위험이 높고 전열선의 수명이 짧아 부품의 수리 및 교환이 빈번하게 발생하는 불편이 있었다.In order to prevent such a problem, a method of heating a vehicle interior using a separate pre-heater during a predetermined time during which the engine is heated has been used. A heater using a conventional heating coil has a high heat generation and thus heating is effectively performed. Excessively high risk of fire and short life of electric wires caused frequent repair and replacement of parts.
따라서, 최근에는 피티씨(PTC: Positive Temperature Coefficient)소자를 이용한 히터가 개발되고 있는데, 화재 위험이 적고 수명이 길어 반 영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 이러한 피티씨 히터는 상대적으로 작은 용량의 히터가 주로 사용되었는데, 최근에는 다양한 차종과 사용자의 필요에 따라 고용량의 피티씨 히터가 요구되어 개발되고 있는 추세이다.Therefore, recently, a heater using a positive temperature coefficient (PTC) device has been developed, which has the advantage of having a low risk of fire and a long life, which can be used semi-permanently. The PitiC heater is mainly used a relatively small capacity heater, the recent trend has been developed to require a high capacity PitiC heater according to the needs of various models and users.
도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 PWM 제어 고용량 피티씨 히터의 구조를 간략하게 나타내기 위한 정면도이다.1 is a front view for briefly showing the structure of a conventional PWM control high capacity PTC heater according to the prior art.
종래 기술에 의한 일반적인 PWM 제어 고용량 피티씨 히터는 도 1에 도시된 바와 같이 피티씨 소자가 내부에 삽입되어 발열하는 다수개의 피티씨 로드(10)가 평행하게 일렬 배치되고, 이러한 피티씨 로드(10)의 양측면에는 공기와의 열교환을 위한 방열핀(20)이 피티씨 로드(10)와 접촉하도록 배치되고, 상호 인접하는 방열핀(20) 사이에는 핀가이드(30)가 장착되어 방열핀(20)의 위치가 가이드된다. 이와 같이 배치된 피티씨 로드(10)의 상하 양측단부에는 상부하우징(50)과 하부하우징(60)이 각각 결합되며, 상부하우징(50)과 하부하우징(60) 사이에 결합된 피티씨 로드(10)와 방열핀(20)의 좌우 양측에는 이들이 상호 밀착 결합되어 고정될 수 있도록 내측 방향으로 탄성 지지하는 사이드프레임(40)이 상부하우징(50) 및 하부하우징(60)에 장착된다.In the conventional PWM control high capacity PTC heater according to the prior art, as shown in FIG. 1, a plurality of
상부하우징(50)에는 피티씨 로드(10)에 전류를 공급하기 위한 양극 및 음극전원단자(80a,80b)가 형성되며, 양극전원단자(80a)를 통해 전류가 피티씨 로드(10)로 공급되어 피티씨 로드(10)의 피티씨 소자를 거치면서 발열 기능이 수행되고 음극전원단자(80b)를 통해 전류가 흘러나오는 방식으로 동작한다. 이때, PWM 제어 고용량 피티씨 히터의 경우에는 피티씨 로드(10)의 동작을 제어하는 방식으로 고용량을 발휘하고 있으므로, 예를 들면 PWM(Pulse Width Modulation)제어방식과 같은 피티씨 로드(10)의 동작 제어를 위해 PCB기판(70)이 상부하우징(50) 내부에 장착된다. 이러한 PCB기판(70)에는 피티씨 로드(10)의 동작을 제어할 수 있도록 파워트랜지스터(미도시)가 실장되고, 또한 양극 및 음극전원단자(80b)와 피티씨 로드(10)가 각각 장착되며, 이를 통해 양극 및 음극전원단자(80a,80b)로부터 피티씨 로드(10)로 전류가 공급 제어된다.The
