KR20170111191A - 습기센서를 포함하는 컨버터 - Google Patents

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Abstract

실시예는 내부에 회로기판을 포함하며, 외면에 냉각유로를 형성하는 컨버터 몸체; 상기 컨버터 몸체의 내부에 배치되는 습기센서를 포함하고, 상기 냉각유로는 냉각수 유입구와 냉각수 유출구를 포함하고, 상기 습기센서는 상기 냉각수 유출구 보다 상기 냉각수 유입구에 가깝게 배치되는 컨버터를 제공하여, 컨버터 내부의 습기 정보를 획득하고, 획득된 습기 정보에 기초하여 결로 발생 위험을 미리 경고하여 컨버터의 고장을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

Description

습기센서를 포함하는 컨버터{CONVERTER HAVING MOISTURE SENSOR}
실시예는 습기센서를 포함하는 컨버터에 관한 것이다.
직류-직류(DC-DC)컨버터는 입력되는 전압을 승압 또는 감압하여 출력하는 장치이다. 이러한 컨버터는 입력 전압을 승압 또는 감압하는 전기소자들과 기판이 포함된 변환부를 포함한다. 그리고 컨버터는 이러한 변환부를 내부에 포함하는 하우징을 포함할 수 있다.
하우징은 외부 이물질이나 물로부터 변환부를 보호하기 위해 밀폐되는 것이 바람직하다. 특히 차량에 포함된 컨버터의 경우, 차량 내부의 이물질과 물이 하우징 내부로 유입되지 않게 밀폐되는 것이 중요하다.
하우징이 밀폐되면, 컨버터 내부의 온도 변화를 통해 하우징 외부의 압력과 내부의 압력 차이가 발생할 수 있다. 이로 인하여, 하우징에 인입되어 변환부에 연결되는 커넥터를 통해 외부에서 하우징 내부로 공기가 유입될 수 있다. 유입되는 공기에는 수분이 포함되어 하우징 내부의 수증기량이 증가하는데, 변환부의 전기소자들의 발열과 이를 냉각하기 위한 냉각수의 온도차가 크게 발생하면, 결로가 발생할 수 있다. 발생된 결로들은 변환부의 전기소자들에 접촉하여 컨버터에 치명적인 고장을 유발할 수 있는 문제점이 있다.
실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 컨버터 내부의 결로 발생 가능성을 알려 줄 수 있는 컨버터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예는, 내부에 회로기판을 포함하며, 외면에 냉각유로를 형성하는 컨버터 몸체와, 상기 컨버터 몸체의 내부에 배치되는 습기센서를 포함하고, 상기 냉각유로는 냉각수 유입구와 냉각수 유출구를 포함하고, 상기 습기센서는 상기 냉각수 유출구 보다 상기 냉각수 유입구에 가깝게 배치되는 컨버터를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서는 상기 냉각유로를 마주보며 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서는 상기 기판에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서는 상기 컨버터 몸체에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서는 상기 컨버터 몸체의 바닥면에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서에서 획득한 습기정보를 외부로 전송하는 신호전송부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서에서 획득한 습기정보와 미리 설정된 기준값을 비교하여 상기 습기정보가 상기 기준값 보다 크면 경고 신호를 생성하는 경고부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 컨버터 몸체는 상면이 개방되어 상기 회로기판을 수용하는 수용부와 상기 수용부를 덮는 덮개를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 냉각유로는 상기 컨버터 몸체의 저면에 오목하게 형성되고, 상기 컨버터 몸체는 상기 냉각유로를 덮는 유로덮개를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 냉각유로는 돌출 형성되는 열교환핀을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 컨버터 몸체는 흡습재를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 흡습재는 상기 냉각수 유출구 보다 상기 냉각수 유입구에 가깝게 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 흡습재는 상기 컨버터 몸체에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 흡습재는 상기 컨버터 몸체의 바닥면에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 흡습재는 상기 냉각유로를 마주보며 배치될 수 있다.
