KR20200021370A - Inverter board - Google Patents

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한온시스템 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is an inverter board which can minimize signal interference due to noise. The inverter board comprises: a power supply unit receiving direct current (DC) voltage; a switching unit including a plurality of switching elements and converting the DC voltage into three-phase alternating current (AC) voltage through switching operation of the plurality of switching elements; a gate driver unit generating a switching signal controlling the switching operation of the switching element; a power line transmitting the DC voltage from the power supply unit to the switching unit; and a signal line transmitting the switching signal. The power line has a first terminal connected to the power supply unit and a second terminal connected to the switching unit, and does not overlap the signal line.

Description

인버터 보드{INVERTER BOARD}Inverter Board {INVERTER BOARD}

실시 예는 인버터 보드에 관한 것이다.Embodiments relate to an inverter board.

인버터는 전원으로부터 입력받은 전력의 전압과 주파수를 가변시켜 모터에 공급함으로써 모터 속도를 제어하는 장치이다. 이러한 인버터는 전원이 불안정하여도 모터를 일정한 속도로 회전시킬 수 있으며, 제어가 용이하다는 장점으로 인해 모터 제어에 필수적으로 이용된다. The inverter is a device that controls the motor speed by varying the voltage and frequency of the power input from the power supply to the motor. Such an inverter can rotate the motor at a constant speed even if the power is unstable, and is essential for motor control due to the advantage of easy control.

인버터는 전원으로부터 입력받은 교류 전압을 정류하여 직류 전압으로 변환하는 컨버터부, 정류된 직류 전압을 평활하는 평활부, 평활된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터부로 구성되며, 인버터부가 출력하는 교류 전압을 통해 모터가 구동된다. The inverter consists of a converter unit rectifying and converting the AC voltage input from the power source into a DC voltage, a smoothing unit for smoothing the rectified DC voltage, and an inverter unit for converting the smoothed DC voltage into an AC voltage. The motor is driven through.

도 1은 종래 인버터부 보드 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a conventional inverter unit board structure.

도 1에 도시된 바와 같이, 인버터부를 구현하는 종래 인버터 보드(10)는 인쇄 회로 기판 상에 전원 공급 유닛(11), 스위칭 유닛(12), 게이트 드라이버 유닛(13), 마이크로 컨트롤러 유닛(14), 센서 유닛(15)이 기판에 배치되어 하우징(1)에 실장되는 구조로 형성된다. 그리고, 노이즈에 의한 오작동을 일어나는 것을 방지하기 위하여, 보드 주변에는 EMC(Electro Magnetic Compatibility) 필터(2)가 장착된다. As shown in FIG. 1, the conventional inverter board 10 implementing the inverter unit includes a power supply unit 11, a switching unit 12, a gate driver unit 13, and a microcontroller unit 14 on a printed circuit board. In this case, the sensor unit 15 is formed on the substrate and mounted on the housing 1. In order to prevent malfunction caused by noise, an EMC (Electro Magnetic Compatibility) filter 2 is mounted around the board.

종래 인버터 보드는 EMC 필터(2)의 구조에 따른 설계 용이성으로 인해 전원 라인(16)을 기준으로 좌측에는 게이트 드라이버 유닛(13), 마이크로 컨트롤러 유닛(14), 센서 유닛(15)과 같은 제어 관련 유닛을 배치하고, 우측에는 전원 공급 유닛(11), 스위칭 유닛(12)과 같은 전원 관련 유닛을 배치하였다. Conventional inverter board is related to the control such as gate driver unit 13, microcontroller unit 14, sensor unit 15 on the left side based on the power line 16 due to the ease of design according to the structure of the EMC filter (2) The unit was arranged, and on the right side, a power supply-related unit such as the power supply unit 11 and the switching unit 12 were disposed.