이와 같은 구조의 PWM 제어 고용량 피티씨 히터는 고전류를 통해 큰 열량을 발휘하기 때문에 동작 중에 피티씨 로드(10) 및 이를 제어하는 PCB기판(70)에서 불필요한 열이 발생하여 상부하우징(50) 내부 공간의 온도가 올라가고 PCB기판(70)에 실장된 각 부품들이 이러한 열에 의해 손상을 입거나 오작동하는 등의 문제가 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 상부하우징(50)에는 피티씨 로드(10)와 결합되는 부위에 별도의 통풍구(51)를 형성하여 상부하우징(50) 내부 공간의 열이 통풍구(51)를 통해 외부로 방출되도록 구성되고 있다.Since the PWM control high capacity PTC heater having such a structure exerts a large amount of heat through a high current, unnecessary heat is generated from the
그러나, 이러한 통풍구(51)는 방열효과가 크지 못하여 상부하우징(50) 내부 공간의 온도 상승을 충분히 방지할 수 없고 이에 따라 피티씨 히터가 손상되거나 오작동하는 등의 문제가 있으며, 또한 통풍구(51)를 형성하기 위해 상부하우징(50)의 크기를 통풍구(51) 형성 공간만큼 증가시켜야 하므로 피티씨 히터의 크기가 증가하는 등의 문제가 있었다.However, the
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 피티씨 로드의 양극전원단자의 통전 체적을 확장하여 전류에 의해 발생되는 전기 저항 및 열이 사용자가 목적에 따라 선택한 임계치 이상으로 발생되지 않도록 형성하고 동시에 PCB기판으로부터 열이 전도 방열되도록 형성함으로써, PCB기판 및 상부하우징 내부 온도가 상승하지 않아 별도의 방열 장치 및 통풍구 없이도 PCB기판에 실장된 각 부품들의 열 손상 및 오작동이 방지되고 이에 따라 소형화가 가능하며, 피티씨 로드로부터 전달되는 열이 상부하우징 및 PCB기판으로 전달되지 않고 외부로 방열될 수 있도록 피티씨 로드의 음극단자를 형성하고 상부하우징을 통풍이 원활한 구조로 형성함으로써, 상부하우징 내부 공간 및 PCB기판의 열 발생이 방지되어 내구성이 향상되는 PWM 제어 고용량 피티씨 히터를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve this problem, so that the electric resistance and heat generated by the current is not generated above the threshold selected by the user by expanding the energization volume of the positive power terminal of the PTC rod. And at the same time, heat is conducted and radiated from the PCB, thereby preventing the internal temperature of the PCB and the upper housing from rising, thereby preventing thermal damage and malfunction of the components mounted on the PCB without the need for a separate heat dissipation device and a vent. It is possible to form a cathode terminal of the PTC rod and heat the upper housing in a structure that allows the heat transferred from the PTC rod to be radiated to the outside without being transferred to the upper housing and PCB board, the upper housing inner space PWM control that improves durability by preventing heat generation of PCB and PCB The purpose is to provide a high capacity PTC heater.
본 발명은, 다수개의 피티씨 로드(100)의 양측단부에 각각 상부하우징(500) 및 하부하우징(600)이 결합되고, 상기 상부하우징(500)의 내부에는 양극 및 음극전원단자(810,820)가 구비된 PCB기판(700)이 장착되며, 상기 PCB기판(700)에는 상기 양극전원단자(810)를 통해 전류가 공급되는 다수개의 파워트랜지스터(750) 및 피티씨 로드(100)의 양극단자(110)가 장착되는 PWM 제어 고용량 피티씨 히터에 있어서, 상기 양극전원단자(810)는 전류에 의한 전기 저항 및 열이 임계치 이상 발생되지 않도록 통전 체적이 확장된 형태의 평판형으로 형성되어 상기 PCB기판(700)의 부품실장면에 돌출되게 장착되는 것을 특징으로 하는 PWM 제어 고용량 피티씨 히터를 제공한다.In the present invention, the
