KR20200009288A - 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 실시예는 컨버터에 관한 것이다. 일 측면에 따른 컨버터는, 하우징; 상기 하우징 내 배치되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 배치되며, 구동에 따라 열을 발생시키는 하나 이상의 전기소자; 및 상기 하우징의 외면에 배치되는 방열판을 포함하며, 상기 하우징은, 플라스틱 재질의 제1몸체와, 상기 제1몸체와 일체로 형성되며 상기 전기소자와 상, 하 방향으로 오버랩(overlab)되게 배치되는 금속 재질의 제2몸체를 포함한다.

Description

컨버터{Converter}

본 실시예는 컨버터에 관한 것이다.

자동차의 전기장치로는 엔진전기장치(시동장치, 점화장치, 충전장치)와 등화장치가 일반적이나, 최근에는 차량이 보다 전자제어화 됨으로써 샤시 전기장치를 포함한 대부분의 시스템들이 전기전자화 되고 있는 추세이다.

자동차에 설치되는 램프, 오디오, 히터, 에어컨 등의 각종 전장품들은 자동차 정지시에는 배터리로부터 전원을 공급받고, 주행시에는 발전기로부터 전원을 공급받도록 되어 있는데, 이때 통상의 전원 전압으로 14V계 전원 시스템의 발전용량이 사용되고 있다.

최근 들어 정보기술 산업의 발달과 더불어 자동차의 편의성 증대를 목적으로 하는 다양한 신기술(모터식 파워 스티어링, 인터넷 등)들이 차량에 접목되고 있으며, 앞으로도 현 자동차 시스템을 최대한 이용할 수 있는 신기술의 개발이 계속될 전망이다.

소프트 또는 하드 타입의 구분없이 하이브리드 전기 차량(HEV)은 전장부하(12V) 공급을 위한 DC-DC 컨버터(Low Voltage DC-DC Converter)가 설치되어 있다. 또한, 일반 가솔린 차량의 발전기(알터네이터) 역할을 하는 디씨디씨 컨버터는 메인 배터리(보통 144V 이상의 고전압 배터리)의 고전압을 다운시켜 전장부하용 전압 12V를 공급하고 있다.

디씨디씨 컨버터(DC-DC Converter)라 함은, 어떤 전압의 직류전원에서 다른 전압의 직류전원으로 변환하는 전자회로 장치를 말하며, 텔레비전 수상기, 자동차의 전장품 등 다양한 영역에 사용되고 있다.

컨버터의 내부에는 구동에 의해 열을 발생시키는 다수의 전기소자가 배치된다. 일반적으로, 컨버터의 방열은, 외형을 형성하는 하우징의 외면에 하나 이상의 방열핀을 배치하여 이루어질 수 있다. 즉, 전기소자로부터 발생된 열이 하우징을 통해 외부로 전도되어, 방열핀을 통해 외부로 발산되는 구조이다. 따라서, 열의 전도를 위해 하우징은 금속 재질일 것이 요구된다.

그러나, 컨버터의 전체 무게를 결정하는 핵심적인 요소가 하우징임을 고려할 때, 이러한 하우징의 재질적 특성은 컨버터의 소형화 및 경량화에 장애가 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 하우징 구조를 개선하여 보다 경량화 된 컨버터를 제공하는 것에 있다.

본 실시예에 따른 컨버터는, 하우징; 상기 하우징 내 배치되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 배치되며, 구동에 따라 열을 발생시키는 하나 이상의 전기소자; 및 상기 하우징의 외면에 배치되는 방열판을 포함하며, 상기 하우징은, 플라스틱 재질의 제1몸체와, 상기 제1몸체와 일체로 형성되며 상기 전기소자와 상, 하 방향으로 오버랩(overlab)되게 배치되는 금속 재질의 제2몸체를 포함한다.

본 실시예를 통해 상기와 같은 구성에 따르면, 하우징에서 전기소자와 마주하는 영역은 금속 재질로 형성하고, 그 외의 영역은 플라스틱 재질로 형성하여, 종래 대비 하우징의 전체 무게가 감소할 수 있어 컨버터가 보다 경량화될 수 있는 장점이 있다.

