KR20110062485A - 전력 모듈 및 이를 구비한 유도 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 모듈 및 이를 구비한 유도 가열 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 가열 코일에 유도 전력을 공급하기 위한 유도 가열 장치의 전력 모듈은, 절연체 기판과, 상기 절연체 기판의 일면에 탑재된 스위칭 신호에 따라 상기 가열 코일에 고주파 공진 전류를 발생시키는 적어도 하나 이상의 스위칭 소자를 갖는 IGBT 회로와, 상기 IGBT 회로로 상기 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 제어회로와, 및 상용 교류 전압을 입력받아 직류 전압으로 정류하는 정류 회로를 구비한 모듈 소자부와, 상기 모듈 소자부의 소자들의 적어도 일부를 연결하기 위하여 상기 절연체 기판의 상기 일면에 형성된 금속층과, 및 상기 모듈 소자부에서 발생하는 열을 방열하기 위해 상기 절연체 기판의 타면에 접촉된 방열판을 제공함으로써, 하나의 방열판으로 정류 회로 및 스위칭 소자의 열을 방출할 수 있다.
유도가열장치, IGBT, 방열판, 전력모듈

Description

전력 모듈 및 이를 구비한 유도 가열 장치{POWER MODULE AND INDUCTION HEATING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 전력 모듈 및 이를 구비한 유도 가열 장치에 관한 것으로, 특히 절연체 기판상에 스위칭 소자와 정류 소자를 탑재한 전력 모듈 및 이를 구비한 유도 가열 장치에 관한 것이다.
유도 가열 장치는 최근 전기 밥솥 또는 전기 오븐 등과 같은 조리 기구에 많이 이용되고 있다. 유도 가열 장치에서는 전원 코드를 통해 상용 교류 전압이 공급되면, 이를 정류하여 직류 전압으로 변환시키고 인버터의 고속 스위칭 동작에 의해 유도 가열 코일, 즉 워킹 코일(working coil)에 고주파 전류가 흐르게 되고, 워킹 코일에 근접하게 배치된 조리 용기의 표면에 열이 발생하는 원리가 이용된다.
도 1은 종래의 일반적인 유도 가열 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 상용 교류 전압(110)은 브리지 다이오드로 이루어진 정류 회로(120)에 입력되어 직류 전압으로 변환되고, 이 변환된 직류 전압은 워킹 코일(130)의 일단에 공급된다. 그리고 마이컴(160)으로부터 입력된 제어 신호에 따라 스위칭 제어부(150)는 스위칭 소자(160)를 온/오프시키기 위한 스위칭 신호를 출력한다. 스위칭 소 자(160)의 온/오프에 따라 워킹 코일에 흐르는 고주파 전류에 의하여 조리 용기의 표면에 열이 발생한다.
그러나 도 1에 도시된 유도 가열 장치는 정류 회로(120) 및 스위칭 제어부(150) 및 스위칭 소자(160)는 개별적인 소자들로 이루어져 있다. 따라서 정류 회로(120) 및 스위칭 소자(160)는 열을 방출하기 위한 방열판이 각각 필요하며, 특히, 스위칭 소자(160)가 2개 이상인 경우에는 추가적인 방열판이 필요하다. 또한, 방열판을 개별소자마다 체결하는 것은 인건비의 상승을 가져온다.
한편, 스위칭 소자(160)의 발열을 검출하여 스위칭 소자의 온도가 소정의 범위를 벗어나면 스위칭 소자(160)의 오프시키는 것이 바람직하지만, 개별적인 스위칭 소자(160)에 대한 온도 감지가 용이하지 않다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 절연체 기판상에 스위칭 소자와 정류 소자를 탑재한 전력 모듈 및 이를 구비한 유도 가열 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 스위칭 소자와 정류 소자의 전자파 간섭을 줄일 수 있는 전력 모듈 및 이를 구비한 유도 가열 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 베어 다이 상태의 스위칭 소자의 동작 온도를 감지하는 전력 모듈 및 이를 구비한 유도 가열 장치에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가열 코일에 유도 전력을 공급하기 위한 유도 가열 장치의 전력 모듈은, 절연체 기판과, 상기 절연체 기판의 일면에 탑재된 스위칭 신호에 따라 상기 가열 코일에 고주파 공진 전류를 발생시키는 적어도 하나 이상의 스위칭 소자를 갖는 IGBT 회로와, 상기 IGBT회로로 상기 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 제어회로와, 및 상용 교류 전압을 입력받아 직류 전압으로 정류하는 정류 회로를 구비한 모듈 소자부와, 상기 모듈 소자부의 소자들의 적어도 일부를 연결하기 위하여 상기 절연체 기판의 상기 일면에 형성된 금속층과, 및 상기 모듈 소자부에서 발생하는 열을 방열하기 위해 상기 절연체 기판의 타면에 접촉된 방열판을 제공한다.