본 발명에 의하면, 피티씨 로드의 양극전원단자의 통전 체적을 확장하여 전류에 의해 발생되는 전기 저항 및 열이 사용자가 목적에 따라 선택한 임계치 이상으로 발생되지 않도록 형성하고 동시에 PCB기판으로부터 열이 전도 방열되도록 형성함으로써, PCB기판 및 상부하우징 내부 온도가 상승하지 않아 별도의 방열 장치 및 통풍구 없이도 PCB기판에 실장된 각 부품들의 열 손상 및 오작동이 방지되고 이에 따라 소형화가 가능하며, 피티씨 로드로부터 전달되는 열이 상부하우징 및 PCB기판으로 전달되지 않고 외부로 방열될 수 있도록 피티씨 로드의 음극단자를 형성하고 상부하우징을 통풍이 원활한 구조로 형성함으로써, 상부하우징 내부 공간 및 PCB기판의 열 발생이 방지되어 내구성이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, the conductive volume of the positive power terminal of the PTC rod is expanded so that the electrical resistance and heat generated by the current are not generated above the threshold selected by the user, and at the same time, heat is conducted and radiated from the PCB substrate. Since the internal temperature of the PCB and the upper housing does not rise, thermal damage and malfunction of the components mounted on the PCB are prevented without the need for a separate heat dissipation device and a ventilation hole, and accordingly, miniaturization is possible. By forming the negative terminal of the PTC rod so that heat can be radiated to the outside without being transferred to the upper housing and the PCB board, and forming the upper housing with a ventilated structure, heat generation of the upper housing inner space and the PCB board is prevented. Durability is improved.
본 발명은, 다수개의 피티씨 로드(100)의 양측단부에 각각 상부하우징(500) 및 하부하우징(600)이 결합되고, 상기 상부하우징(500)의 내부에는 양극 및 음극전원단자(810,820)가 구비된 PCB기판(700)이 장착되며, 상기 PCB기판(700)에는 상기 양극전원단자(810)를 통해 전류가 공급되는 다수개의 파워트랜지스터(750) 및 피티 씨 로드(100)의 양극단자(110)가 장착되는 PWM 제어 고용량 피티씨 히터에 있어서, 상기 양극전원단자(810)는 전류에 의한 전기 저항 및 열이 임계치 이상 발생되지 않도록 통전 체적이 확장된 형태의 평판형으로 형성되어 상기 PCB기판(700)의 부품실장면에 돌출되게 장착되는 것을 특징으로 하는 PWM 제어 고용량 피티씨 히터를 제공한다.In the present invention, the
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PWM 제어 고용량 피티씨 히터를 간략하게 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PWM 제어 고용량 피티씨 히터의 구조를 간략하게 도시한 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PWM 제어 고용량 피티씨 히터의 상부하우징 내부구조를 간략하게 도시하기 위한 평면도이다.2 is a front view briefly showing a PWM control high capacity PTC heater according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a simplified decomposition of the structure of the PWM control high capacity PTC heater in accordance with an embodiment of the present invention 4 is a perspective view of a top housing internal structure of a PWM control high capacity PTC heater according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 PWM 제어 고용량 피티씨 히터는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 피티씨 소자(미도시)가 내부에 삽입되어 발열하는 다수개의 피티씨 로드(100)가 평행하게 일렬 배치되고, 이러한 피티씨 로드(100)의 양측면에는 공기와의 열교환을 위한 방열핀(200)이 피티씨 로드(100)와 접촉하도록 배치되고, 상호 인접하는 방열핀(200) 사이에는 핀가이드(300)가 장착되어 방열핀(200)이 서로 분리된다. 