KR20170029586A

KR20170029586A - 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바

Info

Publication number: KR20170029586A
Application number: KR1020177003689A
Authority: KR
Inventors: 저 가오; 덩멍 푸
Original assignee: 유나이티드 오토모티브 일렉트로닉 시스템즈 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2017-03-15
Also published as: EP3168970A1; JP2017521042A; US10340076B2; CN105281541B; CN105281541A; US20180025834A1; JP6509336B2; EP3168970A4; WO2016004745A1

Abstract

전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바는, 변압기 일차측 권선 구리 바(1), 변압기 이차측 권선 구리 바(2), 인덕터 권선 구리 바(3), 검측 저항 연결 구리 바(4), 구동 회로 연결 구리 바(5), 출력단 연결 구리 바(6)를 포함하고, 각 구비 바들은 사출 성형으로 함께 고정된다. 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바는 체적이 작고, 단가가 낮으며, 연결이 용이하다는 이점을 가진다.

Description

전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바{INTEGRATED COPPER BAR FOR SECONDARY-SIDE POWER CIRCUIT OF POWER ELECTRONIC CONVERTER}

본 발명은 새로운 에너지 전기 자동차용 전력 전자 변환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바(copper bar)에 관한 것이다.

전력 전자 변환기를 이용하는 신에너지 차량(EV 및 HEV, 즉 순수 전기 자동차 및 하이브리드 전기 자동차)은 고전압의 직류 전원을 저전압 직류 전원으로 바꾸는 신에너지 차량용 고전압 전지를 이용하고 있다. 전력 전자 변환기의 일차측은 고전압의 직류 전원을 고전압의 교류 전원으로 바꾸고, 변압기를 거친 후, 고전압의 교류 전원은 저전압의 교류 전원으로 바뀐다. 변환기의 이차측은 저전압의 교류 전원을 저전압의 직류 전원으로 바꾼다.

도 1에 도시된 전력 전자 변환기, 도 2에 도시된 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로는, 변압기, 인덕터, 전원 장치 및 저항 등을 포함하여, 구리 바(bar) 구조의 설계를 위해 매우 어려운 난이도를 가진다. 변환기 이차측 전원 회로의 구리 바 구조의 설계에는 아래와 같은 난점이 존재한다:

(1) 변환기 이차측 전원 회로 소자가 많고, 회로가 복잡하여 장치가 복잡하다;

(2) 변환기 이차측 전원 회로의 전류가 커서, 구리 바의 발열이 매우 심하므로, 온도 상승을 감소시키기 위해 체적이 매우 커질 수밖에 없어, 비용이 높아진다;

(3) 변환기 이차측 전원 장치(예를 들어, Mosfet) 및 전원 회로 사이의 연결이 불편하다;

(4) 변환기 이차측 전원 회로 및 자기 소자의 연결이 복잡하며, 자기 소자의 가격이 비싸다;

(5) 자기 소자의 일차측 권선(winding)과 변환기 일차측 회로를 연결하기가 어렵다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술 문제는 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바를 제공하여, 장치를 간소화하고, 체적을 줄이며, 단가를 낮추는 동시에 전원 장치, 자기 소자, 일차측 회로와의 연결을 용이하게 하는 것이다.

상기 기술 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바는, 변압기 일차측(primary) 권선 구리 바, 변압기 이차측(secondary) 권선 구리 바, 인덕터 권선 구리 바, 검측 저항 연결 구리 바, 구동 회로 연결 구리 바, 출력단 연결 구리 바를 포함한다.

상기 변압기 일차측 권선 구리 바, 변압기 이차측 권선 구리 바, 인덕터 권선 구리 바, 검측 저항 연결 구리 바, 구동 회로 연결 구리 바 및 출력 접지단 연결 구리 바는 사출 성형 방법으로 함께 고정된다.

바람직하게는, 상기 변압기 일차측 권선 구리 바는 일차측 권선, 일차측 권선 상단 핀(pin; 針脚), 일차측 권선 하단 핀을 포함한다.

상기 일차측 권선은, 동일 평면 상에서 권취되고, 5회보다 많은 권수(turns)를 가진다.

상기 일차측 권선 상단 핀과 상기 일차측 권선 하단 핀은 각각 일차측 권선의 양단에 형성되며, 상기 일차측 권선이 형성하는 평면에 대해 수직하게 형성된다.