하지만, 전원 라인(16)이 인버터 보드(10)를 가로질러 고전류를 전송함에 따라 인버터 보드(10)의 방열에 어려움이 발생하였다. 이를 해결하고자 인버터 보드(10)의 바닥면에 전원 라인(16)을 배치하고 있으나, 인쇄 회로 기판의 상부면과 바닥면에 각각 회로를 인쇄해야 하는 등 제조상 문제점이 발생하였다. However, as the power line 16 transmits a high current across the inverter board 10, difficulties arise in heat dissipation of the inverter board 10. In order to solve this problem, the power line 16 is disposed on the bottom surface of the inverter board 10, but manufacturing problems have occurred, such as printing a circuit on each of the top and bottom surfaces of the printed circuit board.

또한, 전원 라인(16)이 인버터 보드(10)를 가로질러 배치됨에 따라, 스위칭 유닛(12)과 게이트 드라이버 유닛(13)을 연결하는 신호 라인(17)이 전원 라인(16)과 교차하게 되는데, 전원 라인(16)에 흐르는 고전류에 의한 노이즈로 인해 신호 라인(17)에 신호 간섭이 발생하게 되었다. In addition, as the power line 16 is disposed across the inverter board 10, the signal line 17 connecting the switching unit 12 and the gate driver unit 13 crosses the power line 16. The noise caused by the high current flowing through the power supply line 16 causes signal interference in the signal line 17.

실시 예는 BLDC 모터 인버터부의 전원 라인과 신호 라인이 교차하지 않도록 소자가 배치된 인버터 보드를 제공한다. The embodiment provides an inverter board in which elements are disposed such that a power line and a signal line of the BLDC motor inverter unit do not cross each other.

실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the examples is not limited thereto, and the object or effect that can be grasped from the solution means and the embodiment described below will also be included.

본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드는 직류 전압을 공급받는 전원 공급 유닛, 복수의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 통해 상기 직류 전압을 3상의 교류 전압으로 변환하는 스위칭 유닛, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 신호를 생성하는 게이트 드라이버 유닛, 상기 직류 전압을 상기 전원 공급 유닛으로부터 상기 스위칭 유닛으로 전송하는 전원 라인, 그리고 상기 스위칭 신호를 전송하는 신호 라인을 포함하며, 상기 전원 라인은 제1단이 상기 전원 공급 유닛과 연결되고, 제2단이 상기 스위칭 유닛과 연결되되, 상기 신호 라인과 중첩되지 않는다. Inverter board according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit receives a DC voltage, a plurality of switching elements, the switching unit for converting the DC voltage into a three-phase AC voltage through the switching operation of the plurality of switching elements A gate driver unit for generating a switching signal for controlling a switching operation of the switching element, a power line for transmitting the DC voltage from the power supply unit to the switching unit, and a signal line for transmitting the switching signal, The power line has a first end connected with the power supply unit and a second end connected with the switching unit, but do not overlap the signal line.

상기 전원 라인은, 인버터 보드의 가장자리를 둘러 배치될 수 있다. The power line may be disposed around an edge of the inverter board.

상기 전원 공급 유닛은, 상기 스위칭 유닛으로부터 상기 전원 라인을 통해 인가되는 역전압을 차단하는 역전압 방지 소자를 포함할 수 있다. The power supply unit may include a reverse voltage prevention device that blocks a reverse voltage applied from the switching unit through the power line.

상기 역전압 방지 소자는, 인버터 보드의 가장자리에 배치될 수 있다. The reverse voltage preventing element may be disposed at an edge of the inverter board.

상기 복수의 스위칭 소자는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT), 실리콘 제어 정류 소자(silicon controlled rectifier, SCR), 산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor, MOSFET) 및 게이트 턴 오프 사이리스터(Gate Turn-Off thyristor, GTO) 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The plurality of switching elements may include an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a silicon controlled rectifier (SCR), a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), and a gate turn off. It may include at least one of a thyristor (Gate Turn-Off thyristor, GTO) device.

상기 스위칭 유닛은, 인버터 보드의 가장자리에 배치될 수 있다. The switching unit may be disposed at an edge of the inverter board.

상기 스위칭 유닛에 인가된 직류 전압의 크기 또는 상기 스위칭 유닛의 온도 중 적어도 하나를 계측하는 센서 유닛, 그리고, 상기 3상의 교류 전압의 크기 및 주파수를 제어하는 제어신호를 생성하는 마이크로 컨트롤러 유닛을 더 포함할 수 있다. A sensor unit for measuring at least one of the magnitude of the DC voltage applied to the switching unit or the temperature of the switching unit, and a microcontroller unit for generating a control signal for controlling the magnitude and frequency of the three-phase AC voltage can do.