상기 IGBT 회로의 소자들과 상기 정류 회로의 소자들은 전자파 간섭을 줄이 기 위하여 상기 절연체 기판의 좌 및 우 또는 상 및 하에 각각 배치되는 것이 바람직하다.
상기 IGBT 회로는 2개의 스위칭 소자를 하프 브리지 방식으로 결합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 IGBT 회로는 상기 스위칭 소자의 온도를 측정하기 위한 온도 감지 소자를 갖는 것이 바람직하다.
상기 IGBT 회로는 상기 스위칭 소자의 출력 단자들 간에 역병렬로 접속된 다이오드가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 IGBT 회로의 상기 스위칭 소자의 출력 단자는 와이어 본딩을 통하여 모듈 출력단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 정류 회로는 4개의 다이오드로 이루어진 브리지 정류 회로인 것이 바람직하다.
상기 절연체 기판은 Al2O3, AlN 또는 BeO의 세라믹 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 방열판은 알루미늄 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유도 가열 장치는, 조리 용기를 가열하기 위한 가열 코일과, 및 상기 가열 코일에 유도 전류를 공급하기 위한 전력 모듈을 포함하고, 상기 전력 모듈은, 절연체 기판과, 상기 절연체 기판의 일면에 탑재된 스위칭 신호에 따라 상기 가열 코일에 고주파 공진 전류를 발생시키는 적어도 하나 이상의 스위칭 소자를 갖는 IGBT 회로와, 상기 IGBT회로로 상기 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 제어회로와, 및 상용 교류 전압을 입력받아 직류 전압으로 정류하는 정류 회로를 구비한 모듈 소자부와, 상기 모듈 소자부의 소자들의 적어도 일부를 연결하기 위하여 상기 절연체 기판의 상기 일면에 형성된 금속층과, 및 상기 모듈 소자부에서 발생하는 열을 방열하기 위해 상기 절연체 기판의 타면에 접촉된 방열판을 제공함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 하나의 방열판으로 정류 소자 및 스위칭 소자의 열을 방출할 수 있어, 개별 소자마다 체결하는 경우에 비해 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 스위칭 소자와 정류 소자를 절연체 기판의 좌 및 우 또는 상 및 하에 각각 배치함으로써, 전자파 간섭을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면,한편, 베어 다이 상태의 스위칭 소자의 발열을 검출함으로써, 정확한 온도를 감지하여 스위칭 소자의 파괴를 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 예시 도면에 의거하여 본 발명의 일실시예에 따른 전력 모듈 및 이를 구비한 유도 가열 장치 을 상세히 설명한다. 도면에서는 일실시예로서 가정용 전기 밥솥을 예로 하여 설명하지만, 본 발명은 전기 밥솥뿐만 아니라 유도 전류를 이용한 모든 종류의 가열 장치를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 밥솥에 적용된 유도 가열 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 유도 가열 장치(200)는 조리 용기인 내솥(10)을 가열시키기 위하여, 전원 필터부(210), 모듈 소자부(220), IH 가열부(260), 전자파 감쇄부(270) 및 마이컴부(280)를 포함한다.
전원 필터부(210)는 상용 교류 전원(110)에 실려 입력되는 잡음을 제거하거나 유도 가열 코일, 즉 워킹 코일 WC(262)의 동작에 의해 발생한 잡음이 외부로 전송되는 것을 방지한다.
모듈 소자부(220)는 본 발명의 일실시예에 따른 유도 가열 장치의 전력 모듈에 탑재되는 소자들을 포함한다. 모듈 소자부(220)는 정류 회로(230), 스위칭 제어회로(240) 및 IGBT 회로(250)를 포함한다.
정류 회로(220)는 4개의 다이오드 D5(231), D7(232), D9(233) 및 D11(234)로 이루어진 브리지 회로로 이루어져, 전원 필터부(210)를 통과한 상용 교류 전원(110)을 직류 전압으로 변환한다. 또한, 정류 회로(220)는 이 브리지 정류 회로 이외에 평활화를 위해 코일 L1(235) 및 콘덴서 C1(236)를 포함할 수 있다.
