WO2023106864A1 - 전력변환장치 - Google Patents

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WO2023106864A1
WO2023106864A1 PCT/KR2022/019955 KR2022019955W WO2023106864A1 WO 2023106864 A1 WO2023106864 A1 WO 2023106864A1 KR 2022019955 W KR2022019955 W KR 2022019955W WO 2023106864 A1 WO2023106864 A1 WO 2023106864A1
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WO
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cable
hole
base
case
board
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/019955
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English (en)
French (fr)
Inventor
이미선
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/0247—Electrical details of casings, e.g. terminals, passages for cables or wiring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body

Definitions

  • the present invention relates to a power converter, and more particularly, to a power converter to which a molding structure is applied, a power converter case, and a power converter manufacturing method.
  • Photovoltaic power generation is widely used as an eco-friendly energy generation method to replace existing chemical power generation or nuclear power generation.
  • Solar cell modules have different maximum power points depending on the amount of sunlight and temperature.
  • Module-level power electronics MLPE can be used to perform maximum power point tracking (MPPT) control on a module basis to operate the solar cell at its maximum power point.
  • MPPT maximum power point tracking
  • the MLPE includes many power conversion devices to follow the maximum power point, a lot of heat may be generated in the process of converting power. Since the temperature rise due to heat affects power conversion, a structure capable of effective heat dissipation is required.
  • a technical problem to be solved by the present invention is to provide a power converter to which a molding structure is applied, a power converter case, and a power converter manufacturing method.
  • a power converter includes a case including a base and a side plate extending in a vertical direction from the base; a substrate disposed inside the case and facing the base; and one or more first holes formed in the side plate of the case through which cables connected to the substrate pass, wherein the first holes are formed at positions corresponding to positions at which the cables are connected to the substrate.
  • the first hole may be formed at a position corresponding to a length from the base to a second surface opposite to the first surface of the substrate facing the base.
  • the inside of the case may be filled with a molding liquid and molded.
  • it may include a connector disposed on a second surface opposite to the first surface of the board facing the base to connect the cable and the board.
  • a fixing portion protrudes from a surface of the base facing the substrate in correspondence with a position of the connector, the substrate includes a second hole corresponding to the fixing portion, and the connector includes the fixing portion; The substrate and the cable may be coupled.
  • a cover facing the base and covering the case may be included.
  • a fastening part for fastening the cable to the first hole may be included.
  • the fastening part the first plate; a stepped portion protruding from one surface of the first plate; and a third hole through which the cable is located and passes through the first plate and the stepped portion, wherein the length from the center of the third hole to the outermost portion of the stepped portion is equal to the radius of the first hole.
  • the fastening part may have a corresponding length.
  • the cross-sectional shape of the stepped portion may be a ring shape in which a hole is formed, or a shape including a ring shape and a plurality of protrusions protruding from the ring shape.
  • the fastening part may include a first fastening part contacting the cable in a first direction and including a semicircular first rib in which the cable is located; and a second fastening portion including a semicircular second rib in contact with the cable in a second direction opposite to the first direction and in which the cable is positioned.
  • first rib and the second rib may form a third hole in which the cable is disposed.
  • the cable may include one or more input cables for receiving power and one or more output cables for outputting power.
  • power conversion elements for receiving and converting multi-level power may be disposed on the substrate.
  • the power converter case includes a base; Side plates extending in a vertical direction from the base; And one or more first holes formed in the side plate of the case, wherein the first hole passes a cable connected to a board disposed inside the case, and corresponds to a position where the cable is connected to the board. formed in place
  • a method of manufacturing a power converter includes disposing a substrate inside the case to face a base of the case; passing a cable through a first hole formed in a side plate extending from the base of the case, and coupling the base, the substrate, and the cable with a connector; blocking a space between the first hole and the cable using a fastening part fastening the cable to the first hole; and filling the inside of the case with a molding liquid and molding the case.
  • the fastening part may include fastening the first hole and the cable from the outside of the case and removing the fastening part after the molding step.
  • covering the case with a cover may be included.
  • the molding structure in applying the molding structure, it is possible to secure reliability and prevent fire by preventing bending of the cable.
  • cost can be reduced because a connector for height compensation is unnecessary, and size can be reduced because a space for bending a cable is unnecessary.
  • FIG. 1 and 2 show a power converter according to a comparative embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
  • 4 to 12 are views for explaining a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart of a method of manufacturing a power converter according to an embodiment of the present invention.
  • the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in a variety of different forms, and if it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components among the embodiments can be selectively implemented. can be used in combination or substitution.
  • the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and (and) B and C", A, B, and C are combined. may include one or more of all possible combinations.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the term is not limited to the nature, order, or order of the corresponding component.
  • a component when a component is described as being 'connected', 'coupled', or 'connected' to another component, the component is directly 'connected', 'coupled', or 'connected' to the other component. In addition to the case, it may include cases where the component is 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between the component and the other component.
  • Modifications according to this embodiment may include some configurations of each embodiment and some configurations of other embodiments. That is, the modified example may include one embodiment among various embodiments, but some components may be omitted and some configurations of other corresponding embodiments may be included. Or, it may be the other way around.
  • Features, structures, effects, etc. to be described in the embodiments are included in at least one embodiment, and are not necessarily limited to only one embodiment.
