KR20200032333A - 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 실시예는 컨버터에 관한 것이다. 일 측면에 따른 컨버터는, 내부공간이 형성되는 하우징; 상기 내부공간에 배치되는 전자부품; 및 상기 하우징의 외면에 배치되며, 내부에 냉매가 유동하는 냉매관을 포함하며, 상기 냉매관은 단일 라인으로 형성되며, 상기 냉매관은 상기 하우징의 하면 및 측면에 형성될 수 있다.

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.

컨버터는 하우징에 의해 외형이 형성되고, 상기 하우징의 내부에는 구동을 위한 다수의 전자부품이 배치될 수 있다. 상기 전자부품에는 구동에 의해 열이 발생된다. 하우징 내 발생된 열은 부품들의 전기적, 물리적 동작을 저해시키고, 일정 이상의 온도는 부품의 파손을 야기시키므로, 컨버터의 방열 구조는 제품 제작 시 필수적으로 고려되어야 할 요소이다.

본 발명은 소형화가 가능하고, 방열 효율이 우수한 컨버터를 제공하는 것에 있다.

본 실시예에 따른 컨버터는 내부공간이 형성되는 하우징; 상기 내부공간에 배치되는 전자부품; 및 상기 하우징의 외면에 배치되며, 내부에 냉매가 유동하는 냉매관을 포함하며, 상기 냉매관은 단일 라인으로 형성되며, 상기 냉매관은 상기 하우징의 하면 및 측면에 형성될 수 있다.

본 실시예를 통해, 보다 넓은 영역에서 냉매관에 의한 방열구조를 형성하므로, 방열 효율이 향상되는 장점이 있다.

특히, 하우징 내 배치되는 전자부품 중 일부는 측면 플레이트의 내면에 배치하여 하우징 내 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있고, 결과적으로 컨버터를 소형화할 수 있는 장점이 있다.

나아가, 측면 플레이트의 내면에 배치되는 전자부품의 경우 마주하게 배치되는 냉매관에 의해 방열을 수행할 수 있어, 내부공간이 과열되는 것을 조기에 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하우징의 사시도.
도 3은 도 2의 하우징을 다른 각도에서 도시한 사시도.

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 이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하우징의 사시도 이며, 도 3은 도 2의 하우징을 다른 각도에서 도시한 사시도 이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컨버터(100)는, 하우징(10)에 의해 외형이 형성될 수 있다. 상기 하우징(10)의 내부에는 다수의 전자부품을 수용하기 위한 내부공간(19)이 형성될 수 있다.

상기 하우징(10)에는 커버(미도시)가 결합될 수 있다. 상기 커버는 상기 하우징(10)의 내부 공간을 외부 영역으로부터 차폐하도록 상기 하우징(10)의 상면에 결합될 수 있다. 즉, 상기 커버가 배치되는 면을 상기 하우징(10)의 상면으로 정의할 수 있다. 따라서, 상기 커버가 상기 하우징(10)으로부터 분리 시, 상기 전자부품(20)이 배치된 상기 내부공간(19)은 상방으로 노출될 수 있다.

상기 커버와 상기 하우징(10)은 나사를 통해 나사 결합될 수 있다. 상기 하우징(10)의 가장자리에는 나사가 끼워지는 나사홀이 구비된 결합부(18)가 배치될 수 있다. 상기 커버에서 상기 결합부(18)와 상, 하 방향으로 마주하는 영역에도 나사홀이 구비될 수 있다. 따라서, 상기 나사가 홀들에 결합되어, 상기 커버와 상기 하우징(10)이 결합될 수 있다.

상기 하우징(10)은 상기 컨버터(100)의 하면을 형성하는 베이스(11)와, 상기 베이스(11)의 가장자리 영역으로부터 상방으로 돌출되어 상기 컨버터(100)의 측면을 형성하는 측면 플레이트(13)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 내부공간(19)은 상기 측면 플레이트(13)에 의해 외부 영역과 구획될 수 있다.

상기 하우징(10)에는 하나 이상의 커넥터 또는 외부단자가 결합될 수 있다. 커넥터 또는 외부단자는 상기 컨버터(100)와 외부 구성을 전기적으로 연결시키기 위한 것으로서, 상기 하우징(10)의 외면에는 상기 커넥터 또는 외부단자가 끼워지도록 단자홀(17a)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 단자홀(17a)에는 별도의 연결단자(17)가 배치되어, 상기 연결단자에 커넥터 또는 외부단자가 물리적으로 결합될 수 있다. 따라서, 상기 연결단자(17)를 통해 외부단자가 상기 하우징(10) 내 전자부품들과 결합되어, 전기적이 연결이 이루어질 수 있다.

