KR20160036396A

KR20160036396A - 방열기능이 개선된 모터구동 제어기

Info

Publication number: KR20160036396A
Application number: KR1020140128602A
Authority: KR
Inventors: 김창현; 박재용
Original assignee: 프레스토라이트아시아 주식회사
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-04-04
Also published as: KR101624733B1

Abstract

본 발명은 모터 구용동 제어기의 방열구조를 개선하여 외형크기를 축소함과 동시에 방열효율을 크게 향상시킨 방열기능이 개선된 모터구동 제어기에 관한 것으로, 본체의 상단에 일정공간인 수용부가 형성되도록 양측으로 격벽부가 형성되는 방열부와; 상기 방열부의 수용부에 장착되며, 베이스부의 양단으로 마주보며 복수개의 제1탄성지지편과 제2탄성지지편이 일정한 간격을 유지하며 상방으로 형성되어 발열 소자로부터 발산되는 열을 직접 전도 받아 방열동작을 수행하는 방열촉진부재와; 상기 방열부에 결합되며 PCB의 일측에 FET 및 캐패시터를 포함하는 발열소자들을 각각 실장하되, 상기 FET의 머리부분이 상기 방열판의 격벽부와 방열촉진부재의 접촉돌기부 사이에 밀착 개재되도록 배치하고, 상기 FET와 FET 사이에 캐패시터 소자가 위치하도록 실장되는 파워PCB부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

방열기능이 개선된 모터구동 제어기{MOTOR DRIVING CONTROLLER HAVING IMPROVED RADIANT HEAT FUNCTION}

본 발명은 방열기능이 개선된 모터구동 제어기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터 구용동 제어기의 방열구조를 개선하여 외형크기를 축소함과 동시에 방열효율을 크게 향상시킨 방열기능이 개선된 모터구동 제어기에 관한 것이다.

주지한 바와 같은 모터구동 제어기는 모터를 구동하기 위한 제어장치로, 본 발명에서는 전기차에 적용되는 구동모터 제어기에 대하여 설명할 것이나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

종래 전기차 모터구동 제어기의 구조가 도 1에 도시되어 있다.

상기 전기차 모터구동 제어기(10)는 다수개의 방열핀(11a)이 일측으로 형성된 방열판부(11)와, 상기 방열판부(11)의 타측에 접촉 고정되며 다수개의 전계효과트랜지스터(이하 'FET'라 함)(12a)가 실장된 제1PCB부(12)와, 상기 제1PCB부(12)의 상단에 다수개의 방열부스터(12b)로 지지 고정되며 다수개의 캐패시터(13a)가 실장된 제2PCB부(13)와, 상기 제2PCB부(13)의 상단에 연결 고정되며 다수개의 제어 소자가 실장되는 제3PCB부(14)로 구성된다.

이와 같이 구성되는 모터구동 제어기(10)는 입력되는 배터리 전원(V+)(V-)을 이용하여 모터구동용 3상 전원(U,V,W)을 출력함으로써 모터를 구동 제어하게 된다.

이때 제어기(10)의 FET(12a) 및 캐패시터(13a)에는 다량의 열이 발생되므로 이를 방열시키기 위하여 상기 제1PCB부(12)와 제2PCB부(13) 사이에 개재된 방열 및 대전류용 방열부스터(12b)와, 상기 제1PCB부(12)에 접촉된 방열판부(11)를 통해 열기를 외부로 발산시켜주게 된다.

그런데 이와 같은 종래의 모터구동 제어기(10)는 방열판부(11)에 장착되는 PCB가 제1PCB부(12) 내지 제3PCB부(13)의 3단구조로 구성되어 부피가 증가하고, 제작 조립시간이 증가되는 문제점이 발생된다.