이와 같이 배치된 피티씨 로드(100)의 상하 양측단부에는 상부하우징(500)과 하부하우징(600)이 각각 결합되며, 상부 및 하부하우징(500,600)과 함께 피티씨 히터의 프레임 구조를 이루도록 상부하우징(500)과 하부하우징(600)의 좌우 양측부에는 사이드프레임(400)이 장착된다.PWM control high capacity PTC heater according to an embodiment of the present invention, as shown in Figs. Arranged in line, the heat dissipation fins 200 for heat exchange with air are disposed on both sides of the
상부하우징(500)의 내부 공간에는 고용량의 성능 발휘를 위해 피티씨 로드(100)의 동작을 제어하기 위한 PCB기판(700)이 장착되며, 이러한 PCB기판(700)에는 제어를 위한 파워트랜지스터(750)가 장착되고 또한 피티씨 로드(100)의 양극단자(110)가 클립(740)을 통해 장착되어 전기적으로 연결된다. 즉, PCB기판(700)에는 전원 공급을 위한 양극전원단자(810) 및 음극전원단자(820)로 구성된 전원단자(800)가 별도로 장착되고, 양극전원단자(810)로부터 공급된 전류는 PCB기판(700)의 회로를 따라 파워트랜지스터(750)를 통해 제어되며 피티씨 로드(100)의 양극단자(110)로 전달된다. 이와 같이 피티씨 로드(100)의 양극단자(110)로 전류가 전달되어 피티씨 로드(100) 내부의 피티씨 소자가 발열하고, 이는 다시 피티씨 로드(100)의 외측면 커버를 통해 음극전원단자(820)로 흘러나오는 방식으로 구성된다. 이때, 피티씨 로드(100)의 일측단부 커버의 외측면에는 음극단자(900)가 전기적으로 접촉되어 이러한 음극단자(900)를 통해 전류가 음극전원단자(820)로 흘러나오도록 구성된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 PCB기판(700)에는 차량의 ECU로부터 차량 상태에 관한 정보를 수신하여 이에 따라 피티씨 로드(100)의 동작을 제어할 수 있도록 하기 위해 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 차량 ECU와 통신하 는 통신포트(730)가 별도로 장착될 수 있다.The inner space of the
여기서, 피티씨 로드(100)의 구성을 간략하게 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따라 피티씨 로드(100)의 외형을 이루는 튜브 형상의 커버와, 커버의 일측단에 돌출되도록 커버의 내부에 삽입되는 양극단자(110)와, 커버의 내부에 위치하도록 양극단자(110)에 접촉 설치되는 피티씨 소자와, 양극단자(110)와 커버의 절연을 위한 인슐레이터를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 양극단자(110)를 통해 전류가 공급되면 피티씨 소자를 거쳐 커버를 통해 전류가 흘러가고, 이러한 과정에서 피티씨 소자가 발열하도록 구성된다. 이와 같은 피티씨 로드(100)의 구성은 다른 형태로 다양하게 변형 가능할 것이다.Here, a brief look at the configuration of the
본 발명의 일 실시예에 따른 PWM 제어 고용량 피티씨 히터는 차량용으로 2000W의 출력이 가능하고 이러한 출력을 위해 전류는 80A 내지 200A의 전류가 사용되며 전압은 12V 또는 24V 모두 사용 가능하도록 제작된다. 따라서, 고전류에 의해 전원단자(800) 또는 PCB기판(700)에 발생하는 전기 저항 또는 이에 의한 열 발생이 최소화될 수 있도록 본 발명의 일 실시예에 따른 PWM 제어 고용량 피티씨 히터의 양극전원단자(810)는 전류에 의한 전기 저항 및 열이 임계치 이상 발생되지 않도록 통전 체적이 확장된 형태의 평판형으로 형성되어 PCB기판(700)의 부품실장면에 돌출되게 장착된다. 즉, PCB기판(700)에 결합된 양극전원단자(810)는 최대 출력에 필요한 허용전류에 적합하게 유효 통전 체적을 갖도록 형성된다.PWM controlled high-capacity PTC heater according to an embodiment of the present invention is capable of outputting 2000W for a vehicle, the current of 80A to 200A is used for this output and the voltage is manufactured to be used for both 12V or 24V. Therefore, the anode power terminal of the PWM control high capacity PTC heater according to an embodiment of the present invention to minimize the electrical resistance or heat generated by the