상기 변압기 이차측 권선 구리 바는 이차측 권선, 제1 드레인(drain; D極) 연결핀(引脚), 제2 드레인 연결핀, 이차측 권선 상단 핀 및 이차측 권선 하단 핀을 포함한다.

상기 이차측 권선은 이차측 상단 코일 구리 바, 이차측 하단 코일 구리 바를 포함하고, 이차측 상단 코일 구리 바와 이차측 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 고리 형태를 이룬다. 이차측 상단 코일 구리 바와 이차측 하단 코일 구리 바는 상하로 위치하는 두 개의 평면에 각각 배치된다. 이차측 상단 코일 구리 바 및 이차측 하단 코일 구리 바의 일단은 결합되어 중간 탭(tap)을 형성하고, 다른 일단은 각각 전방으로 연장된다.

제1 드레인 연결핀과 이차측 권선 상단 핀은 이차측 상단 코일 구리 바의 전방으로 연장된 단부에 형성되고, 제1 드레인 연결핀은 이차측 권선 상단 핀의 전방에 위치한다.

제2 드레인 연결핀과 이차측 권선 하단 핀은 이차측 하단 코일 구리 바의 전방으로 연장된 단부에 형성되고, 제2 드레인 연결핀은 이차측 권선 하단 핀의 전방에 위치한다.

제1 드레인 연결핀과 제2 드레인 연결핀은 이차측 상단 코일 구리 바 및 이차측 하단 코일 구리 바가 위치하는 평면에 대해 평행하게 연장된다.

이차측 권선 상단 핀과 이차측 권선 하단 핀은 이차측 상단 코일 구리 바 및 이차측 하단 코일 구리 바가 위치하는 평면에 대해 수직하게 연장된다.

상기 인덕터 권선 구리 바는, 인덕터 권선, 저전압 출력 커넥터 및 저전압 출력 핀을 포함한다.

상기 인덕터 권선은 인덕터 상단 코일 구리 바, 인덕터 하단 코일 구리 바를 포함하고, 상기 인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 고리 형태를 이룬다. 인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바는 상하로 위치하는 두 개의 평면에 각각 배치된다. 인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바의 일단은 결합되고, 인덕터 하단 코일 구리 바의 다른 일단은 전방으로 연장되고, 인덕터 상단 코일 구리 바의 다른 일단은 우측으로 연장된다.

인덕터 상단 코일 구리 바의 우측으로 연장된 단부에는 이차측 권선 커넥터가 형성된다.

인덕터 하단 코일 구리 바의 전방으로 연장된 단부에는 상기 저전압 출력 커넥터 및 저전압 출력 핀이 형성된다.

상기 저전압 출력 핀은 인덕터 상단 코일 구리 바 및 인덕터 하단 코일 구리 바가 위치하는 평면에 대해 수직하게 연장된다.

상기 검측 저항 연결 구리 바는 긴 막대 형태로 형성되고, 중간부에는 하나의 접지 핀 및 두 개의 소스(source; S極) 연결핀(引脚)이 형성되고, 좌단부에는 전(前) 검측 저항 커넥터가 형성된다. 접지 핀은 소스 연결핀에 수직하다.

상기 구동 회로 연결 구리 바는 하나의 게이트(gait; G極) 연결핀(引脚) 및 하나의 게이트 핀(G極針脚)을 포함한다. 상기 게이트 연결핀의 양단은 하방으로 구부러져 있고, 상기 게이트 핀은 상기 게이트 연결핀의 중간부 좌측에 위치하며, 상기 게이트 핀은 상기 게이트 연결핀에 대해 수직하다.

상기 출력 접지단 연결 구리 바는 중간부에 접지 핀이 형성되어 있고, 전단 좌측에 출력 접지단 커넥터가 형성되어 있으며, 후방 우측에 후(後) 검측 저항 커넥터가 형성되어 있다.

상기 변압기 이차측 권선 구리 바는 상기 변압기 일차측 권선 구리 바의 상방에 위치하고, 일차측 권선의 중심이 이차측 권선의 중심과 동일하도록 서로 대응하게 위치한다.

상기 인덕터 권선 구리 바는 상기 변압기 이차측 권선 구리 바 및 변압기 일차측 권선 구리 바의 좌측에 위치하고, 상기 인덕터 권선 구리 바의 이차측 권선 커넥터는 상기 변압기 이차측 권선 구리 바의 중간 탭과 전기적으로 연결된다.