상기 내부공간(19)에는 상기 컨버터(100)의 구동을 위한 하나 이상의 전자부품(20, 22)이 배치될 수 있다. 상기 전자부품의 예로, 하나 이상의 소자가 실장되는 인쇄회로기판(미도시), 전압 조절을 위한 변압기, 인덕턴스를 얻기 위한 인덕터가 포함될 수 있다. 상술한 전자부품(20, 22)의 구성들은 예시적인 것이며, 본 발명에 따른 전자부품(20, 22)은 상기 컨버터(100)의 내부에 배치되어 동작되는 일체의 구성을 포함한다. 상기 인쇄회로기판은, 상기 내부공간(19)의 바닥면에 배치되는 하나 이상의 결합부와 나사 결합되어, 상기 내부공간(19) 내에 고정될 수 있다. 또한, 상기 내부공간(19)의 바닥면에는 상방으로 돌출되어 상기 변압기 또는 상기 인덕터가 상면에 놓이는 안착부(71)가 구비될 수 있다.

상기 전자부품(20, 22)들 중 일부는 상기 내부공간(19)의 바닥면 상에 배치될 수 있다. 상기 전자부품(20, 22)들 중 나머지 일부는 상기 내부공간(19)의 측면에 배치될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다. 상기 전자부품(20, 22)들은 구동에 따라 열이 발생되고, 발생된 열은 후술할 냉매관(30)을 유동하는 냉매와 열교환될 수 있다.

상기 컨버터(100)는 냉매가 유동하는 냉매관(30)을 포함할 수 있다. 상기 냉매관(30)은 상기 하우징(10)의 외면 상에 배치될 수 있다. 상기 하우징(10)의 외면에는 타 영역보다 함몰 형성되어, 상기 냉매관(30)의 일부를 수용하기 위한 수용홈(16)이 형성될 수 있다. 상기 수용홈(16)은 상기 냉매관(30)이 결합되는 상기 하우징(10)의 외면에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 수용홈(16)에 의해, 상기 냉매관(30)은 타 영역보다 상기 내부공간(19)에 가깝게 위치할 수 있다.

상기 냉매관(30)과 상기 하우징(10)은 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 냉매관(30)과 상기 하우징(10)은 한몸으로 형성될 수 있다. 상기 냉매관(30)와 상기 하우징(10)은 다이 캐스팅(die casting) 방식에 의해 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 냉매관(30)과 상기 하우징(10)은 중력 주조에 의해 형성될 수 있다. 냉매관(30)은 하우징(10)의 하면 및 측면을 감싸도록 배치될 수 있다. 냉매관(30)은 하우징(10)의 하면 및 측면에 형성될 수 있다.

상기 냉매관(30)의 내부에는 냉매가 유동하는 냉매유로가 형성될 수 있다. 상기 냉매유로는, 상기 냉매관(30)의 일단을 형성하는 냉매 유입부(34)로부터, 상기 냉매관(30)의 타단을 형성하는 냉매 배출부(35)까지 연장될 수 있다. 즉, 상기 냉매관(30)은 상기 냉매 유입부(34)로부터 상기 냉매 배출부(35)까지 단일의 파이프(pipe) 형상을 가질 수 있다.

따라서, 상기 냉매 유입부(34)로 유입된 냉매는 상기 냉매관(30)을 유동하여 상기 냉매 배출부(35)로 배출됨으로써, 상기 내부공간(19) 내 배치되는 전자부품(20, 22)들과 열교환될 수 있다. 이로 인해, 컨버터(100) 내 방열이 이루어질 수 있다.

상기 냉매관(30)은, 상기 하우징(10)의 하면에 결합되는 하면부(31, 33)와, 상기 하우징(10)의 측면에 결합되는 측면부(32)를 포함할 수 있다. 상기 하면부(31, 32)는 상기 베이스(11)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 측면부(32)는 상기 측면 플레이트(13)의 외면에 배치될 수 있다.

상기 냉매관(30)은 단일 라인의 관으로 형성되므로, 상기 냉매관(30)이 상기 하우징(10)의 측면 및 하면에 결합되기 위해, 상기 냉매관(30)은 적어도 1회 이상 하우징(10)의 측면으로 절곡되는 절곡 영역을 가진다.

상세히, 상기 냉매관(30)은, 일단에 상기 냉매 유입부(34)가 배치되는 제1하면부(31)와, 상기 제1하면부(31)의 타단으로부터 상방으로 절곡되어 상기 하우징(10)의 측면에 배치되는 상기 측면부(32)와, 상기 측면부(32)의 단부로부터 절곡되어 일단에 상기 냉매 배출부(35)가 형성되는 제2하면부(33)를 포함할 수 있다.