스위칭 제어회로(240)는 마이컴부(280)로부터 유도 가열의 실행에 관한 제어신호를 입력받으면, IH 가열부(270)를 구동하기 위한 고주파 공진 전류가 생성되도록 IGBT 회로(250)에 스위칭 신호를 출력한다. 즉, 스위칭 제어회로(240)는 제1 IGBT Q1(251) 및 제2 IGBT Q2(252)를 교대로 온/오프시키기 위한 구동 신호를 독립적으로 출력하며, 제1 IGBT 소자 Q1(251) 및 제2 IGBT 소자 Q2(252)의 히스테리시 스에 의한 완전한 온/오프 시간을 확보하도록 약간의 공백기간을 둔다. 이 스위칭 신호를 제어하기 위하여, 스위칭 제어회로(240)는 구동용 IC(미도시됨)을 포함하는 것이 바람직하며, 또한, 상용 교류 전원(110)의 입력 전압에 따라 전압을 보상하는 등의 소자들을 포함할 수 있다.
IGBT 회로(250)는 스위칭 제어회로(240)의 스위칭에 따라 IH 가열부(270)를 구동하기 위한 고주파 공진 전류를 생성한다. 이를 위해 IGBT 회로(250)는 제1 IGBT 소자 Q1(251) 및 제2 IGBT 소자 Q2(252)를 포함하며, 제1 IGBT 소자 Q1(251) 및 제2 IGBT 소자 Q2(252)는 하프 브리지 방식으로 결합되어 교대로 온/오프됨으로써 변환된 직류 전압을 IH 가열부(270)에 공급한다. 한편, IGBT 회로(250)는 제1 IGBT 소자 Q1(251) 및 제2 IGBT 소자 Q2(252)의 출력 단자들 간에 역병렬로 접속된 다이오드 D4(253) 및 다이오드 D5(254)을 포함한다. 또한, IGBT 회로(250)는 제1 IGBT 소자 Q1(251) 또는 제2 IGBT 소자 Q2(252)의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 감지 소자 TH1(255) 및 제2 온도 감지 소자 TH2(256)를 구비할 수 있다.
IH 가열부(260)는 워킹 코일 WC(262)과 콘덴서 C11(264)를 포함한다. 그리고 스위칭 제어회로(240)에서 출력되는 스위칭 신호에 의해 하프 브리지 방식으로 구비된 제1 IGBT 소자 Q1(251) 및 제2 IGBT 소자 Q2(252)가 교대로 온됨으로 워킹 코일 WC(262)과 콘덴서 C11(264)에 고주파 공진 전류가 흐른다. 또한, 워킹 코일 WC(262)에 고주파 공진 전류가 흐르므로, 워킹 코일 WC(262)에는 전자기력이 발생하고, 이에 의해 조리 용기가 발열함으로써 조리 용기인 밥솥(10)의 내부에 수용된 음식물이 가열된다.
전자파 감쇄부(270)는 제2 IGBT 소자 Q2(252)의 출력단자들 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 전자파 감쇄용 콘덴서 C12(272)를 포함하여 이루어진다. 이 전자파 감쇄용 콘덴서 C12(272)는 IH 가열부(260)에서 발생하는 전자파를 감쇄시킬 수 있다.
마이컴부(280)는 유도 가열 장치(200)의 일측에 구비된 소정의 조작 입력부(미도시됨)로부터 입력되는 사용자의 조작 명령에 따라 또는 미리 설정되어 있는 프로그램 등에 의해 유도 가열 장치(200)의 제반 동작을 제어한다. 마이컴부(280)는 사용자의 조작에 따른 인에이블 제어신호를 모듈 소자부(220)의 스위칭 제어회로(240)로 출력한다. 또한, 마이컴부(280)는 모듈 소자부(220)의 제1 온도 감지 소자 TH1(255) 및 제2 온도 감지 소자 TH2(256)의 감지 신호를 입력받아 제1 온도 감지 소자 TH1(255) 및 제2 온도 감지 소자 TH2(256)의 감지 신호가 소정의 범위를 초과하면, 디스에이블 제어신호를 모듈 소자부(220)의 스위칭 제어회로(240)로 출력한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유도 가열 장치의 파워모듈의 형태를 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 유도 가열 장치의 전력 모듈(300)은 방열판(310), 절연체 기판(320), 몰딩부(330) 및 입출력단자(340)를 포함하여 패키지화되어 있다.
방열판(310)은 절연체 기판(320)의 일면에 접촉되어, 도 2에 도시된 모듈 소자부(220)에서 발생하는 열을 전달받아 방열시킨다. 방열판(310)은 열전도율을 높 이기 위해 알루미늄 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 다수의 알루미늄이 판이 적정 간격으로 배열되어 방열 면적을 최대화시킬 수 있다.