상기 검측 저항 연결 구리 바는 상기 변압기 이차측 권선 구리 바의 전방측에 위치하고, 두 개의 소스 연결핀, 상기 변압기 이차측 권선 구리 바의 두 개의 드레인 연결핀, 두 개의 구동 회로 연결 구리 바의 게이트 연결핀이 순서대로 번갈아 간격을 가지고 배치되는 전원 장치 연결핀(引脚) 그룹이 두 개 형성된다.

출력 접지단 연결 구리 바는 인덕터 권선 구리 바의 전방측 및 검측 저항 연결 구리 바의 좌측에 위치한다.

일차측 권선 상단 핀, 일차측 권선 하단 핀, 이차측 권선 상단 핀, 이차측 권선 하단 핀, 저전압 출력 핀, 접지 핀, 게이트 핀은 모두 플라스틱 구조체의 상단 표면 위로 돌출된다.

드레인 연결핀, 소스 연결핀, 게이트 연결핀, 전 검측 저항 커넥터, 후 검측 저항 커넥터, 저전압 출력 커넥터, 출력 접지단 커넥터는 모두 플리스틱 구조체의 외부에 노출된다.

바람직하게는, 상기 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 저면은 상기 플라스틱 구조체의 외부에 노출된다.

바람직하게는, 상기 일차측 권선은 사각형 고리 형태를 이루고, 이차측 상단 코일 구리 바와 이차측 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 사각형 고리 형태를 가지며, 인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 사각형 고리 형태를 가진다.

바람직하게는, 전 검측 저항 커넥터, 후 검측 저항 커넥터, 저전압 출력 커넥터, 출력 접지단 커넥터는 모두 원형의 통공을 가지도록 형성되어 있으며, 검측 저항은 나사를 통해 두 개의 검측 저항 커넥터 사이를 연결한다.

저전압 출력 커넥터, 출력 접지단 커넥터는 셀프 클린칭 너트(self-clinching nut)를 이용해 대응하는 구리 바와 짝을 이루어 연결된다.

본 발명에 따른 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바는 사출 성형 방법을 이용해 각각의 구리 바 구조체가 일체로 통합되어 형성되고, 변압기 및 인덕터의 구리 바 권선 구조 역시 모두 통합된다. 각각의 구조체가 사출 성형되어 형성한 일체식 구리 바는 검측 저항 및 전류 출력단과 셀프 클린칭 너트를 통해 나사 연결될 수 있다. 전원 회로와 제어 회로 및 고전압 회로의 연결은 수직 핀과 PCB 간의 선택적인 납땜을 통해 이루어질 수 있다. 전원 장치(예를 들어, Mosfet)의 각각의 핀과 일체식 구리 바 사이는 레이저 납땜 방법을 이용해 전기적으로 연결될 수 있고, 적절한 위치에 사출된 부싱에 제공되어 일체식 구리 바가 확실히 나사 고정되도록 한다. 전원 회로 구리 바의 저면은 노출되고, 구리 바는 절연성 및 열 전도성 패드를 통해 냉각판과 접합될 수 있다. 냉각판은 구리 바에서 직접 열 발산이 이루어지도록 해 구리 바의 온도 상승을 현저히 감소시키며, 따라서 구리 바의 단면 치수를 축소하여 체적을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바에 따르면, 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로 중의 각각의 구리 바를 일체로 통합하여, 생산 및 조립이 쉽다. 나아가 변압기 및 인덕터의 권선 코일을 일체식 구리 바에 통합하여, 변압기, 인덕터와 일체식 구리 바의 연결 구조를 간소화하였다. 변압기 일차측 권선이 구리 바를 펀칭 프레스(punching press)하여 제작하고, 구리 바 및 제어 회로판(PCB) 사이를 핀을 이용해 선택적으로 납땜함으로써, 변압기 일차측 권선 및 PCB의 연결을 간소화하였다. 전원 장치(Mosfet)와 일체식 구리 바는 레이저 납땜을 통해 연결할 수 있고, 각각의 구리 바 구조체를 사출 성형으로 일체화한 후, 자기 코어 구조체와 서로 조합하여 변압기 및 인덕터 등 자기 소자를 구성하여, 자기 소자의 기능을 실현할 수 있으며, 그 밖에 적절한 자기 코어 구조에 설치될 수 있어 권선과 설치 조합되어 자기 소자의 기능을 실현할 수 있으므로, 특별히 전원 자기 소자를 구입할 필요 없이 제품의 단가를 현저히 감소시킬 수 있다.