따라서, 양극전원단자(810)의 통전 체적이 확장됨에 따라 양극전원단자(810)에서는 전류에 대한 전기 저항이 감소하고 이에 따라 전기 저항에 의해 발생되는 열 또한 현저히 감소하게 된다. 또한, 이와 같이 형성된 양극전원단자(810)는 그 자체로 열 발생이 감소되는 구조임과 동시에 또한 PCB기판(700)으로부터 열이 전도되어 방열되도록 하는 방열 기능도 수행되는 구조이다. 즉, 공기와 접촉 면적이 확장되도록 평판형으로 PCB기판(700)의 부품실장면에 돌출되게 장착되기 때문에 PCB기판(700)에 실장된 각종 부품 및 회로에 의해 발생되는 열이 양극전원단자(810)로 전도되며 방열되는 기능이 수행된다.Therefore, as the energization volume of the positive
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 PWM 제어 고용량 피티씨 히터는 PCB기판(700)의 열이 감소되고 이에 따라 상부하우징(500) 내부 공간에서의 온도가 증가하지 않으므로, 별도의 방열 장치 및 통풍구가 불필요하여 소형화가 가능하고 또한 PCB기판(700)에 실장된 각 부품들의 열 손상이 방지되며 오작동이 방지되는 구조이다.Therefore, in the PWM control high capacity PTC heater according to the embodiment of the present invention, since the heat of the
이러한 구조에 따라 양극전원단자(810)의 확장된 단면적의 크기는 사용자의 필요에 따라 선택한 임계치 이상의 열이 발생되지 않도록 선택될 수 있을 것이고, 이러한 임계치는 전술한 바와 같이 별도의 방열 장치 및 통풍구 없이 PCB기판(700)의 열 손상 및 오작동이 방지되는 정도의 열 발생량 이하로 자유롭게 선택될 수 있을 것이다.According to this structure, the size of the expanded cross-sectional area of the positive
한편, PCB기판(700)에 장착된 다수개의 파워트랜지스터(750)는 본 발명의 일 실시예에 따라 각각 독립적으로 양극전원단자(810)로부터 전류가 공급되도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 양극전원단자(810)와 다수개의 파워트랜지스터(750)가 각각 독립적인 PCB기판(700) 상의 회로를 통해 서로 연결되는 방식으로 구성된다. 이러한 구조에 따라 PCB기판(700) 상의 패턴회로의 길이가 단축되고 또한 각각 독립적으로 패턴회로가 형성되어 다수개의 파워트랜지스터(750)로 공급되는 전류의 흐름이 각각의 패턴회로를 통해 분산되어 공급되기 때문에, 패턴회로를 통한 전기 저항에 의해 발생되는 열이 현저히 감소되어 PCB기판(700)에서의 열이 감소된다.On the other hand, the plurality of
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 양극전원단자(810)는 전술한 방열 기능의 수행을 위해 방열 면적이 증가하도록 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 일부 구간에서 PCB기판(700)의 가장자리 둘레 부위를 따라 길게 연장 형성되는 것이 바람직하다. 아울러 음극전원단자(820) 또한 PCB기판(700)으로부터 열이 전도되어 방열될 수 있도록 평판형으로 길게 연장 형성되어 PCB기판(700)의 부품실장면에 돌출되게 장착될 수 있으며, 또한 방열 면적이 증가하도록 적어도 일부 구간에서 PCB기판(700)의 가장자리 둘레 부위를 따라 길게 연장 형성되는 것이 바람직할 것이다.In addition, the positive
이와 같은 상부하우징(500) 내부의 방열 기능을 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 PWM 제어 고용량 피티씨 히터는 상부하우징(500)의 일측면에 공기가 내부로 유입될 수 있도록 유동홀(511)이 형성될 수 있으며, 이러한 유동홀(511)을 통해 상부하우징(500) 내부 공간 및 PCB기판(700)의 방열 효과가 더욱 향상될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 유동홀(511)을 통해 상기 상부하우징(500) 내부로 유입된 공기가 통과하며 상기 PCB기판(700)이 방열되도록 PCB기판(700)에도 별도의 방열홀(710)이 형성될 수 있을 것이다.The PWM control high capacity PTC heater according to an embodiment of the present invention for the heat dissipation function inside the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 PWM 제어 고용량 피티씨 히터는 피티씨 로드(100)로부터 발생된 열이 PCB기판(700) 및 상부하우징(500)으로 전달되지 않고 외부로 방열될 수 있도록 음극단자(900)가 장착될 수 있으며, 이러한 음극단자(900)에는 후크(미도시)가 형성되어 상부하우징(500)에 상호 체결 결합될 수 있다. 