또한, 제2몸체의 외면으로부터 돌출되는 접합부로 인해, 인서트 사출 과정에서 제1몸체가 용이하게 접합될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 분해 사시도에서 하우징을 소정 각도 회전시켜 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하우징의 하면을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하우징과 인쇄회로기판의 배치 구조를 간략하게 도시한 단면도.
도 6은 도 5의 변형 예를 보인 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A,B,C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐 만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐 만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터의 사시도 이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터(Converter)(100)는, 하우징(10)에 의해 외형이 형성될 수 있다. 상기 하우징(10)은 단면이 대략 장방형으로 형성되어, 내부에 하나 이상의 부품을 수용하기 위한 공간을 형성할 수 있다.

상기 하우징(10)은 상기 컨버터(100)의 상부를 형성할 수 있다. 상기 하우징(10)의 상면은 상기 컨버터(100)의 상면을 형성할 수 있다. 상기 하우징(10)의 하부에는 별도의 베이스(미도시)가 결합될 수 있다. 따라서, 상기 베이스와 상기 하우징(10)의 결합에 의해, 상기 하우징(10)의 내부공간이 외부로부터 차폐될 수 있다.

상기 하우징(10)에는 상기 베이스와의 결합을 위한 하나 이상의 결합부(12)가 구비될 수 있다. 상기 결합부(12)는 상기 하우징(10)의 둘레를 따라 복수로 구비될 수 있다. 상기 결합부(12)에는 스크류가 관통하는 홀이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 베이스에도 상기 홀과 상, 하 방향으로 마주하도록 홀이 형성될 수 있다. 따라서, 스크류가 상기 홀들을 관통하여 상기 하우징(10)과 상기 베이스를 결합시킬 수 있다.

상기 하우징(10)의 상면에는 방열 구조(70)가 형성될 수 있다. 상기 방열 구조(70)는 상기 하우징(10)의 상면으로부터 상방으로 돌출되는 방열판(72)을 포함할 수 있다. 상기 방열판(72)는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 상기 방열판(72)은 복수로 구비되어, 상기 하우징(10)의 상면에서 상호 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 복수의 방열판(72) 사이에는 갭(Gap)이 형성될 수 있다. 상기 방열판(72)들은 상기 하우징(10) 외면의 단면적을 증가시켜, 상기 하우징(10)의 내부에서 발생되는 열이 외부로 용이하게 발산되도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 컨버터(100)의 인접한 영역에는 상기 방열판(72)을 향해 공기를 토출시키는 팬(미도시)이 배치될 수 있다.

상기 방열판(72)에는 방열판 지지부(74)가 구비될 수 있따. 상기 방열판 지지부(74)는 상기 하우징(10)의 상면에서 상방으로 돌출되어, 상기 방열판(72)의 일 영역에 배치될 수 있다. 상기 방열판 지지부(74)는 상기 방열판(72)의 두께보다 두껍게 형성되는 영역일 수 있다. 따라서, 상기 방열판 지지부(74)는 상기 방열판(72)의 강도를 보강할 수 있다. 상기 방열판 지지부(74)로 인해 하나의 방열판(72)은 서로 다른 영역으로 구획될 수 있다. 상기 방열판 지지부(74)는 상기 방열판(72)과 일체로 형성될 수 있다.

상기 방열 구조(70)는 구획부(76)에 의해 구획될 수 있다. 상기 구획부(76)는 상기 하우징(10)의 상면에서 일 가장자리 영역과, 상기 일 가장자리 영역에 대향하는 타 가장자리 영역에 복수로 구비될 수 있다. 상기 하우징(10)의 상면으로부터 상기 구획부(76)는 돌출 높이는 상기 방열판(72)의 돌출 높이 보다 높게 형성될 수 있다. 상기 구획부(76)로 인해, 복수의 상기 방열판(72)이 형성된 영역은 타 영역과 구획될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터의 분해 사시도 이다.

도 1 및 2를 참조하면, 상기 하우징(10)의 하부에는 인쇄회로기판(30)이 배치될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(30)은 상기 하우징(10)의 내부에 형성되는 공간에 배치되는 것으로도 이해될 수 있다.

상기 인쇄회로기판(30)에는 상기 컨버터(100)의 구동을 위한 하나 이상의 전자부품이 실장 또는 결합될 수 있다. 상기 전자부품의 예로, 인덕턴스를 얻기 위한 인덕터, 전압조절을 위한 변압기 등이 포함될 수 있다. 추가로, 별도의 발광소자를 통해 발광하여, 상기 하우징(10)의 외부로 표시되는 발광모듈도 이에 포함될 수 있다.