상기 제1하면부(31)와 상기 제2하면부(33)는 상기 베이스(11)의 중심을 기준으로 대칭하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1하면부(31)와 상기 제2하면부(33)는 평행하게 배치될 수 있다. 이로 인해, 상기 하우징(10)의 보다 넓은 영역에서 방열이 균일하게 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 냉매관(30)은 복수의 절곡부를 가질 수 있다. 상기 측면부(32)는 복수의 수직부와 하나의 수평부를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1하면부(31)의 단부로부터 제1절곡부(36)를 통해 상방으로 절곡되는 제1수직부와, 상기 제1수직부의 상단으로부터 제2절곡부(37)를 통해 상기 베이스(11)에 대해 평행하게 배치되는 수평부와, 상기 수평부의 연장된 단부로부터 제3절곡부(38)를 통해 하방으로 절곡되는 제2수직부를 포함할 수 있다. 상기 제2수직부의 하단과 상기 제2하면부(33)의 단부는 제4절곡부(39)를 통해 연결될 수 있다. 이 때, 상기 제1내지 4절곡부(36, 37, 38, 39)는 외면 또는 내면이 라운드지게 형성될 수 있다. 이로 인해, 상기 냉매유로를 유동하는 냉매가 보다 빠른 유속으로 유동될 수 있고, 상기 컨버터(100)의 전체 부피가 소형화될 수 있다.

한편, 상기 내부공간(19) 내 배치되는 전자부품 중 적어도 일부의 전자부품은 상기 측면 플레이트(13)의 내면에 일면이 결합될 수 있다. 상세히, 본 발명에 따른 전자부품(20, 22)은, 상기 내부공간(19)의 바닥면, 즉 상기 베이스(11)의 상면에 배치되는 제1전자부품(20)과, 상기 내부공간(19)의 측면, 즉 상기 측면 플레이트(13)의 내면에 배치되는 제2전자부품(22)을 포함할 수 있다.

상기 제2전자부품(22)은 외면이 상기 측면 플레이트(13)의 내면에 접촉될 수 있다. 이와 달리, 상기 제2전자부품(22)은 상기 측면 플레이트(13)의 내면으로부터 소정거리 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제2전자부품(22)은 하측에 배치되는 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있다. 이 경우, 상기 제2전자부품(22)의 하면은 상기 인쇄회로기판의 상면에 결합되고, 상기 제2전자부품(22)의 측면은 상기 측면 플레이트(13)의 내면에 마주하게 배치될 수 있다.

상기 측면 플레이트(13)를 기준으로, 상기 제2전자부품(22)은 상기 측면부(32)와 상호 마주하게 배치될 수 있다. 상기 제2전자부품(22)은 상기 측면부(32)와 수평 방향으로 오버랩(overlab)되게 배치될 수 있다.

상기와 같은 구성에 따르면, 보다 넓은 영역에서 냉매관에 의한 방열구조를 형성하므로, 방열 효율이 향상되는 장점이 있다.

특히, 하우징 내 배치되는 전자부품 중 일부는 측면 플레이트의 내면에 배치하여 하우징 내 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있고, 결과적으로 컨버터를 소형화할 수 있는 장점이 있다.

나아가, 측면 플레이트의 내면에 배치되는 전자부품의 경우 마주하게 배치되는 냉매관에 의해 방열을 수행할 수 있어, 내부공간이 과열되는 것을 조기에 방지할 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 (10)

1. 내부공간이 형성되는 하우징;
   상기 내부공간에 배치되는 전자부품; 및
   상기 하우징의 외면에 배치되며, 내부에 냉매가 유동하는 냉매관을 포함하며,
   상기 냉매관은 단일 라인으로 형성되며,
   상기 냉매관은 상기 하우징의 하면 및 측면에 형성되는 컨버터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉매관은,
   상기 하우징의 하면에 배치되며, 일단에 냉매가 유입되는 냉매 유입부가 배치되는 제1하면부;
   상기 제1하면부의 타단으로부터 연장되어, 상기 하우징의 측면에 배치되는 측면부; 및
   상기 측면부의 단부로부터 연장되어, 일단에 냉매가 배출되는 냉매 배출부가 배치되는 제2하면부를 포함하는 컨버터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1하면부와 상기 제2하면부는 상기 하우징의 중심을 기준으로 대칭하게 배치되는 컨버터.
4. 제2항에 잇어서,
   상기 제1하면부와 상기 제2하면부는 평행하게 배치되는 컨버터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 냉매관은 적어도 1회 이상 상기 하우징의 측면으로 절곡되는 절곡부를 포함하는 컨버터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 절곡부의 내면 또는 외면은 라운드지게 형성되는 컨버터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은, 하면을 형성하는 베이스와, 측면을 형성하는 측면 플레이트를 포함하고,
   상기 전자부품은,
   상기 베이스의 상면에 배치되는 제1전자부품과, 상기 측면 플레이트의 내면에 배치되는 제2전자부품을 포함하는 컨버터.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2전자부품은 상기 냉매관의 적어도 일부 영역과 수평 방향으로 오버랩(overlab)되게 배치되는 컨버터.
9. 제1항에 있어서,
   상기 하우징의 외면 중 상기 냉매관이 배치되는 영역은, 타 영역에 비해 내측으로 함몰되는 수용홈이 형성되는 컨버터.
10. 제1항에 있어서,
    상기 냉매관과 상기 하우징은 일체로 형성되는 컨버터.

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