본 발명의 기술 방안을 더 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 본 발명의 설명에 사용되는 첨부 도면에 대해 간단히 설명한다. 명백히 알 수 있는 바와 같이, 이하에서 설명 중의 첨부 도면은 단지 본 발명의 실시예들에 관한 것이고, 본 영역의 통상의 기술자라면 창조적 노력이 없이 첨부 도면들을 기초로 기타의 도면을 얻어낼 수 있을 것이다.
도 1은 전력 전자 변환기의 전자 회로도이다.
도 2는 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 변압기 일차측 권선 구리 바의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 변압기 일차측 권선 구리 바의 좌면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 변압기 일차측 권선 구리 바의 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 변압기 일차측 권선 구리 바의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 변압기 이차측 권선 구리 바의 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 변압기 이차측 권선 구리 바의 좌측면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 변압기 이차측 권선 구리 바의 정면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 변압기 이차측 권선 구리 바의 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 인덕터 권선 구리 바의 평면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 인덕터 권선 구리 바의 좌측면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 인덕터 권선 구리 바의 정면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 인덕터 권선 구리 바의 사시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 검측 저항 연결 구리 바의 평면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 검측 저항 연결 구리 바의 좌측면도이다.
도 17은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 검측 저항 연결 구리 바의 정면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 검측 저항 연결 구리 바의 사시도이다.
도 19는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 구동 회로 연결 구리 바의 평면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 구동 회로 연결 구리 바의 좌측면도이다.
도 21은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 구동 회로 연결 구리 바의 정면도이다.
도 22는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 구동 회로 연결 구리 바의 사시도이다.
도 23은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 출력 접지단 연결 구리 바의 평면도이다.
도 24는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 출력 접지단 연결 구리 바의 좌측면도이다.
도 25는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 출력 접지단 연결 구리 바의 정면도이다.
도 26은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 출력 접지단 연결 구리 바의 사시도이다.
도 27은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 평면도이다.
도 28은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 사시도이다.
도 29는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 플라스틱 구조체 내부의 구리 바 구조체의 사시도이다.
도 30은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바와 Mosfet을 레이저 납땜한 후의 평면도이다.
도 31은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바와 Mosfet을 레이저 납땜한 후의 정면 사시도이다.
도 32는 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바와 Mosfet을 레이저 납땜한 후의 배면도이다.
도 33은 본 발명에 따른 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바와 Mosfet을 레이저 납땜한 후의 배면 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 기술방안에 대해 명확하고 완전한 설명을 진행하며, 설명된 실시예는 본 발명의 실시예의 일부이며, 실시예 전부에 해당하지는 않는다는 점을 명확히 한다. 본 발명에 따른 실시예에 기초하여, 본 영역의 보통의 기술자가 창조적인 노력을 하지 않는다는 전제하에서 획득하는 모든 기타 실시예는 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.

전력 전자 변환기 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바는, 변압기 일차측 권선 구리 바(1), 변압기 이차측 권선 구리 바(2), 인덕터 권선 구리 바(3), 검측 저항 연결 구리 바(4), 구동 회로 연결 구리 바(5), 출력단 연결 구리 바(6)를 포함한다.

도 27, 도 28, 도 29, 도 30, 도 31, 도 32 및 도 33에 도시된 바와 같이, 상기 변압기 일차측 권선 구리 바(1), 변압기 이차측 권선 구리 바(2), 인덕터 권선 구리 바(3), 검측 저항 연결 구리 바(4), 구동 회로 연결 구리 바(5), 출력 접지단 연결 구리 바(6)는 사출 성형 방법으로 함께 고정된다.

도 3, 도 4, 도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 변압기 일차측 권선 구리 바(1)는 일차측 권선(11), 일차측 권선 상단 핀(12), 일차측 권선 하단 핀(13)을 포함한다.

상기 일차측 권선(11)은, 동일 평면상에서 권취되고, 5회보다 많은 권수(turns)를 가진다.

일차측 권선 상단 핀(12)과 일차측 권선 하단 핀(13)은 각각 일차측 권선(11)의 양단에 형성되며, 상기 일차측 권선이 형성하는 평면에 대해 수직하게 형성된다.