요약하면, 상기 인쇄회로기판(30)에는 제1전기소자(31), 제2전기소자(32) 및 제3전기소자(33)가 배치될 수 있다. 상기 제1내지3전기소자(31, 32, 33)들은, 상기 컨버터(100)의 동작에 따라 열을 발생시킬 수 있다. 상기 제1내지3전기소자(31, 32, 33)들은, 상기 인쇄회로기판(30)의 일면에서 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제1내지3전기소자(31, 32, 33)들이 상기 인쇄회로기판(30)의 상면에 배치된다 할 때, 상기 제1내지3전기소자(31, 32, 33)들의 높이는 서로 다르게 형성될 수 있다. 즉, 상기 인쇄회로기판(30)의 상면으로부터 각 전기소자의 상면까지의 거리는 서로 다를 수 있다. 일 예로, 상기 제1전기소자(31)의 높이가 가장 높고, 상기 제2전기소자(31)의 높이가 가장 낮을 수 있다.

상기 제1내지3전기소자(31, 32, 33)들은, 상기 하우징(10)의 상면에 배치된 방열 구조(70)와, 상, 하 방향으로 오버랩(Overlab)되게 배치될 수 있다.

도 3은 도 2의 분해 사시도에서 하우징을 소정 각도 회전시켜 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하우징의 하면을 도시한 단면도 이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하우징과 인쇄회로기판의 배치 구조를 간략하게 도시한 단면도 이다.

도 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하우징(10)의 재질은 2 이상의 소재를 포함할 수 있다. 상기 하우징(10)은 플라스틱 재질의 제1몸체(11)와, 금속 재질의 제2몸체(20)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제2몸체(20)의 재질은 알루미늄(Al)일 수 있다.

상세히, 상기 제2몸체(20)는 금속 재질로 형성되어, 상기 전기소자(31, 32, 33)들과 상, 하 방향으로 오버랩(Overlab)되게 배치된다. 경우에 따라서, 상기 전기소자(31, 32, 33)들의 상면은 상기 제2몸체(20)의 하면에 접촉될 수 있다. 이는 상기 하우징(10)의 내면에 접촉되는 것으로도 설명될 수 있다.

상기 제1몸체(11)는 상기 하우징(10) 중 상기 제2몸체(20)를 제외한 영역으로서 이해될 수 있다. 즉, 상기 하우징(10)의 영역 중 상기 전기소자(31, 32, 33)와 상, 하 방향으로 오버랩(overlab)되지 않는 영역은 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

상기 제1몸체(11)와 상기 제2몸체(20)는 이중 사출에 의해 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 제1몸체(11)는, 상기 제2몸체(20)에 인서트(insert) 사출 과정에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 상기 하우징(10)은 금속 영역과 비금속 영역의 접합에 의해 형성될 수 있다.

상기 하우징(10)은 내면으로부터 타 영역보다 내측으로 돌출되어 상기 복수의 전기소자들과 상, 하 방향으로 오버랩되는 복수의 영역을 가진다.

상기 제2몸체(20)는 상기 제1전기소자(31)와 상, 하 방향으로 오버랩되는 제1영역(26)과, 상기 제2전기소자(32)와 상, 하 방향으로 오버랩되는 제2영역(24)과, 상기 제3전기소자(33)와 상, 하 방향으로 오버랩되는 제3영역(28)을 포함할 수 있다.

상기 하우징(10)의 하면에서 상기 제1내지3영역(26, 24, 28)의 하방으로의 돌출높이는 서로 상이할 수 있다. 즉, 상기 제1내지3전기소자(31, 32, 33)의 높이에 대응하여, 상기 제1영역(26)이 제1높이를 가지고, 제2영역(24)이 제2높이를 가지며, 제3영역(28)이 제3높이를 가진다 할 때, 제1높이는 제2높이 보다 높게 형성되고, 제3높이는 제2높이 보다 높게 형성될 수 있다. 따라서, 다수의 전기소자들의 각 높이를 고려한 하우징(10)의 방열구조가 구현될 수 있다.