상기 센서 유닛, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛 및 상기 게이트 드라이버 유닛은, 상기 전원 공급 유닛, 상기 스위칭 유닛 및 상기 전원 라인 사이에 배치될 수 있다. The sensor unit, the microcontroller unit, and the gate driver unit may be disposed between the power supply unit, the switching unit, and the power line.

상기 센서 유닛은, 상기 전원 라인과 상기 마이크로 컨트롤러 유닛 사이에 배치될 수 있다. The sensor unit may be disposed between the power line and the microcontroller unit.

상기 게이트 드라이버 유닛은, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 상기 전원 공급 유닛 사이에 배치될 수 있다. The gate driver unit may be disposed between the microcontroller unit and the power supply unit.

실시 예에 따르면, 신호 라인과 전원 라인이 교차하지 않도록 분리 배치함으로써 노이즈에 의한 신호 간섭을 최소화 할 수 있다. According to an exemplary embodiment, signal interference due to noise may be minimized by separating and disposing the signal line and the power line so as not to intersect.

또한, 고전압으로 인해 발열이 큰 전원 공급 유닛, 전원 라인 및 스위칭 유닛을 기판의 외곽에 배치함으로써 방열 효과를 높일 수 있다. In addition, the heat dissipation effect may be enhanced by arranging a power supply unit, a power line, and a switching unit, which generate a large amount of heat due to the high voltage, on the outer side of the substrate.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more readily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 종래 인버터부 보드 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드의 구조에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view showing a conventional inverter unit board structure.
2 is a view showing the structure of an inverter board according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the effect of the structure of the inverter board according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers, such as second and first, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may be present in the middle. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

그러면, 도 2를 통해 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드의 구조에 대해 살펴보도록 한다. Then, look at the structure of the inverter board according to an embodiment of the present invention through FIG.

도 2 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드의 구조를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing the structure of an inverter board according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드(100)는 기판에 실장되는 전원 공급 유닛(110), 스위칭 유닛(120), 게이트 드라이버 유닛(130), 마이크로 컨트롤러 유닛(140), 센서 유닛(150), 전원 라인(160) 및 신호 라인(170)을 포함한다. As shown in FIG. 2, the inverter board 100 according to the embodiment of the present invention includes a power supply unit 110, a switching unit 120, a gate driver unit 130, and a microcontroller unit 140 mounted on a substrate. ), A sensor unit 150, a power line 160, and a signal line 170.

여기서, 기판은 인버터부의 기능을 구현하기 위한 소자들을 실장하는 구조물로, 일 예로 인쇄 회로 기판이 될 수 있다. 인쇄 회로 기판은 기판 상에 회로패턴이 형성된 기판, 즉 PCB(Printed Circuit Board)를 의미한다. 또한, 기판은 연성 인쇄 회로 기판 (FPCB) 및 수지 계열의 인쇄 회로 기판, 메탈 코아(MetalCore) 인쇄 회로 기판, 세라믹 인쇄 회로 기판, FR-4 기판 중 어느 하나로 구현될 수도 있다. 기판의 모서리 부분에는 하우징(1)과 나사 결합을 하기 위한 홀이 형성될 수 있으며, EMC 필터(2)와 결합될 수 있다. Here, the substrate is a structure for mounting elements for implementing the function of the inverter unit, for example, may be a printed circuit board. A printed circuit board means a substrate on which a circuit pattern is formed, that is, a printed circuit board (PCB). In addition, the substrate may be implemented as any one of a flexible printed circuit board (FPCB) and a resin-based printed circuit board, a metal core (MetalCore) printed circuit board, a ceramic printed circuit board, and an FR-4 substrate. The edge portion of the substrate may be formed with a hole for screwing the housing 1, it may be combined with the EMC filter (2).