따라서, 음극단자(900)는 피티씨 로드(100)의 외측면 일측단부에 접촉되도록 장착되어 피티씨 로드(100)의 일측단부에서 열이 음극단자(900)로 전도되도록 구성되고, 또한 상부하우징(500)의 외측면 일부를 감싸며 상부하우징(500)의 외부에 위치하도록 장착되어 음극단자(900)로 전도된 열이 용이하게 외부로 방열될 수 있도록 구성된다. 따라서, 음극단자(900) 또한 상부하우징(500)의 외측면을 감싸며 형성되기 때문에 별도의 장착 공간이 불필요하여 피티씨 히터의 소형화가 가능하고 우수한 방열 효과를 갖는다.In addition, the PWM controlled high-capacity PTC heater according to an embodiment of the present invention is a cathode so that heat generated from the
이러한 음극단자(900)는 본 발명의 일 실시예에 따라 방열 기능과 동시에 접지단자로서의 기능도 동시에 수행되는데, 이에 따라 음극단자(900)는 전기 전도체 재질로 형성되어 PCB기판(700)을 관통하며 음극전원단자(820)와 접촉 연결되는 방식으로 구성된다. 이때, PCB기판(700)에는 음극단자(900)가 접촉되지 않고 관통할 수 있는 관통슬릿(720)이 형성되고 음극단자(900)는 이러한 관통슬릿(720)을 통해 PCB기판(700)과 접촉되지 않은 상태로 음극전원단자(820)와 연결될 수 있다. 이를 통해 피티씨 로드(100)로부터 전달되는 미량의 열 또한 PCB기판(700)에 전달되는 것이 방지되어 PCB기판(700)에서의 열 발생이 한층 더 방지될 수 있을 것이다.The
이와 같은 음극단자(900)와 음극전원단자(820)는 서로 전기적으로 연결되는데, 이들을 전기적으로 연결하는 연결수단(830)은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 용접 또는 납땜 등의 결합 방식이 이용될 수 있으며, 또는 전도체로 형성된 볼트를 사용한 볼팅 결합 방식 등도 이용될 수 있을 것이다.The
한편, 이러한 음극단자(900)는 상부하우징(500)의 외측면 일부를 감싸며 피티씨 로드(100)의 일측단부에 접촉하도록 형성되기 때문에, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상부하우징(500)의 외측면을 감쌀 수 있도록 본 발명의 일 실시예에 따라 상부하우징(500)의 외측면 형상에 대응하여 예를 들면 "U"자 채널 형태로 형성되고 일측부위가 PCB기판(700)을 관통하며 음극전원단자(810)와 연결되도록 길게 연장 형성된다. 또한, 피티씨 로드(100)의 일측단부와 접촉하도록 "U"자 채널의 바닥 부위에는 피티씨 로드(100)가 접촉하며 관통될 수 있는 결합슬릿(910)이 형성된다. 이러한 결합슬릿(910)의 양측단에는 도 3에 도시된 바와 같이 결합슬릿(910)보다 폭이 더 넓은 확장슬릿(920)이 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 확장슬릿(920)을 통해 공기가 통과하며 음극단자(900)가 더욱 원활하게 공기와 열교환하여 전체적인 방열 효과가 향상된다.On the other hand, since the
또한, 음극단자(900)에는 상부하우징(500)을 감싸는 부위에, 예를 들면 "U"자 채널의 바닥 부위에 공기가 유동될 수 있는 관통홀(930)이 형성될 수 있으며, 이러한 관통홀(930)을 통해 공기가 유동하여 마찬가지로 전체적인 방열 효과가 향상될 수 있을 것이다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에 따라 상부하우징(500) 내부공간의 방열 효과가 더욱 향상되도록 관통홀(930)을 통과한 공기가 내부로 유입될 수 있는 유동홀(511)이 상부하우징(500)에 형성될 수 있다. 또한, PCB기판(700)에는 유동홀(511)을 통해 상부하우징(500) 내부로 유입된 공기가 통과하며 PCB기 판(700)이 방열되도록 방열홀(710)이 형성될 수 있을 것이다. 따라서, 관통홀(930), 유동홀(511) 및 방열홀(710)을 경유하는 공기의 흐름을 통해 상부하우징(500)의 내부 공간에 대한 방열 효과가 더욱 향상될 수 있을 것이다.In addition, a through