한편, 상기 제3전기소자(33)가 발광소자가 구비된 발광모듈일 경우, 상기 제3영역(28)에는 상기 발광소자를 외부로 노출시키기 위한 홀(29)이 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 제2몸체(20)는 전술한 바와 같이, 플라스틱 재질의 제1몸체(11)와 인서트 사출에 의해 일체로 형성될 수 있다. 이 때, 플라스틱 재질의 상기 제1몸체(11)를 상기 제2몸체(20)에 용이하게 접합시키기 위해, 상기 제2몸체(20)에는 접합부(21)가 형성될 수 있다.

상세히, 상기 제2몸체(20)의 상면에 상기 방열판(72)이 형성되고, 상기 제2몸체(20)의 하면에 높이가 서로 다른 복수의 제1 내지 3영역(26, 24, 28)이 형성된다 할 때, 상기 접합부(21)는 상기 제2몸체(21)의 측면으로부터 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 다르게 말하면, 상기 접합부(21)는 상기 제2몸체(20)의 외면 중 상기 제1영역(11)이 결합되는 면으로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 따라서, 인서트 사출 과정에서 상기 접합부(21)에 의해 상기 제2몸체(20)는 표면적이 증가되어, 상기 제1몸체(21)가 용이하게 결합될 수 있다.

도 6은 도 5의 변형 예를 보인 단면도 이다.

도 6을 참조하면, 본 변형 예에서는 상기 제1 내지 3영역(26, 24, 28)이 각각 별도의 영역으로 정의될 수 있다. 즉, 전술한 예에서는 상기 제1 내지 3영역(26, 24, 28)이 한몸으로 형성되어 상기 제2몸체(20)의 측면에 상기 제1몸체(11)가 결합되었으나, 본 변형 예에서는 제1 내지 3영역(26, 24, 28)이 상호 이격되고, 상기 이격된 공간에 플라스틱 재질의 상기 제2몸체(20)가 각각 배치될 수 있다.

이에 따르면, 상기 제2몸체(20)의 용이한 접합을 위해, 접합부(21)는 상기 제1영역(26), 상기 제2영역(24) 및 상기 제3영역(28)의 측면에서 각각 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성에 따르면, 하우징에서 전기소자와 마주하는 영역은 금속 재질로 형성하고, 그 외의 영역은 플라스틱 재질로 형성하여, 종래 대비 하우징의 전체 무게가 감소할 수 있어 컨버터가 보다 경량화될 수 있는 장점이 있다.

또한, 제2몸체의 외면으로부터 돌출되는 접합부로 인해, 인서트 사출 과정에서 제1몸체가 용이하게 접합될 수 있는 장점이 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.

Claims (8)

1. 하우징;
   상기 하우징 내 배치되는 인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판에 배치되며, 구동에 따라 열을 발생시키는 하나 이상의 전기소자; 및
   상기 하우징의 외면에 배치되는 방열판을 포함하며,
   상기 하우징은,
   플라스틱 재질의 제1몸체와, 상기 제1몸체와 일체로 형성되며 상기 전기소자와 상, 하 방향으로 오버랩(overlab)되게 배치되는 금속 재질의 제2몸체를 포함하는 컨버터.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 인서트(insert) 사출에 의해 일체로 형성되는 컨버터.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기소자는 복수로 구비되고,
   상기 복수의 전기소자는,
   제1높이의 제1전기소자;
   상기 제1전기소자와 이격되게 배치되며, 상기 제1높이 보다 낮은 제2높이의 제2전기소자; 및
   상기 제1및 2전기소자와 이격되게 배치되며, 상기 제2높이보다 낮은 제3높이의 제3전기소자를 포함하는 컨버터.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 하우징의 내면에는, 타 영역보다 내측으로 돌출되어 상기 복수의 전기소자들과 상, 하 방향으로 오버랩되는 복수의 영역이 배치되는 컨버터.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 복수의 영역은,
   상기 제1전기소자와 마주하게 배치되며, 제4높이의 제1영역;
   상기 제2전기소자와 마주하게 배치되며, 상기 제4높이보다 높은 제5높이의 제2영역; 및
   상기 제3전기소자와 마주하게 배치되며, 상기 제5높이보다 높은 제6높이의 제3영역을 포함하는 컨버터.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2몸체의 외면 중 상기 제1몸체가 결합되는 면에는, 상기 제2몸체의 외면으로부터 외측으로 돌출되는 접합부가 배치되는 컨버터.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 방열판은 상기 제2몸체의 외면에 배치되는 컨버터.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기소자는 상기 제2몸체의 내면에 접촉되는 컨버터.
   
   

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