다른 을 포함하며, 외면에 냉각유로를 형성하는 컨버터 몸체와, 상기 컨버터 몸체의 내부에 배치되는 습기센서를 포함하고, 상기 습기센서는 상기 냉각유로를 마주보며 배치되는 컨버터를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서는 상기 기판에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 습기센서는 상기 컨버터 몸체에 배치될 수 있다.
또 다른 실시예는, 내부에 회로기판을 포함하는 컨버터 몸체와, 상기 컨버터 몸체의 내부에 배치되는 습기센서를 포함하고, 상기 컨버터 몸체는 입력 커넥터의 인입부와 출력 커넥터의 인출부를 포함하고, 상기 습기센서는 상기 인출부 보다 상기 인입부에 가깝게 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 컨버터 몸체는 외면에 형성된 냉각유로를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서는 상기 냉각유로를 마주보며 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서는 상기 기판에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 습기센서는 상기 컨버터 몸체에 배치될 수 있다.
실시예에 따르면, 컨버터 내부의 습기 정보를 획득하고, 획득된 습기 정보에 기초하여 결로 발생 위험을 미리 경고하여 컨버터의 고장을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.
실시예에 따르면, 발열이 큰 전기소자들이 밀집되어 배치되는 냉각수 유입구 측이나 전원의 입력 커넥터의 인입부 측에 습기 센서를 배치하여, 결로 발생 위험을 보다 정확하게 감지하는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 실시예에 따른 컨버터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 컨버터의 분해도,
도 3은 냉각유로를 도시한 도면,
도 4는 습기센서 위치를 도시한 도면,
도 5는 기판에 설치되는 습기센서를 도시한 도면,
도 6은 컨덕터 몸체에 설치되는 습기센서를 도시한 도면,
도 7은 기판의 영역 중 습기센서가 실장되는 영역을 도시한 도면,
도 8은 변형례로서, 습기센서의 위치를 도시한 도면,
도 9는 흡습재의 위치를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
시예에 따른 컨버터를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 컨버터의 분해도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 컨버터(1)는 컨버터 몸체(100)와, 습기센서(200)를 포함할 수 있다. 실시예에 따른 컨버터(1)는 컨버터 몸체(100)의 내부에 습기센서(200)를 포함한다. 이는 컨버터 몸체(100) 내부의 습기를 측정하여 결로 발생 위험을 미리 알리기 위한 것이다. 이하 실시예를 설명함에 있어서, 도 1의 x축은 컨버터 몸체(100)의 폭 방향을 나타내며, 도 1의 y축은 컨버터 몸체(100)의 길이 방향을 나타내며, 도 1의 z축은 컨버터 몸체(100)의 높이 방향을 나타낸다.
컨버터 몸체(100)는 내부에는 입력되는 전압을 낮추거나 높여 출력하는 변환부를 포함한다. 변환부는 기판(10)과 기판(10) 위에 실장되는 전기소자들을 포함할 수 있다. 변환부는 차량의 ECU(전자제어장치)와 연결될 수 있다.
컨버터 몸체(100)는 크게, 상면이 개방되어 변환부의 수용공간을 형성하는 수용부(110)와, 수용부(110)를 덮는 덮개(120)를 포함할 수 있다. 수용부(110)와 덮개(120)는 별도의 체결부재를 통해 상호 결합될 수 있다. 이때, 수용부(110)와 덮개(120) 사이에는 실링부재가 설치되어 수용부(110)의 내부를 밀폐할 수 있다. 수용부(110)의 저면에는 유로덮개(130)가 결합될 수 있다.
수용부(110)의 내부에는 전압을 변환하는 변환부가 포함된다. 변환부로서,기판(10)과 기판(10)에 실장되는 전기 소자들이 마련될 수 있다. 이러한 전기 소자들은 작동 중에 열이 발생한다. 컨버터 몸체(100)는 밀폐된 공간이기 때문에 전기소자들에서 발생하는 열은 변환부의 성능을 크게 떨어뜨리거나 고장을 유발할 수 있다. 컨버터 몸체(100)의 내부에 대한 냉각이 필요하다. 이를 위해 컨버터 몸체(100)에는 냉각유로가 마련될 수 있다.