도 7, 도 8, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 변압기 이차측 권선 구리 바(2)는 이차측 권선(21), 제1 드레인 연결핀(25), 제2 드레인 연결핀(26), 이차측 권선 상단 핀(22), 이차측 권선 하단 핀(23)을 포함한다.

상기 이차측 권선(21)은 이차측 상단 코일 구리 바, 이차측 하단 코일 구리 바를 포함한다. 이차측 상단 코일 구리 바와 이차측 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 고리 형태를 이룬다. 이차측 상단 코일 구리 바와 이차측 하단 코일 구리 바는 상하로 위치하는 두 개의 평면에 각각 배치된다. 이차측 상단 코일 구리 바 및 이차측 하단 코일 구리 바의 일단은 결합되어 중간 탭(24)을 형성하고, 다른 일단은 각각 전방으로 연장된다.

제1 드레인 연결핀(25)과 이차측 권선 상단 핀(22)은 이차측 상단 코일 구리 바의 전방으로 연장된 단부에 형성되고, 제1 드레인 연결핀(25)은 이차측 권선 상단 핀(22) 전방에 위치한다.

제2 드레인 연결핀(26)과 이차측 권선 하단 핀(23)은 이차측 하단 코일 구리 바의 전방으로 연장된 단부에 형성되고, 제2 드레인 연결핀(26)은 이차측 권선 하단 핀(23) 전방에 위치한다.

제1 드레인 연결핀(25)과 제2 드레인 연결핀(26)은 이차측 상단 코일 구리 바 및 이차측 하단 코일 구리 바가 위치하는 평면에 평행하다.

이차측 권선 상단 핀(22)과 이차측 권선 하단 핀(23)은 이차측 상단 코일 구리 바 및 이차측 하단 코일 구리 바가 위치하는 평면에 대해 수직하다.

도 11, 도 12, 도 13, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 인덕터 권선 구리 바(3)는 인덕터 권선(31), 저전압 출력 커넥터(35) 및 저전압 출력 핀(32)을 포함한다.

상기 인덕터 권선(31)은 인덕터 상단 코일 구리 바, 인덕터 하단 코일 구리 바를 포함한다. 인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 고리 형태를 이룬다. 인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바는 상하로 위치하는 두 개의 평면에 각각 배치된다. 인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바의 일단은 결합되고, 인덕터 하단 코일 구리 바의 다른 일단은 전방으로 연장되고, 인덕터 상단 코일 구리 바의 다른 일단은 우측으로 연장된다.

인덕터 상단 코일 구리 바의 우측으로 연장된 단부에는 이차측 권선 커넥터(34)가 형성된다.

인덕터 하단 코일 구리 바의 전방으로 연장된 단부에는 상기 저전압 출력 커넥터(35) 및 저전압 출력 핀(32)이 형성된다.

상기 저전압 출력 핀(32)은 인덕터 상단 코일 구리 바 및 인덕터 하단 코일 구리 바가 위치하는 평면에 대해 수직하다.

도 15, 도 16, 도 17, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 검측 저항 연결 구리 바(4)는 긴 막대 형태로 형성되고, 중간부에는 하나의 접지 핀(42) 및 두 개의 소스 연결핀(45)이 형성되고, 좌단부에는 전 검측 저항 커넥터(44)가 형성된다. 접지 핀(42)은 소스 연결핀(45)에 수직하다.

도 19, 도 20, 도 21, 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 구동 회로 연결 구리 바(5)는 하나의 게이트 연결핀(55) 및 하나의 게이트 핀(52)을 포함한다. 상기 게이트 연결핀(55)의 양단은 하방으로 구부러져 있고, 상기 게이트 핀(52)은 상기 게이트 연결핀(55)의 중간부 좌측에 위치하며, 상기 게이트 핀(52)은 상기 게이트 연결핀(55)에 대해 수직하다.

도 23, 도 24, 도 25, 도 26에 도시된 바와 같이, 상기 출력 접지단 연결 구리 바(6)는 중간부에 접지 핀(62)이 형성되어 있고, 전단 좌측에 출력 접지단 커넥터(65)가 형성되어 있으며, 후방 우측에 후 검측 저항 커넥터(66)가 형성되어 있다.

상기 변압기 이차측 권선 구리 바(2)는 상기 변압기 일차측 권선 구리 바(1)의 상방에 위치하고, 일차측 권선(11)의 중심이 이차측 권선(21)의 중심과 동일하도록 서로 대응하게 위치한다.