다음으로, 전원 공급 유닛(110)은 직류 전압을 공급받은 후 공급받은 직류 전압을 통해 인버터 보드(100)의 구동에 필요한 전력을 공급한다. 구체적으로, 전원 공급 유닛(110)은 게이트 드라이버 유닛(130), 마이크로 컨트롤러 유닛(140) 및 센서 유닛(150)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 뿐만 아니라, 전원 공급 유닛(110)은 전원 라인(160)을 통해 스위칭 유닛(120)에 모터 구동에 필요한 전력을 공급할 수 있다. Next, the power supply unit 110 supplies power required for driving the inverter board 100 through the supplied DC voltage after receiving the DC voltage. In detail, the power supply unit 110 may supply power required for the operation of the gate driver unit 130, the microcontroller unit 140, and the sensor unit 150. In addition, the power supply unit 110 may supply power for driving the motor to the switching unit 120 through the power line 160.

전원 공급 유닛(110)은 스위칭 유닛(120)으로부터 전원 라인(160)을 통해 인가되는 역전압을 차단하기 위하여 역전압 방지 소자를 포함할 수 있다. 역전압 방지 소자는 다이오드(diode)나 전기장 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor, MOSFET)를 통해 구현될 수 있다.  The power supply unit 110 may include a reverse voltage protection device to block a reverse voltage applied from the switching unit 120 through the power line 160. The reverse voltage protection device may be implemented through a diode or a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).

전원 공급 유닛(110)은 기판 상부면의 가장자리에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 유닛(110)은 기판의 우측 하단부, 즉 우측 하단의 모서리 부분에 배치될 수 있다. The power supply unit 110 may be disposed at an edge of the upper surface of the substrate. For example, the power supply unit 110 may be disposed at a lower right portion of the substrate, that is, at an edge portion of the lower right side.

다음으로, 스위칭 유닛(120)은 복수의 스위칭 소자를 포함하며, 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 통해 직류 전압을 3상의 교류 전압으로 변환한다. 구체적으로, 스위칭 유닛(120)은 게이트 드라이버 유닛(130)으로부터 수신한 스위칭 신호를 복수의 스위칭 소자에 인가함으로써 스위칭 동작을 수행한다. 이때, 3 상의 교류 전압은 모터에 인가되며, 모터는 브러시리스 모터(Brushless DC electric motor)일 수 있다. Next, the switching unit 120 includes a plurality of switching elements, and converts the DC voltage into three-phase AC voltage through the switching operation of the plurality of switching elements. In detail, the switching unit 120 performs the switching operation by applying the switching signals received from the gate driver unit 130 to the plurality of switching elements. At this time, the three-phase AC voltage is applied to the motor, the motor may be a brushless DC electric motor.

복수의 스위칭 소자는 6개로 구현될 수 있다. 6개의 스위칭 소자는 1쌍씩 그룹핑될 수 있으며, 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자는 3상 중 1상을, 제3 스위칭 소자와 제4 스위칭 소자는 3상 중 2상을, 제5 스위칭 소자와 제6 스위칭 소자는 3상 중 3상을 구현할 수 있다. 복수의 스위칭 소자는 기판에 인쇄된 회로 라인을 통해 서로 연결될 수 있으며, 전원 라인(160)을 통해 전원 공급 유닛(110)으로부터 직류 전압을 입력받을 수 있다. The plurality of switching elements may be implemented in six. The six switching elements may be grouped in pairs, the first switching element and the second switching element being one of three phases, the third switching element and the fourth switching element being two phases of the three phases, and the fifth switching element. The sixth switching device may implement three of three phases. The plurality of switching elements may be connected to each other through a circuit line printed on the substrate, and may receive a DC voltage from the power supply unit 110 through the power line 160.

복수의 스위칭 소자는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT), 실리콘 제어 정류 소자(silicon controlled rectifier, SCR), 산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor, MOSFET) 및 게이트 턴 오프 사이리스터(Gate Turn-Off thyristor, GTO) 소자 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. The plurality of switching elements include an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), a Silicon Controlled Rectifier (SCR), an Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET), and a Gate Turn-Off Thyristor. One or more gate turn-off thyristor (GTO) devices may be implemented.