도 3은 냉각유로를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 수용부(110)는 냉각유로(140)를 포함할 수 있다. 냉각유로(140)는 수용부(110)의 저면에 오목하게 형성될 수 있다. 그러나 실시예에 이에 한정되지 않으며, 덮개(120)의 상면에 형성될 수 도 있다. 또한, 냉각유로(140)는 수용부(110)의 벽면 또는 덮개(120)의 벽면 내부에 형성될 수 도 있다. 냉각유로(140)는 냉각수가 들어오는 냉각수 유입구(141)와 들어온 냉각수가 빠져 나가는 냉각수 유출구(142)를 포함할 수 있다. 그리고 냉각유로(140)의 위치는 기판(10)에 위에 실장된 전기소자들의 위치를 고려하여 형성될 수 있다.
유로덮개(130)는 냉각유로(140)를 덮도록 수용부(110)에 결합될 수 있다. 유로덮개(130)와 수용부(110)의 저면 사이에는 실링을 위한 부재들이 설치될 수 있다.
한편, 수용부(110)의 측벽에는 전원의 입력 커넥터(도 1의 C1)가 설치되는 인입부(150)와 전원의 출력 커넥터(도 1의 C2)가 설치되는 인출부(160)가 마련될 수 있다. 또한, 수용부(110)의 측벽에는 차량의 ECU와 연결되는 신호선이 접속되는 신호 커넥터(도 1의 C3)가 설치되는 연결부(170)가 마련될 수 있다.
냉각유로(140)의 경로는 인입부(150)와 인출부(160)의 위치를 고려하여 전기소자들을 따라 형성될 수 있다. 수용부(110)의 내부 공간 중 입력 커넥터(도 1의 C1)가 설치되는 부근이 전기소자들의 밀집도가 높고, 발열이 큰 전기소자들이 배치될 수 있다. 따라서, 상대적으로 냉각수의 온도가 낮은 냉각수 유입구(141)는 인입부(150)에 인접하여 배치될 수 있다. 그리고 열교환을 통해 상대적으로 온도가 높은 냉각수 유출구(142)는 인출부(160)에 인접하여 배치될 수 있다.
냉각수 유입구(111)를 통해 유입된 냉각수는 냉각유로(100)로 유입되어, 컨버터 몸체(100)의 내부와 열교환 한 이후, 냉각수 유출구(142)를 통해 빠져 나간다. 이때, 냉각유로(140)의 영역 중 냉각수 유출구(142)를 향하는 영역에는 돌출 형성된 복수 개의 열교환핀(143)이 마련될 수 있다.
도 4는 습기센서 위치를 도시한 도면이다.
도 4의 P가 도시한 영역과 같이, 습기센서(200)는 냉각수 유출구(142) 보다 냉각수 유입구(141)에 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어 도 4의 기준선(CL)을 기준으로 도면에서 좌측 영역에 배치될 수 있다. 여기서 기준선(CL)은 수용부(110)의 폭 방향(도 4의 x축 방향)을 기준으로 냉각수 유출구(142)와 냉각수 유입구(141)의 중간 지점을 지나는 가상의 직선을 의미한다.
냉각수 유입구(141) 부근이 유입되는 냉각수로 인하여 온도가 낮은데 반하여, 전기소자들의 밀집도가 높고 발열이 큰 전기소자들이 배치되기 때문에 해당 영역은 결로 발생 위험이 크다. 때문에 습기센서(200)를 냉각수 유입구(141)에 가깝게 배치하는 경우, 컨덕터 몸체의 습기정보를 정확하게 측정할 수 있는 이점이 있다.
도 5는 기판에 설치되는 습기센서를 도시한 도면이다. 도 6은 컨덕터 몸체에 설치되는 습기센서를 도시한 도면이다.