상기 인덕터 권선 구리 바(3)는 상기 변압기 이차측 권선 구리 바(2) 및 변압기 일차측 권선 구리 바(1)의 좌측에 위치하고, 상기 인덕터 권선 구리 바(3)의 이차측 권선 커넥터(34)는 상기 변압기 이차측 권선 구리 바(2)의 중간 탭(24)과 전기적으로 연결된다.

상기 검측 저항 연결 구리 바(4)는 상기 변압기 이차측 권선 구리 바(2)의 전방측에 위치하고, 두 개의 소스 연결핀(45), 상기 변압기 이차측 권선 구리 바(2)의 두 개의 드레인 연결핀(25, 26), 두 개의 구동 회로 연결 구리 바(5)의 게이트 연결핀(55)이 순서대로 번갈아 간격을 가지고 배치되어, 두 개의 전원 장치 연결핀 그룹을 형성한다.

출력 접지단 연결 구리 바(6)는 인덕터 권선 구리 바(3)의 전방측 및 검측 저항 연결 구비 바(4)의 좌측에 위치한다.

일차측 권선 상단 핀(12), 일차측 권선 하단 핀(13), 이차측 권선 상단 핀(22), 이차측 권선 하단 핀(23), 저전압 출력 핀(32), 접지 핀(42), 게이트 핀(52)은 모두 플라스틱 구조체의 상단 표면 위로 돌출된다.

드레인 연결핀(25, 26), 소스 연결핀(45), 게이트 연결핀(55), 전 검측 저항 커넥터(44), 후 검측 저항 커넥터(66), 저전압 출력 커넥터(35), 출력 접지단 커넥터(65)는 모두 플리스틱 구조체의 외부에 노출된다.

바람직하게는, 상기 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 저면은 플라스틱 구조체의 외부에 노출된다.

바람직하게는, 상기 일차측 권선(11)은 사각형 고리 형태를 이루고, 이차측 상단 코일 구리 바와 이차측 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 사각형 고리 형태를 가지며, 인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 사각형 고리 형태를 가진다.

바람직하게는, 전 검측 저항 커넥터(44), 후 검측 저항 커넥터(66), 저전압 출력 커넥터(35), 출력 접지단 커넥터(65)는 모두 원형의 통공을 가지도록 형성되어 있다.

검측 저항은 나사를 통해 두 개의 검측 저항 커넥터 사이를 연결한다.

저전압 출력 커넥터, 출력 접지단 커넥터는 셀프 클린칭 너트를 이용해 대응하는 구리 바와 짝을 이루어 연결된다.

본 발명에 따른 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바는 사출 성형 방식을 이용해 각각의 구리 바 구조체가 일체로 통합되어 형성되고, 변압기 및 인덕터의 구리 바 권선 구조 역시 모두 통합된다. 각각의 구조체가 사출 성형되어 형성한 일체식 구리 바는 검측 저항 및 전류 출력단과 셀프 클린칭 너트를 통해 나사 연결될 수 있다. 전원 회로와 제어 회로 및 고전압 회로의 연결은 수직 핀과 PCB 간의 선택적인 납땜을 통해 이루어질 수 있다. 전원 장치(예를 들어, Mosfet)의 각각의 핀과 일체식 구리 바 사이는 레이저 납땜 방법을 이용해 전기적으로 연결될 수 있고, 적절한 위치에 사출된 부싱에 제공되어 일체식 구리 바가 확실히 나사 고정되도록 한다. 전원 회로 구리 바의 저면은 노출되고, 구리 바는 절연성 및 열 전도성 패드를 통해 냉각판과 접합될 수 있다. 냉각판은 구리 바에서 직접 열 발산이 이루어지도록 해 구리 바의 온도 상승을 현저히 감소시키며, 따라서 구리 바의 단면 치수를 축소하여 체적을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바에 따르면, 전력 전자 변환기 이차측 전원 회로 중의 각각의 구리 바를 일체로 통합하여, 생산 및 조립이 쉽다. 나아가 변압기 및 인덕터의 권선 코일을 일체식 구리 바에 통합하여, 변압기, 인덕터와 일체식 구리 바의 연결 구조를 간소화하였다. 변압기 일차측 권선이 구리 바를 펀칭 프레스하여 제작하고, 구리 바 및 제어 회로판(PCB) 사이를 핀을 이용해 선택적으로 납땜함으로써, 변압기 일차측 권선 및 PCB의 연결을 간소화하였다. 전원 장치(Mosfet)와 일체식 구리 바는 레이저 납땜을 통해 연결할 수 있고, 각각의 구리 바 구조체를 사출 성형으로 일체화한 후, 자기 코어 구조체와 서로 조합하여 변압기 및 인덕터 등 자기 소자를 구성하여, 자기 소자의 기능을 실현할 수 있으며, 그 밖에 적절한 자기 코어 구조에 설치될 수 있어 권선과 설치 조합되어 자기 소자의 기능을 실현할 수 있으므로, 특별히 전원 자기 소자를 구입할 필요 없이 제품의 단가를 현저히 감소시킬 수 있다.