스위칭 유닛(120)은 기판 상부면의 가장자리에 배치될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 유닛(120)은 기판의 중심을 지나는 가로 기준선을 기준으로 상단부에 배치될 수 있다. The switching unit 120 may be disposed at an edge of the upper surface of the substrate. For example, the switching unit 120 may be disposed at an upper end based on a horizontal reference line passing through the center of the substrate.

다음으로, 게이트 드라이버 유닛(130)은 제어신호에 따라 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 신호를 생성한다. Next, the gate driver unit 130 generates a switching signal for controlling the switching operation of the switching element according to the control signal.

게이트 드라이버 유닛(130)은 기판 상부면에 배치될 수 있다. 게이트 드라이버 유닛(130)은 마이크로 컨트롤러 유닛(140)과 전원 공급 유닛(110) 사이, 그리고 기판의 중심과 전원 라인(160) 사이에 배치될 수 있다. The gate driver unit 130 may be disposed on the upper surface of the substrate. The gate driver unit 130 may be disposed between the microcontroller unit 140 and the power supply unit 110, and between the center of the substrate and the power line 160.

다음으로, 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit, MCU, 140)은 3상의 교류 전압의 크기 및 주파수를 제어하는 제어신호를 생성한다. 마이크로 컨트롤러 유닛(140)은 센서 유닛(150)으로부터 수신한 직류 전압의 크기 정보 및 온도 정보를 이용하여 제어신호를 생성할 수 있다. Next, the micro controller unit (Micro Controller Unit, MCU, 140) generates a control signal for controlling the magnitude and frequency of the three-phase AC voltage. The microcontroller unit 140 may generate a control signal using the magnitude information and the temperature information of the DC voltage received from the sensor unit 150.

한편, 마이크로 컨트롤러 유닛(140)은 기판 상부면에 배치될 수 있다. 마이크로 컨트롤러 유닛(140)은 센서 유닛(150)과 게이트 드라이버 유닛(130) 사이, 그리고 기판의 중심과 전원 라인(160) 사이에 배치될 수 있다. The microcontroller unit 140 may be disposed on the upper surface of the substrate. The microcontroller unit 140 may be disposed between the sensor unit 150 and the gate driver unit 130, and between the center of the substrate and the power line 160.

다음으로 센서 유닛(150)은 스위칭 유닛(120)에 인가된 직류 전압의 크기 또는 스위칭 유닛(120)의 온도 중 적어도 하나를 계측한다. 센서 유닛(150)은 계측된 직류 전압의 크기 정보 및 온도 정보를 마이크로 컨트롤러 유닛(140)에 전송할 수 있다. Next, the sensor unit 150 measures at least one of the magnitude of the DC voltage applied to the switching unit 120 or the temperature of the switching unit 120. The sensor unit 150 may transmit the magnitude information and the temperature information of the measured DC voltage to the microcontroller unit 140.

센서 유닛(150)은 기판 상부면에 배치될 수 있다. 센서 유닛(150)은 전원 라인(160)과 마이크로 컨트롤러 유닛(140) 사이, 그리고 기판의 중심과 전원 라인(160) 사이에 배치될 수 있다. The sensor unit 150 may be disposed on the upper surface of the substrate. The sensor unit 150 may be disposed between the power line 160 and the microcontroller unit 140, and between the center of the substrate and the power line 160.

다음으로, 전원 라인(160)은 직류 전압을 전원 공급 유닛(110)으로부터 스위칭 유닛(120)으로 전송한다. 전원 라인(160)은 기판에 인쇄된 배선을 통해 구현되거나 별도의 배선을 통해 구현될 수 있다. Next, the power line 160 transmits the DC voltage from the power supply unit 110 to the switching unit 120. The power line 160 may be implemented through wiring printed on the substrate or through a separate wiring.

전원 라인(160)은 기판 상부면에 배치될 수 있다. 전원 라인(160)은 제1단이 전원 공급 유닛(110)과 연결되고, 제2단에 스위칭 유닛(120)과 연결되되, 기판의 가장자리를 둘러 배치될 수 있다. The power line 160 may be disposed on the upper surface of the substrate. The power line 160 may have a first end connected to the power supply unit 110 and a second end connected to the switching unit 120, and may be disposed around an edge of the substrate.