습기센서(200)는 수용부(110) 내부에서 냉각유로(140)를 마주 보도록 배치될 수 있다. 수용부(110)의 내부 공간 중 냉각유로(140)의 바로 윗 공간에서 온도차가 크게 발생하기 때문에, 습기센서(200)의 설치 위치를 냉각유로(140)에 정렬시키는 것이 정확한 습기정보를 획득하는데 유리하다.
도 5를 참조하면, 습기센서(200)는 기판(10)에 실장될 수 있다. 예를 들어, 수용부(110)의 바닥면을 마주보는 기판(10)의 저면에 설치될 수 있다. 이때, 습기센서(200)는 냉각유로(140)를 마주보도록 냉각유로(140)의 바로 위에 배치될 수 있다.
도 6을 참조하면, 습기센서(200)는 수용부(110)에 설치될 수도 있다. 예를 들어, 습기센서(200)는 수용부(110)의 바닥면에 설치될 수 있다. 그리고 습기센서(200)는 케이블을 통해 기판(10)에 연결될 수 있다. 이때, 습기센서(200)는 냉각유로(140)를 마주보도록 냉각유로(140)의 바로 위에 배치될 수 있다.
도 7은 기판의 영역 중 습기센서가 실장되는 영역을 도시한 도면이다.
습기센서(200)는 컨버터 몸체(100)의 내부에서 냉각유로(140)를 마주보도록 배치된다. 따라서, 습기센서(200)가 기판(10)에 실장되는 경우, 도 7에서 도한 바와 같이, 습기센서(200)는 컨버터 몸체(100)의 높이 방향(도 1의 z축 방향)에서 바라볼 때, 냉각유로(140)와 중첩되는 기판(10)의 중첩영역(10a)에 배치될 수 있다. 도 7의 중첩영역(10a)에 습기센서(200)가 실장될 때, 습기센서(200)가 냉각유로(140)를 마주보기 때문에 컨버터 몸체(100) 내부의 습기정보를 정확히 측정할 수 있다.
한편, 기판(10)에는 신호전송부(300)가 마련될 수 있다. 신호전송부(300)는 습기센서(200)와 연결되어 습기센서(200)에서 획득한 습기정보를 전송 받는다. 신호전송부(300)는 전송 받은 습기정보를 외부로 전송할 수 있다. 예를 들어, 차량의 전자제어장치(ECU)에 전송할 수 있다.
또는, 기판(10)에는 경고부(300)가 직접 마련될 수 있다. 경고부(300)는 습기센서(200)와 연결되어 습기센서(200)에서 획득한 습기정보를 전송 받는다. 경고부(300)는 전송 받은 습기정보와 미리 설정된 기준값과 비교하여 습기센서(200)에서 전송 받은 습기정보가 기준값 보다 크면 경고 신호를 생성하여 외부로 전송할 수 있다. 예를 들어, 경고부(300)는 컨버터(1)의 전자제어장치에 구현될 수 있으며, 생성된 경고 신호는 차량의 전자제어장치(ECU)에 전송할 수 있다.
도 8은 변형례로서, 습기센서의 위치를 도시한 도면이다.
도 8에서 도시한 바와 같이, 습기센서(200)는 전원의 출력 커넥터(C2)가 설치되는 인출부(160) 보다 전원의 입력 커넥터(C1)가 설치되는 인입부(150)에 가깝게 배치될 수 있다.
수용부(110)의 내부 공간 중 입력 커넥터(C1)가 설치되는 부근이 전기소자들의 밀집도가 높고 발열이 큰 전기소자들이 배치되며, 상대적으로 냉각수의 온도가 낮은 냉각수 유입구(141)가 배치되기 때문에, 인입부(150) 측이 인출부(160) 측 보다 결로 발생의 확률이 높다. 이에, 습기센서(200)를 인출부(160) 보다 인입부(150)에 가깝게 배치하여 보다 정확한 습기정보를 획득할 수 있다.
도 9는 흡습재의 위치를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 컨버터 몸체(100)의 내부에는 흡습재(500)가 포함될 수 있다. 흡습재(500)는 컨버터 몸체(100)의 내부의 수분을 흡수하는 역할을 한다. 흡습재(500)는 다공성 실리카 겔과 같은 흡수성이 우수한 소재로 이루어질 수 있다.