상술한 내용은 단지 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것이므로, 본 발명을 제한하는데 이용되어서는 안 된다. 본 발명의 사상과 원리에 속한다면, 가해지는 어떠한 변경, 균등 치환 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다고 할 것이다.

Claims

변압기 일차측 권선 구리 바, 변압기 이차측 권선 구리 바, 인덕터 권선 구리 바, 검측 저항 연결 구리 바, 구동 회로 연결 구리 바, 출력단 연결 구리 바를 포함하고,
상기 변압기 일차측 권선 구리 바, 변압기 이차측 권선 구리 바, 인덕터 권선 구리 바, 검측 저항 연결 구리 바, 구동 회로 연결 구리 바 및 출력 접지단 연결 구리 바는 사출 성형으로 함께 고정되는 것을 특징으로 하는 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바.
제1항에 있어서,
상기 변압기 일차측 권선 구리 바는, 일차측 권선, 일차측 권선 상단 핀, 일차측 권선 하단 핀을 포함하고;
상기 일차측 권선은, 동일 평면상에서 권취되고, 5회보다 많은 권수를 가지며;
일차측 권선 상단 핀과 일차측 권선 하단 핀은 각각 일차측 권선의 양단에 형성되고, 상기 일차측 권선이 형성하는 평면에 대해 수직하게 형성되며;
상기 변압기 이차측 권선 구리 바는 이차측 권선, 제1 드레인 연결핀, 제2 드레인 연결핀, 이차측 권선 상단 핀 및 이차측 권선 하단 핀을 포함하고;
상기 이차측 권선은, 이차측 상단 코일 구리 바, 이차측 하단 코일 구리 바를 포함하고, 상기 이차측 상단 코일 구리 바와 상기 이차측 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 고리 형태를 가지고, 상기 이차측 상단 코일 구리 바와 이차측 하단 코일 구리 바는 상하로 위치하는 두 개의 평면에 배치되며, 상기 이차측 상단 코일 구리 바 및 상기 이차측 하단 코일 구리 바의 일단은 결합되어 중간 탭을 형성하고, 다른 일단은 각각 전방으로 연장되며;
제1 드레인 연결핀과 이차측 권선 상단 핀은 이차측 상단 코일 구리 바의 전방으로 연장된 단부에 형성되고, 제1 드레인 연결핀은 이차측 권선 상단 핀의 전방에 위치하며;
제2 드레인 연결핀과 이차측 권선 하단 핀은 이차측 하단 코일 구리 바의 전방으로 연장된 단부에 형성되고, 제2 드레인 연결핀은 이차측 권선 하단 핀의 전방에 위치하며;
제1 드레인 연결핀과 제2 드레인 연결핀은 이차측 상단 코일 구리 바 및 이차측 하단 코일 구리 바가 위치하는 평면에 평행하고;
이차측 권선 상단 핀과 이차측 권선 하단 핀은 이차측 상단 코일 구리 바 및 이차측 하단 코일 구리 바가 위치하는 평면에 대해 수직하고;
상기 인덕터 권선 구리 바는 인덕터 권선, 저전압 출력 커넥터 및 저전압 출력 핀을 포함하고;
상기 인덕터 권선은 인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바를 포함하고, 상기 인덕터 상단 코일 구리 바와 상기 인덕터 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 고리 형태를 이루며, 상기 인덕터 상단 코일 구리 바와 상기 인덕터 하단 코일 구리 바는 상하로 위치하는 두 개의 평면에 배치되고, 상기 인덕터 상단 코일 구리 바와 상기 인덕터 하단 코일 구리 바의 일단은 결합되며, 인덕터 하단 코일 구리 바의 다른 일단은 전방으로 연장되고, 인덕터 상단 코일 구리 바의 다른 일단은 우측으로 연장되며;
상기 인덕터 상단 코일 구리 바의 우측으로 연장된 단부에는 이차측 권선 커넥터가 형성되고;