이 경우 방열판(310)은 절연체 기판(320)과 면접촉을 하는 것이 바람직하며, 면접촉을 최대화시키기 위해 방열판(310)의 크기는 절연체 기판(320)과 같거나 큰 것이 바람직하다. 또한, 절연체 기판(320)으로부터 방열판(310)으로의 열전도율을 높이기 위하여, 열전도성이 좋은 수지를 절연체 기판(320)과 방열판(310) 사이에 도포하거나 방열판(310)이 접촉되는 절연체 기판(320)상의 일측에 금속층이 형성될 수 있다.
절연체 기판(320)은 일면에는 방열판이 탑재되고, 그리고 타면에는 도 2에 도시된 모듈 소자부(220)의 소자들이 탑재된다. 즉 절연체 기판(320)의 타면에는 스위칭 신호에 따라 워킹 코일 WC(262)에 고주파 공진 전류를 발생시키는 제1 IGBT 소자 Q1(251) 및 제2 IGBT 소자 Q2(252)를 갖는 IGBT 회로(250)와, 이 IGBT 회로(250)로 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 제어회로(240)와, 상용 교류 전압을 입력받아 직류 전압으로 정류하는 정류 회로(230)가 탑재된다. 이 절연체 기판(320)은 Al2O3, AlN 또는 BeO의 세라믹 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 절연체 기판(320)의 타면에는 모듈 소자부(220)의 소자들의 적어도 일부를 연결하기 위한 금속층이 형성되어 있다. 즉, 절연체 기판(320)의 타면에 형성된 금속층에 의하여 모듈 소자부(220)의 소자들이 전기적으로 연결된다.
몰딩부(330)는 도 2에 도시된 모듈 소자부(220)의 소자 및 절연체 기판의 타 면을 수지로 몰딩한 것이며, 이 경우 수지는 스위칭 소자와 정류 소자의 방열을 위해 열전도율이 좋은 것이 바람직하다.
입출력단자(340)는 마이컴부(280)로부터 인에이블 신호를 입력받기 위한 신호 입력단자와 마이컴(280)으로 제1 온도 감지 소자 TH1(255) 및 제1 온도 감지 소자 TH2(256)의 감지 신호를 출력하기 위한 신호 출력단자들과, 하프 브리지 방식으로 결합된 제1 IGBT 소자 Q1(251) 및 제2 IGBT 소자 Q2(252)의 전류 출력단자들과, 전원 필터부(210)를 통과한 상용 전원을 입력받기 위한 전원 입력단자를 포함한다.
도 4는 도 3에 도시된 전력 모듈의 소자 배치를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전력 모듈(300)의 절연체 기판(320) 상에 모듈 소자부(220)의 소자들이 배치되어 있으며, 또한 도 3의 입출력단자에 전기적으로 연결되는 다수의 패드(440)가 배치되어 있다
정류 회로 배치 영역(410)에는 도 2에 도시된 정류 회로(220)의 4개의 다이오드 D5(231), D7(232), D9(233) 및 D11(234)가 다이오드 D5(411), D7(412), D9(413) 및 D11(414)로 배치된다.
또한, 스위칭 제어회로 배치 영역(420)에는 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 스위칭 제어회로(240)의 구동용 IC IC1(421)와 다수의 소자들이 도시되어 있다,
또한, IGBT 회로 배치 영역(430)에는 도 2에 도시된 제1 IGBT 소자 Q1(251) 및 제2 IGBT 소자 Q2(252)가 제1 IGBT Q1(431) 및 제2 IGBT Q2(432)로 도시되어 있다. 이 경우 절연체 기판(320)에 탑재된 제1 IGBT Q1(431) 및 제2 IGBT Q2(432)는 베어 다이 상태인 것이 바람직하다. 그리고 이 베어 다이 상태의 제2 IGBT Q2(432) 의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 감지 소자 TH1(435) 및 제2 온도 감지 소자 TH2(436)가 제2 IGBT Q2(432) 주위에 배치되어 있다. 이와 같이, 하나의 IGBT 소자 주위에 2개의 온도 감지 소자를 배치함으로써 좀 더 정확한 온도를 감지할 수 있다. 또한, 도 4에서는 제1 온도 감지 소자 TH1(435) 및 제2 온도 감지 소자 TH2(436)가 제2 IGBT Q2(432)에만 배치되어 있으나, 동일하게 제1 IGBT Q1(431)에도 배치될 수 있다. 그리고 도 2에 도시된 다이오드 D4(253) 및 D5(254)가 다이오드 D4(433) 및 D5(434)로 배치되어 있다.