다음으로, 신호 라인(170)은 게이트 드라이버 유닛(130)이 생성한 스위칭 신호를 스위칭 유닛(120)으로 전송한다. 예를 들어, 스위칭 유닛(120)에 포함된 6개의 스위칭 소자 각각에 스위칭 신호를 전송할 수 있다. 신호 라인(170)은 기판에 인쇄된 배선을 통해 구현되거나 별도의 배선을 통해 구현될 수 있다.Next, the signal line 170 transmits the switching signal generated by the gate driver unit 130 to the switching unit 120. For example, a switching signal may be transmitted to each of six switching elements included in the switching unit 120. The signal line 170 may be implemented through wiring printed on the substrate or through a separate wiring.

신호 라인(170)은 전원 라인(160)과 중첩되지 않도록 배치된다. 즉, 신호 라인(170)과 전원 라인(160)은 서로 겹치지 않도록 배치된다. The signal line 170 is disposed not to overlap the power line 160. That is, the signal line 170 and the power line 160 are disposed not to overlap each other.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드의 구조에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the effect of the structure of the inverter board according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드(100)는 전원 공급 유닛(110), 스위칭 유닛(120), 게이트 드라이버 유닛(130), 마이크로 컨트롤러 유닛(140), 센서 유닛(150), 전원 라인(160) 및 신호 라인(170)을 포함한다. 이때, 각 유닛을 기능별로 분류하면, 전원 공급을 수행하는 전원 공급단(101), 인버터의 전반 제어를 담당하는 제어단(102) 및 스위칭을 수행하는 스위칭단(103)으로 분류될 수 있다. As shown in FIG. 3, the inverter board 100 according to the embodiment of the present invention may include a power supply unit 110, a switching unit 120, a gate driver unit 130, a microcontroller unit 140, and a sensor unit. 150, a power supply line 160, and a signal line 170. At this time, if each unit is classified by function, it may be classified into a power supply stage 101 which performs power supply, a control stage 102 in charge of overall control of the inverter, and a switching stage 103 which performs switching.

전원 공급단(101)은 전원 공급 유닛(110)을 포함하고, 제어단(102)은 센서 유닛(150), 마이크로 컨트롤러 유닛(140), 게이트 드라이버 유닛(130)을 포함하고, 스위칭단(103)은 스위칭 유닛(120)을 포함한다. The power supply stage 101 includes a power supply unit 110, the control stage 102 includes a sensor unit 150, a microcontroller unit 140, a gate driver unit 130, and a switching stage 103. Includes the switching unit 120.

이때, 전원 공급 유닛(110)으로부터 각 소자에 전력을 공급하는 전원 라인(160)은 인버터 보드(100)의 가장자리를 둘러 배치된다. 즉, 센서 유닛(150), 마이크로 컨트롤러 유닛(140) 및 게이트 드라이버 유닛(130)을 포함하는 제어단(102)은 전원 공급 유닛(110), 스위칭 유닛(120) 및 전원 라인(160) 사이에 배치된다. At this time, the power line 160 for supplying power to each element from the power supply unit 110 is disposed around the edge of the inverter board (100). That is, the control stage 102 including the sensor unit 150, the microcontroller unit 140, and the gate driver unit 130 may be disposed between the power supply unit 110, the switching unit 120, and the power line 160. Is placed.

이와 같은 소자의 배치를 통해 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드(100)는 여러가지 장점을 가질 수 있다. Through the arrangement of the device as described above, the inverter board 100 according to the embodiment of the present invention may have various advantages.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드(100)는 높은 방열 성능을 가질 수 있다. 제어단(102)에 비해 전원 공급단(101)과 스위칭단(103), 전원 라인(160)은 고전류가 흐르므로, 자체 기생 저항 등에 의해 많은 열이 발생하게 된다. 이렇게 발생한 열을 빠르게 외부로 방출하지 못하면, 기판과 소자를 고정시키는 솔더링(soldering)이 녹아 기판과 소자 사이의 접촉 불량이 발생하거나 기판에 실장된 소자에 고장이 발생할 수 있다. First, the inverter board 100 according to the embodiment of the present invention may have a high heat dissipation performance. Compared to the control stage 102, since the high current flows in the power supply stage 101, the switching stage 103, and the power supply line 160, a lot of heat is generated by the self parasitic resistance. If the heat generated in this way cannot be quickly released to the outside, soldering to fix the substrate and the device may melt, resulting in poor contact between the substrate and the device, or failure of the device mounted on the substrate.