공개특허공보 10-2010-0106814, 공개특허공보 10-2014-0066880

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 모터 구용동 제어기의 방열구조를 개선하여 제품의 외형크기를 축소함과 동시에 방열효율을 크게 향상시킨 방열기능이 개선된 모터구동 제어기를 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 방열구조물 조립 시 전용지그를 사용함으로써 생산성을 높임과 동시에 반대로 전용지그 없이는 분해가 어려워 기술노출을 방지할 수 있는 방열기능이 개선된 모터구동 제어기를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체의 상단에 일정공간인 수용부가 형성되도록 양측으로 격벽부가 형성되는 방열부와; 상기 방열부의 수용부에 장착되며, 베이스부의 양단으로 마주보며 복수개의 제1탄성지지편과 제2탄성지지편이 일정한 간격을 유지하며 상방으로 형성되어 발열 소자로부터 발산되는 열을 직접 전도 받아 방열동작을 수행하는 방열촉진부재와; 상기 방열부에 결합되며 PCB의 일측에 FET 및 캐패시터를 포함하는 발열소자들을 각각 실장하되, 상기 FET의 머리부분이 상기 방열판의 격벽부와 방열촉진부재의 접촉돌기부 사이에 밀착 개재되도록 배치하고, 상기 FET와 FET 사이에 캐패시터 소자가 위치하도록 실장되는 파워PCB부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르자면 상기 방열부의 수용부를 포함하는 격벽부는 인접하여 연속으로 복수개로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르자면 상기 방열촉진부재의 베이스부, 제1탄성지지편 및 제2탄성지지편은 일정한 탄성을 가지는 판스프링 소재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르자면 상기 방열촉진부재의 제1탄성지지편과 제2탄성지지편의 상단에는 발열소자인 EFT를 접촉 지지하는 접촉돌기부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르자면 상기 방열촉진부재는 방열부의 수용부에 고정 시 베이스부를 압박 지지하는 고정판이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명은 모터 구용동 제어기의 방열구조를 개선하여 제품의 외형크기를 축소함과 동시에 방열효율을 크게 향상시킨 장점을 제공한다.

또한 본 발명은 방열구조물 조립 시 전용지그를 사용함으로써 생산성을 높임과 동시에 반대로 전용지그 없이는 분해가 어려워 기술노출을 방지할 수 있는 장점을 제공한다.

도 1은 종래 전기차 모터 구용동 제어기의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 방열기능이 개선된 모터구동 제어기의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 방열기능이 개선된 모터구동 제어기의 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 방열촉진부재의 확대 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 방열촉진부재의 분해 사시도,
도 6는 본 발명에 따른 방열촉진부재의 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 방열부의 주요부분 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 방열기능이 개선된 모터구동 제어기의 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 방열기능이 개선된 모터구동 제어기의 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명 모터구동 제어기(100)는,

방열기능을 수행하는 방열부(110)와, 상기 방열부(110)에 장착되어 방열기능을 촉진시키는 방열촉진부재(120)와, 상기 방열부(110)에 결합되는 파워PCB부(130)와, 상기 파워PCB부(130)의 상단에 결합되는 제어PCB부(140)를 포함한다.

방열부(110)는 본체(111)의 상단에 일정공간인 수용부(112)가 형성되도록 양측으로 격벽부(113)(114)가 형성되도록 한 특징을 갖는다.

또한 상기 수용부(112)를 포함하는 격벽부(113)(114)는 필요에 따라 인접하여 연속으로 복수개로 형성될 수 있다.

상기 수용부(112)는 발열량이 많은 FET나 캐패시터와 같은 소자가 위치하게 되며, 공기의 유통이 원활하여 방열시 대류에 의한 열 교환이 효율적으로 이루어지도록 한 공간이다.

상기 방열부(110)는 알루미늄 소재로 구성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

방열촉진부재(120)는 상기 방열부(110)의 수용부(112)에 장착되는 구성요소이다.

상기 방열촉진부재(120)는 발열량이 많은 FET나 캐패시터와 같은 소자로부터 발산되는 열을 직접 전도 받아 방열동작이 가일층 향상되도록 한 구성요소이다.

상기 방열촉진부재(120)는 도 4 내지 도 6에서와 같이 베이스부(121)의 양단으로 마주보며 복수개의 제1탄성지지편(122)과 제2탄성지지편(123)이 일정한 간격을 유지하며 상방으로 형성된 구성을 갖는다.

상기 방열촉진부재(120)의 베이스부(121)와, 제1탄성지지편(122) 및 제2탄성지지편(123)은 일체로 형성되고 일정한 탄성을 가지는 판스프링 소재로 구성된다.

또한 상기 제1탄성지지편(122) 및 제2탄성지지편(123)의 상단에는 발열소자인 EFT를 접촉 지지하는 접촉돌기부(122a)(123a)가 더 형성된다.