다음으로, 상부하우징(500)의 구조를 좀 더 살펴보면, 상부하우징(500)은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 내부 공간에 PCB기판(700)을 수용하도록 일측면이 개방된 하우징본체(510)와, 하우징본체(510)의 개방된 면을 덮도록 하우징본체(510)에 결합되는 하우징덮개(520)를 포함하여 구성되며, 하우징본체(510)에는 공기가 내부 공간으로 유입되도록 유동홀(511)이 형성되고 하우징덮개(520)에는 상부하우징(500) 내부 공간의 방열을 위한 통풍구(521)가 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따라 상부하우징(500)에는 별도의 통풍구(521)가 형성되지 않고, 각종 부품 조립을 위한 다양한 홀 및 조립시의 미세한 틈새 등으로 상부하우징(500) 내부 공간이 통풍될 수 있도록 형성될 수도 있을 것이다.Next, looking at the structure of the
이러한 하우징본체(510)와 하우징덮개(520)에는 상호 결합 가능하게 대응되는 고정돌기(513) 및 고정홀(524)이 각각 형성되고, 이러한 고정돌기(513) 및 고정홀(524)을 통해 별도의 고정수단없이 하우징본체(510)와 하우징덮개(520)가 착탈 가능하게 결합될 수 있을 것이다.In the
또한, 하우징덮개(520)에는 전술한 양극전원단자(810) 및 음극전원단자(820)가 각각 삽입되며 외부로 돌출될 수 있도록 2개의 전원홀(522)이 형성될 수 있으며, 이러한 전원홀(522)은 각각 분리되어 서로 인접하게 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 따라 하우징덮개(520)로부터 동일한 방향으로 양극 및 음극전원단자(810,820)가 전원에 연결될 수 있고, 이에 따라 피티씨 히터의 소형화에 유리하고 전원 연결을 위한 배선 작업이 용이할 것이다. 이때, 인접한 위치에 형성된 2개의 전원홀(522)을 통해 외부로 돌출된 양극전원단자(810)와 음극전원단자(820)가 서로 접촉하여 단락 사고가 발생되지 않도록 2개의 전원홀(522) 사이에는 도 3에 도시된 바와 같이 분리격판(523)이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, two
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부하우징(600)에는 피티씨 로드(100)가 삽입 결합되도록 폭 방향으로 돌출되는 돌출홈(610)이 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 하부하우징(600)의 폭이 감소될 수 있으므로 피티씨 히터의 소형화에 유리하며 피티씨 히터를 차량에 장착하는 경우 좀 더 원활하게 탈착이 가능할 것이다.On the other hand, the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 고용량 피티씨 히터의 구조를 간략하게 나타내기 위한 정면도,1 is a front view for briefly showing a structure of a general high capacity PTC heater according to the prior art;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고용량 피티씨 히터를 간략하게 도시한 정면도,2 is a front view briefly showing a high capacity PTC heater according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고용량 피티씨 히터의 구조를 간략하게 도시한 분해사시도,3 is an exploded perspective view briefly showing a structure of a high capacity PTC heater according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고용량 피티씨 히터의 상부하우징 내부구조를 간략하게 도시하기 위한 평면도이다.FIG. 4 is a plan view briefly illustrating an internal structure of an upper housing of a high capacity PTC heater according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 피티씨 로드 500: 상부하우징100: PTC rod 500: upper housing
510: 하우징본체 520: 하우징덮개510: housing body 520: housing cover
600: 하부하우징 700: PCB기판600: lower housing 700: PCB substrate
800: 전원단자 810: 양극전원단자800: power terminal 810: positive power terminal
820: 음극전원단자 900: 음극단자820: negative electrode power supply terminal 900: negative electrode terminal
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