이에 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드(100)는 고열이 발생하는 전원 공급단(101), 스위칭단(103) 및 전원 라인(160)을 기판의 외곽, 즉 가장자리로 배치함으로써 방열 효율을 높인다. Accordingly, the inverter board 100 according to the embodiment of the present invention increases the heat dissipation efficiency by arranging the power supply terminal 101, the switching terminal 103, and the power line 160, which generate high heat, on the outer side, that is, the edge of the substrate. .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드(100)는 전원 라인(160)의 고전류에 의해 발생하는 노이즈의 영향을 크게 줄일 수 있다. 전원 라인(160)에는 고전류가 흐르므로 이에 따라 강한 전자파가 발생하게 된다. 이러한 전자파는 제어단(102)이 스위칭단(103)에 전달하는 스위칭 신호에 간섭을 일으켜 정밀한 스위칭 제어를 방해한다. 특히, 종래 인버터 보드의 경우 제어단(102)과 스위칭단(103)을 잇는 신호 라인(170)이 전원 라인(160)과 교차 배치됨으로써 전자파 간섭에 크게 취약하다. In addition, the inverter board 100 according to the embodiment of the present invention can greatly reduce the influence of noise generated by the high current of the power line 160. Since high current flows through the power supply line 160, strong electromagnetic waves are generated accordingly. Such electromagnetic waves interfere with the switching signal transmitted from the control stage 102 to the switching stage 103, thereby preventing precise switching control. Particularly, in the case of the conventional inverter board, since the signal line 170 connecting the control terminal 102 and the switching terminal 103 is intersected with the power supply line 160, it is greatly vulnerable to electromagnetic interference.

이에 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드(100)는 전원 라인(160)을 기판의 가장자리로 배치함으로써 제어단(102)과 스위칭단(103)을 잇는 신호 라인(170)이 전원 라인(160)과 교차, 즉 중첩되지 않도록 하여 노이즈의 영향을 크게 줄인다. In the inverter board 100 according to the embodiment of the present invention, the power line 160 is disposed at the edge of the substrate so that the signal line 170 connecting the control terminal 102 and the switching terminal 103 is the power line 160. Intersect with, ie, not overlap, greatly reduces the effect of noise.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따른 인버터 보드(100)의 구조를 통해 방열 및 노이즈 영향 문제를 해결함에, 종래 전원 라인(160)을 기판의 바닥면에 형성하던 구조와 달리, 기판의 상부면에 전원 라인(160) 형성이 가능하므로 인버터 보드(100)의 제조 효율성을 높일 수 있다. In addition, in solving the heat radiation and noise influence problem through the structure of the inverter board 100 according to an embodiment of the present invention, unlike the structure in which the power line 160 is formed on the bottom surface of the substrate, the upper surface of the substrate Since the power line 160 can be formed in the inverter board 100, the manufacturing efficiency of the inverter board 100 can be increased.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although described above with reference to the embodiment is only an example and is not intended to limit the invention, those of ordinary skill in the art to which the present invention does not exemplify the above within the scope not departing from the essential characteristics of this embodiment It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to these modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

100 : 인버터 보드
110 : 전원 공급 유닛
120 : 스위칭 유닛
130 : 게이트 드라이버 유닛
140 : 마이크로 컨트롤러 유닛
150 : 센서 유닛
160 : 전원 라인
170 : 신호 라인100: inverter board
110: power supply unit
120: switching unit
130: gate driver unit
140: microcontroller unit
150 sensor unit
160: power line
170: signal line

Claims (10)