상기 방열촉진부재(120)는 방열부(110)의 수용부(112)에 고정 시 베이스부(121)를 압박 지지하는 고정판(126)을 통해 고정된다.

상기 고정판(126)을 통한 고정은 상기 베이스부(121)에 형성된 체결공(124) 및 체결나사(125)를 통해 고정 설치된다.

상기 고정판(126)은 방열촉진부재(120)의 베이스부(121)를 전체적으로 고정시켜 줌으로써 양측에 형성된 제1탄성지지편(122) 및 제2탄성지지편(123)의 탄성력이 일정하도록 하여주는 역할을 수행한다.

또한 이와 같은 고정 시 상기 방열촉진부재(120)의 제1탄성지지편(122)과 제2탄성지지편(123)의 접촉돌기부(122a)(123a)는 탄성에 의해 양측 격벽부(113)(114)에 접촉된 상태를 유지하게 된다.

상기 방열촉진부재(120)의 접촉돌기부(122a)(123a)와 격벽부(113)(114) 사이에는 FET소자가 밀착 삽입되게 된다.

상기 방열촉진부재(120)는 접촉돌기부(122a)(123a)를 통해 전도되는 발열소자의 열을 다수개의 제1탄성지지편(122)과 제2탄성지지편(123)으로 전도하여 공기와의 접촉 면적을 최대화함으로써 방열효율을 크게 상승시켜주게 된다.

파워PCB부(130)는 PCB(131)의 일측에 FET(132)(132)들을 각각 실장하되, 상기 FET(132)의 머리부분이 상기 방열판(110)의 격벽부(113)(114)와 방열촉진부재(120)의 접촉돌기부(122a)(123a) 사이에 밀착 개재되도록 배치하고, 상기 FET(132)와 FET(133) 사이에 캐패시터(134) 소자가 위치하도록 실장되는 구성을 갖는다.

상기 캐패시터(134)는 상기 파워PCB부(130)와 방열부(110)의 결합 시 방열부(110)의 수용부(112)에 위치하게 된다.

또한 상기 파워PCB부(130)에는 다수개의 커넥터(135)가 더 설치되고, 타측에는 복수개의 라인연결봉(136)이 더 형성된다.

상기 라인연결봉(136)은 모터구동 제어기(100)는 입력되는 배터리 전원(V+)(V-)의 2개 라인과, 모터구동용 3상 전원(U,V,W)을 출력하는 3개의 라인으로 구성된다.

제어PCB부(140)는 PCB(141)에 미 도시된 다수개의 제어용 부품소자가 실장되고, 상기 파워PCB부(130)의 라인연결봉(136)이 관통되는 복수개의 관통공(142)과, 다종의 커넥터(143,144)가 더 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명 방열기능이 개선된 모터구동 제어기의 조립과정과 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 방열부(110)의 각 수용부(112)에 방열촉진부재(120)를 안착시킨 후, 베이스부(121) 상부에 고정판(126)을 대고 체결나사(125)를 통해 수용부(112)에 고정시켜준다.

이때 상기 방열촉진부재(120)의 안착 및 고정 작업은 미 도시된 고정지그를 통해 수행할 수 있다.

이와 같은 방열촉진부재(120)의 고정이 완료되면, 방열촉진부재(120)의 제1탄성지지편(122)과 제2탄성지지편(123)의 접촉돌기부(122a)(123a)는 탄성에 의해 양측 격벽부(113)(114)에 접촉된 상태를 유지하게 된다.

그런 다음, 파워PCB부(130)를 방열부(110)에 결합 고정시켜 준다.

이때 파워PCB부(130)에 실장된 FET(132)(133)가 도 6에서와 같이 방열촉진부재(120)의 제1탄성지지편(122) 및 제2탄성지지편(123)의 접촉돌기부(122a)(123a)와 방열부(110)의 양측 격벽부(113)(114) 사이에 삽입되면서 접촉되어 진다.

도 6에는 도시되지 않았지만 파워PCB부(130)에 실장된 캐패시터(134)도 수용부(112) 내부에 위치하게 된다.(도 2 참조)

그런 다음, 제어PCB부(140)를 상기 파워PCB부(130)에 결합하여 준다.