상기 인덕터 하단 코일 구리 바의 전방으로 연장된 단부에는 상기 저전압 출력 커넥터 및 저전압 출력 핀이 형성되며;
상기 저전압 출력 핀은 인덕터 상단 코일 구리 바 및 인덕터 하단 코일 구리 바가 위치하는 평면에 대해 수직하고;
상기 검측 저항 연결 구리 바는 긴 막대 형태로 형성되고, 그 중간부에는 하나의 접지 핀 및 두 개의 소스 연결핀이 형성되고, 좌단부에는 전 검측 저항 커넥터가 형성되며, 접지 핀은 소스 연결핀에 수직하고;
상기 구동 회로 연결 구리 바는 하나의 게이트 연결핀 및 하나의 게이트 핀을 포함하고, 상기 게이트 연결핀의 양단은 하방으로 구부러져 있고, 상기 게이트 핀은 상기 게이트 연결핀의 중간부 좌측에 위치하며, 상기 게이트 핀은 상기 게이트 연결핀에 대해 수직하고;
상기 출력 접지단 연결 구리 바는 중간부에 접지 핀이 형성되어 있고, 전단 좌측에 출력 접지단 커넥터가 형성되어 있으며, 후방 우측에 후 검측 저항 커넥터가 형성되어 있으며;
상기 변압기 이차측 권선 구리 바는 상기 변압기 일차측 권선 구리 바의 상방에 위치하고, 일차측 권선의 중심이 이차측 권선의 중심과 동일하도록 서로 대응하게 위치하며;
상기 인덕터 권선 구리 바는 상기 변압기 이차측 권선 구리 바 및 변압기 일차측 권선 구리 바의 좌측에 위치하고, 상기 인덕터 권선 구리 바의 이차측 권선 커넥터는 상기 변압기 이차측 권선 구리 바의 중간 탭과 전기적으로 연결되고;
상기 검측 저항 연결 구리 바는 상기 변압기 이차측 권선 구리 바의 전방측에 위치하고, 두 개의 소스 연결핀, 상기 변압기 이차측 권선 구리 바의 두 개의 드레인 연결핀, 두 개의 구동 회로 연결 구리 바의 게이트 연결핀이 순서대로 번갈아 간격을 가지고 배치되는 전원 장치 연결핀 그룹이 두 개 형성되고;
출력 접지단 연결 구리 바는 인덕터 권선 구리 바의 전방측 및 검측 저항 연결 구리 바의 좌측에 위치하고;
일차측 권선 상단 핀, 일차측 권선 하단 핀, 이차측 권선 상단 핀, 이차측 권선 하단 핀, 저전압 출력 핀, 접지 핀, 게이트 핀은 모두 플라스틱 구조체의 상단 표면 위로 돌출되고;
드레인 연결핀, 소스 연결핀, 게이트 연결핀, 전 검측 저항 커넥터, 후 검측 저항 커넥터, 저전압 출력 커넥터, 출력 접지단 커넥터는 모두 플리스틱 구조체의 외부에 노출되는 것을 특징으로 하는 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바.
제2항에 있어서,
상기 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바의 저면은 상기 플라스틱 구조체의 외부에 노출되는 것을 특징으로 하는 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바.
제3항에 있어서,
상기 일차측 권선은 사각형 고리 형태를 이루고;
이차측 상단 코일 구리 바와 이차측 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 사각형 고리 형태를 가지며;
인덕터 상단 코일 구리 바와 인덕터 하단 코일 구리 바는 모두 개구된 사각형 고리 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바.
제3항에 있어서,
두 개의 검측 저항 커넥터, 저전압 출력 커넥터, 출력 접지단 커넥터는 모두 원형의 통공을 가지도록 형성되고;
검측 저항은 나사를 통해 두 개의 검측 저항 커넥터 사이를 연결하며,
저전압 출력 커넥터, 출력 접지단 커넥터는 셀프 클린칭 너트를 이용해 대응하는 구리 바와 짝을 이루어 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 전자 변환기의 이차측 전원 회로용 일체식 구리 바.