이러한 흡습재(500)는 냉각수 유출구(142) 보다 냉각수 유입구(141)에 가깝게 배치될 수 있다. 그리고, 흡습재(500)는 컨버터 몸체(100)의 바닥면에 배치될 수 있다. 이때, 흡습재(500)는 냉각유로(140)를 마주보도록 냉각유로(140) 바로 위에 배치될 수 있다.
이상으로 실시예에 따른 컨버터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 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.
100: 컨버터 몸체
110: 수용부
120: 덮개
130: 유로덮개
140: 냉각유로
141: 냉각수 유입구
142: 냉각수 유출구
150: 인입부
160: 인출부
200: 습기센서
300: 신호전송부
400: 경고부
500: 흡습재

Claims (23)

  1. 내부에 회로기판을 포함하며, 외면에 냉각유로를 형성하는 컨버터 몸체;
    상기 컨버터 몸체의 내부에 배치되는 습기센서를 포함하고,
    상기 냉각유로는 냉각수 유입구와 냉각수 유출구를 포함하고,
    상기 습기센서는 상기 냉각수 유출구 보다 상기 냉각수 유입구에 가깝게 배치되는 컨버터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 습기센서는 상기 냉각유로를 마주보며 배치되는 컨버터.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 습기센서는 상기 기판에 배치되는 컨버터.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 습기센서는 상기 컨버터 몸체에 배치되는 컨버터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 습기센서는 상기 컨버터 몸체의 바닥면에 배치되는 컨버터.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 습기센서에서 획득한 습기정보를 외부로 전송하는 신호전송부를 더 포함하는 컨버터.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 습기센서에서 획득한 습기정보와 미리 설정된 기준값을 비교하여 상기 습기정보가 상기 기준값 보다 크면 경고 신호를 생성하는 경고부를 더 포함하는 컨버터.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 컨버터 몸체는 상면이 개방되어 상기 회로기판을 수용하는 수용부와 상기 수용부를 덮는 덮개를 포함하는 컨버터.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각유로는 상기 컨버터 몸체의 저면에 오목하게 형성되고,
    상기 컨버터 몸체는 상기 냉각유로를 덮는 유로덮개를 더 포함하는 컨버터.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각유로는 돌출 형성되는 열교환핀을 포함하는 컨버터.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 컨버터 몸체는 흡습재를 포함하는 컨버터.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 흡습재는 상기 냉각수 유출구 보다 상기 냉각수 유입구에 가깝게 배치되는 컨버터.
  13. 제12 항에 있어서,.
    상기 흡습재는 상기 컨버터 몸체에 배치되는 컨버터.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 흡습재는 상기 컨버터 몸체의 바닥면에 배치되는 컨버터.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 흡습재는 상기 냉각유로를 마주보며 배치되는 컨버터.
  16. 내부에 회로기판을 포함하며, 외면에 냉각유로를 형성하는 컨버터 몸체;
    상기 컨버터 몸체의 내부에 배치되는 습기센서를 포함하고,
    상기 습기센서는 상기 냉각유로를 마주보며 배치되는 컨버터.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 습기센서는 상기 기판에 배치되는 컨버터.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 습기센서는 상기 컨버터 몸체에 배치되는 컨버터.
  19. 내부에 회로기판을 포함하는 컨버터 몸체;
    상기 컨버터 몸체의 내부에 배치되는 습기센서를 포함하고,
    상기 컨버터 몸체는 입력 커넥터의 인입부와 출력 커넥터의 인출부를 포함하고,
    상기 습기센서는 상기 인출부 보다 상기 인입부에 가깝게 배치되는 컨버터.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 컨버터 몸체는 외면에 형성된 냉각유로를 포함하는 컨버터.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 습기센서는 상기 냉각유로를 마주보며 배치되는 컨버터.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 습기센서는 상기 기판에 배치되는 컨버터.
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 습기센서는 상기 컨버터 몸체에 배치되는 컨버터.
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