이때 상기 파워PCB부(130)의 라인연결봉(136)은 제어PCB부(140)의 관통공(142)을 통해 상부로 관통되어지고, 파워PCB부(130)와 제어PCB부(140)에 형성된 커넥터(135)(143)를 라인으로 연결하며, 외부 제어신호라인을 커넥터(144)에 연결 한 후, 상기 라인연결봉(136)에 배터리 전원(V+)(V-) 라인과 모터구동 출력(U,V,W) 라인을 연결하여 줌으로써, 모든 조립 및 설치는 완료된다.

이와 같은 상태에서 전기차 시동이 개시되고, 모터구동을 시작되면, 제어기(100)의 파워PCB부(130)에 실장된 FET(132)(133) 및 캐패시터(135)는 구동되면서 발열되기 시작한다.

여기서 상기 FET(132)(133)에서 발열되는 열은 방열촉진부재(120)의 접촉돌기부(122a)(123a)를 통해 제1탄성지지편(122)과 제2탄성지지편(123)으로 전도되고, 동시에 방열부(110)의 격벽부(113)(114)로도 전도된다.

이와 같이 전도된 FET(132)(133)의 열기는 판스프링 형태의 다수개 제1탄성지지편(122)과 제2탄성지지편(123)에 의해 용이하게 대기로 방열되고, 동시에 격벽부(113)(114)를 통해서도 방열되기 시작한다.

또한 상기 방열부(110)의 수용부(112)에 위치한 캐패시터(135)에서 발산되는 열기도 수용부(112) 내부에서 방열되기 시작한다.

이와 같이 상기 방열부(110), 방열촉진부재(120) 및 수용부(112) 공간을 통해 방열되는 열기는 수용부(112)로 유통되는 대기와 외부의 공기에 의해 신속하게 열교환 되면서 냉각되어지는 것이다.

110: 방열부 111: 본체
112: 수용부 113,114: 격벽
120: 방열촉진부재 121: 베이스부
122: 제1탄성지지편 123: 제2탄성지지편
124: 체결공 125: 체결나사
126: 고정판 130: 파워PCB부
131,141: PCB 132,133: FET
134: 캐패시터 135, 143,144: 커넥터
136: 라인연결봉 140: 제어PCB부
142: 관통공

Claims

본체(111)의 상단에 일정공간인 수용부(112)가 형성되도록 양측으로 격벽부(113)(114)가 형성되는 방열부(110);
상기 방열부(110)의 수용부(112)에 장착되며, 베이스부(121)의 양단으로 마주보며 복수개의 제1탄성지지편(122)과 제2탄성지지편(123)이 일정한 간격을 유지하며 상방으로 형성되어 발열 소자로부터 발산되는 열을 직접 전도 받아 방열동작을 수행하는 방열촉진부재(120); 및
상기 방열부(110)에 결합되며 PCB(131)의 일측에 FET(132)(132) 및 캐패시터를 포함하는 발열소자들을 각각 실장하되, 상기 FET(132)의 머리부분이 상기 방열판(110)의 격벽부(113)(114)와 방열촉진부재(120)의 접촉돌기부(122a)(123a) 사이에 밀착 개재되도록 배치하고, 상기 FET(132)와 FET(133) 사이에 캐패시터(134) 소자가 위치하도록 실장되는 파워PCB부(130)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 방열기능이 개선된 모터구동 제어기.
청구항 1에 있어서,
상기 방열부(110)의 수용부(112)를 포함하는 격벽부(113)(114)는 인접하여 연속으로 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 방열기능이 개선된 모터구동 제어기.
청구항 1에 있어서,
상기 방열촉진부재(120)의 베이스부(121), 제1탄성지지편(122) 및 제2탄성지지편(123)은 일정한 탄성을 가지는 판스프링 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 방열기능이 개선된 모터구동 제어기.
청구항 1에 있어서,
상기 방열촉진부재(120)의 제1탄성지지편(122)과 제2탄성지지편(123)의 상단에는 발열소자인 EFT를 접촉 지지하는 접촉돌기부(122a)(123a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 방열기능이 개선된 모터구동 제어기.
청구항 1에 있어서,
상기 방열촉진부재(120)는 방열부(110)의 수용부(112)에 고정 시 베이스부(121)를 압박 지지하는 고정판(126)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 방열기능이 개선된 모터구동 제어기.