또한, IGBT 회로(250)의 소자들인 제1 IGBT Q1(431) 및 제2 IGBT Q2(432)과 정류 회로(230)의 소자들인 다이오드 D5(411), D7(412), D9(413) 및 D11(414)은 전자파 간섭을 줄이기 위하여 절연체 기판(320)의 좌 및 우에 각각 배치되어 있다. 또한, IGBT 회로(250)의 소자들인 제1 IGBT Q1(431) 및 제2 IGBT Q2(432)과 정류 회로(230)의 소자들인 다이오드 D5(411), D7(412), D9(413) 및 D11(414)은 절연 기판(320)의 상 및 하에 각각 배치될 수 있다.
또한, 도 3에서 설명한 바와 같이, 절연체 기판(320)의 타면에 형성된 금속층에 의하여 모듈 소자부(220)의 소자들이 전기적으로 연결된다. 그러나 전력 소모가 큰 IGBT 회로(250)의 제1 IGBT Q1(431) 및 제2 IGBT Q2(432)은 와이어 본딩을 통하여 전류 출력단자들의 패드에 전기적으로 연결될 수 있으며, 정류 회로(230)의 다이오드 D5(411), D7(412), D9(413) 및 D11(414)은 와이어 본딩을 통하여 전원 입력단자들의 패드에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 일반적인 유도 가열 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 밥솥에 적용된 유도 가열 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유도 가열 장치의 파워모듈의 형태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 전력 모듈의 소자 배치를 도시한 도면이다.

Claims (10)

  1. 가열 코일에 유도 전력을 공급하기 위한 유도 가열 장치의 전력 모듈에 있어서,
    절연체 기판과,
    상기 절연체 기판의 일면에 탑재된 스위칭 신호에 따라 상기 가열 코일에 고주파 공진 전류를 발생시키는 적어도 하나 이상의 스위칭 소자를 갖는 IGBT 회로와, 상기 IGBT 회로로 상기 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 제어회로와, 및 상용 교류 전압을 입력받아 직류 전압으로 정류하는 정류 회로를 구비한 모듈 소자부와,
    상기 모듈 소자부의 소자들의 적어도 일부를 연결하기 위하여 상기 절연체 기판의 상기 일면에 형성된 금속층과, 및
    상기 모듈 소자부에서 발생하는 열을 방열하기 위해 상기 절연체 기판의 타면에 접촉된 방열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치의 전력 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 IGBT 회로의 소자들과 상기 정류 회로의 소자들은 전자파 간섭을 줄이기 위하여 상기 절연체 기판의 좌 및 우 또는 상 및 하에 각각 배치되는 것을 특징으로 유도 가열 장치의 전력 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 IGBT 회로는 2개의 스위칭 소자를 하프 브리지 방식으로 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치의 전력 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 IGBT 회로는 상기 스위칭 소자의 온도를 측정하기 위한 온도 감지 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치의 전력 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 IGBT 회로는 상기 스위칭 소자의 출력 단자들 간에 역병렬로 접속된 다이오드가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치의 전력 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 IGBT 회로의 상기 스위칭 소자의 출력 단자는 와이어 본딩을 통하여 모듈 출력단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치의 전력 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 정류 회로는 4개의 다이오드로 이루어진 브리지 정류 회로인 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치의 전력 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 절연체 기판은 Al2O3, AlN 또는 BeO의 세라믹 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치의 전력 모듈.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 방열판은 알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치의 전력 모듈.
  10. 조리 용기를 가열하기 위한 가열 코일과, 및
    상기 가열 코일에 유도 전류를 공급하기 위한 전력 모듈을 포함하고,
    상기 전력 모듈은,
    절연체 기판과,
    상기 절연체 기판의 일면에 탑재된 스위칭 신호에 따라 상기 가열 코일에 고주파 공진 전류를 발생시키는 적어도 하나 이상의 스위칭 소자를 갖는 IGBT 회로와, 상기 IGBT 회로로 상기 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 제어회로와, 및 상용 교류 전압을 입력받아 직류 전압으로 정류하는 정류 회로를 구비한 모듈 소자부와,
    상기 모듈 소자부의 소자들의 적어도 일부를 연결하기 위하여 상기 절연체 기판의 상기 일면에 형성된 금속층과, 및
    상기 모듈 소자부에서 발생하는 열을 방열하기 위해 상기 절연체 기판의 타 면에 접촉된 방열판을 구비하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105960040A (zh) * 2016-06-30 2016-09-21 浙江天煌科技实业有限公司 一种具有新型散热系统的感应加热电源

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104797026A (zh) * 2015-04-23 2015-07-22 合肥顺昌电磁感应科技有限公司 可移动式电磁感应挖掘解冻装置
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