직류 전압을 공급받는 전원 공급 유닛,
복수의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 통해 상기 직류 전압을 3상의 교류 전압으로 변환하는 스위칭 유닛,
상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 신호를 생성하는 게이트 드라이버 유닛,
상기 직류 전압을 상기 전원 공급 유닛으로부터 상기 스위칭 유닛으로 전송하는 전원 라인, 그리고
상기 스위칭 신호를 전송하는 신호 라인을 포함하며,
상기 전원 라인은 제1단이 상기 전원 공급 유닛과 연결되고, 제2단이 상기 스위칭 유닛과 연결되되, 상기 신호 라인과 중첩되지 않는 인버터 보드. A power supply unit receiving a direct current voltage,
A switching unit including a plurality of switching elements, and converting the DC voltage into three-phase AC voltages through a switching operation of the plurality of switching elements;
A gate driver unit generating a switching signal for controlling a switching operation of the switching element;
A power line for transmitting said DC voltage from said power supply unit to said switching unit, and
A signal line for transmitting the switching signal,
The power supply line has a first end is connected to the power supply unit, the second end is connected to the switching unit, the inverter board does not overlap the signal line. 제1항에 있어서,
상기 전원 라인은, 인버터 보드의 가장자리를 둘러 배치되는 인버터 보드. The method of claim 1,
The power supply line is arranged around the edge of the inverter board. 제1항에 있어서,
상기 전원 공급 유닛은,
상기 스위칭 유닛으로부터 상기 전원 라인을 통해 인가되는 역전압을 차단하는 역전압 방지 소자를 포함하는 인버터 보드. The method of claim 1,
The power supply unit,
And a reverse voltage preventing element for blocking a reverse voltage applied from the switching unit through the power line. 제3항에 있어서,
상기 역전압 방지 소자는,
인버터 보드의 가장자리에 배치되는 인버터 보드. The method of claim 3,
The reverse voltage prevention device,
Inverter board placed on the edge of the inverter board. 제1항에 있어서,
상기 복수의 스위칭 소자는
절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT), 실리콘 제어 정류 소자(silicon controlled rectifier, SCR), 산화막 반도체 전기장 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor, MOSFET) 및 게이트 턴 오프 사이리스터(Gate Turn-Off thyristor, GTO) 소자 중 적어도 하나를 포함하는 인버터 보드. The method of claim 1,
The plurality of switching elements
Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), Silicon Controlled Rectifier (SCR), Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOST) and Gate Turn-Off Thyristor an inverter board comprising at least one of a thyristor (GTO) element. 제1항에 있어서,
상기 스위칭 유닛은,
인버터 보드의 가장자리에 배치되는 인버터 보드. The method of claim 1,
The switching unit,
Inverter board placed on the edge of the inverter board. 제1항에 있어서,
상기 스위칭 유닛에 인가된 직류 전압의 크기 또는 상기 스위칭 유닛의 온도 중 적어도 하나를 계측하는 센서 유닛, 그리고,
상기 3상의 교류 전압의 크기 및 주파수를 제어하는 제어신호를 생성하는 마이크로 컨트롤러 유닛을 더 포함하는 인버터 보드.The method of claim 1,
A sensor unit measuring at least one of a magnitude of a DC voltage applied to the switching unit or a temperature of the switching unit,
And a microcontroller unit for generating a control signal for controlling the magnitude and frequency of the three-phase AC voltage. 제7항에 있어서,
상기 센서 유닛, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛 및 상기 게이트 드라이버 유닛은,
상기 전원 공급 유닛, 상기 스위칭 유닛 및 상기 전원 라인 사이에 배치되는 인버터 보드. The method of claim 7, wherein
The sensor unit, the microcontroller unit and the gate driver unit,
An inverter board disposed between the power supply unit, the switching unit, and the power line. 제7항에 있어서,
상기 센서 유닛은,
상기 전원 라인과 상기 마이크로 컨트롤러 유닛 사이에 배치되는 인버터 보드. The method of claim 7, wherein
The sensor unit,
An inverter board disposed between the power line and the microcontroller unit. 제7항에 있어서,
상기 게이트 드라이버 유닛은,
상기 마이크로 컨트롤러 유닛과 상기 전원 공급 유닛 사이에 배치되는 인버터 보드. The method of claim 7, wherein
The gate driver unit,
An inverter board disposed between the microcontroller unit and the power supply unit.
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