  • the features, structures, and effects illustrated in each embodiment can be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art in the field to which the embodiments belong. Therefore, contents related to these combinations and variations should be interpreted as being included in the scope of the embodiments.
  • FIG. 1 and 2 show a power conversion device according to a comparative embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view of the power conversion device according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 4 to 12 are an embodiment of the present invention. It is a drawing for explaining the power converter according to the example.
  • the power conversion device may be module-level power electronics (MLPE).
  • MLPE is a power conversion device applied to a solar power generation system. Since the size of the power generated from one solar cell is insufficient to be used in a load or power system, a plurality of photovoltaic cells are used instead of a single photovoltaic cell. By connecting them in series to form a string of solar cells, it is possible to generate power of a suitable size for use.
  • a string of solar cells may be a basic unit for generating electrical power.
  • a solar power generation panel may be formed by forming a plurality of cell strings, which are basic units, into a panel.
  • Solar cells have different voltage-current characteristics depending on the amount of sunlight and temperature, and the maximum power point (MPP) also varies.
  • (generated power voltage X current)
  • the power conversion device controls the solar cell to operate at the maximum power point (MPP), which is the operating point at which the solar cell has the maximum power under each condition.
  • MPPT Maximum Power Point Tracking
  • efficiency of photovoltaic power generation can be increased by using Maximum Power Point Tracking.
  • the maximum power may be about 80% of the maximum voltage, not the maximum voltage.
  • the power converter may include a plurality of converters, and the plurality of converters may constitute a multi-level. At this time, in order to configure a multi-level, it may be connected with a cascode.
  • the cascode means a form in which output stages are connected in multiple stages, and the output stages of the converter are piled up according to the cascode connection to form a multi-level.
  • Multi-level refers to a structure in which the output signals of each converter are combined and output as one signal.
  • the (-) terminal of the output terminal of the upper level converter is sequentially connected to the (+) terminal of the output terminal of the neighboring lower level converter, and the output of the converter of the highest level and the output of the lowest level converter are combined to form one signal.
  • a heat sink In driving an MLPE power converter, a lot of heat is generated, and for heat dissipation, a heat sink may be used or molding may be applied by pouring a molding liquid into the case.
  • molding in order to prevent the molding liquid from leaking out through the hole through which the connected cable passes, as shown in FIG. can be connected through
  • the connection terminal compensating for this ( 12) should be applied.
  • the connection terminal 12 When the connection terminal 12 is applied, the unit price of the product increases.
  • the connection terminal 12 is not applied, as shown in FIG. 2 and below, the cable 14 may be bent, resulting in a problem of not securing reliability in the power conversion device requiring a long life due to disconnection or ignition.
  • the power converter according to an embodiment of the present invention is formed on the case 110 including the base 111 and the side plate 112, the substrate 120, and the side plate 112. It is composed of the first hole 113 and may include a connector 140, a fixing part 114, a fastening part 150, a cover 170, and the like.
  • a power conversion device according to an embodiment of the present invention may be formed as shown in FIGS. 3 to 4 .
  • the case 110 includes a base 111 and a side plate 112 extending vertically from the base 111 .
  • the base 111 has a flat shape, and the side plate 112 extends from the edge of the base 111 in a vertical direction to form an internal space accommodating the substrate 120 .
  • the side plate 112 may be formed of four side plates integrally formed.
  • the substrate 120 is disposed inside the case 110 facing the base 111 .
  • Power conversion elements for converting power may be disposed on the substrate 120 .
  • the power conversion elements may be elements that receive and convert multi-level power.
  • the power conversion device may include a converter including an inductor and a switching device, for example, a buck converter, a boost converter, a buck-boost converter, and the like, a bypass diode, and the like.
  • can include passive elements such as capacitors and resistors or active elements such as control ICs may be included.
  • various elements required for converting power may be included. At this time, heat may be generated when power is converted in the power conversion element.
  • a lot of heat may be generated in a diode or an inductor.
  • heat dissipation is required, and for heat dissipation, molding may be performed by filling the inside of the case 110 with a molding liquid.
  • the molding liquid is a material having high thermal conductivity, and by pouring the molding liquid in a liquid state into the case 110 and curing it, heat can be effectively discharged to the outside through the molding liquid.
  • the molding liquid may include various molding liquids such as epoxy.
  • the cable 130 may include one or more input cables for receiving power and one or more output cables for outputting power.
  • a plurality of input cables may be included. It may include other types of cables, such as a communication cable for receiving a control signal from the outside or transmitting and receiving data to and from the outside.
  • one or more first holes 113 formed in the side plate 112 of the case 110 so that the cable 130 can be connected to the substrate 120 disposed inside the case 110 through which the cable 130 passes. includes
  • the first hole 113 is formed at a position corresponding to a position where the cable 130 is connected to the board 120 .
  • the first hole 113 may be formed at a position where the cable 130 can be directly drawn out without bending at a position connected to the board 120 .
  • the first hole 113 is formed at a position corresponding to the position where the cable 130 and the board 120 are connected, the first hole 113 is formed directly at the position where the cable 130 is connected to the board 120. Since it can be withdrawn to the outside through, it is not necessary to bend the cable 130 or a separate connection terminal 12 to compensate for the height for withdrawing the cable 130, preventing the cable from bending Thus, reliability can be secured, and risks such as fire that may occur due to bending of the cable can be prevented. In addition, since the connection terminal 12 for height compensation is unnecessary, costs can be reduced, and a space for bending the cable 130 can be reduced, so the overall size can be reduced.
  • the first hole 113 may be formed at a position where the centrifugal center of the cable 130 and the center of the first hole 113 are concentric. As shown in FIG. 5 , the cable 130 and the first hole 113 may be formed concentrically. To this end, the first hole 113 may be formed at a position corresponding to a length from the base 111 to a second surface opposite to the first surface of the substrate 120 facing the base 111 .
  • the cable 130 is connected to the opposite side of the first side of the substrate 120 facing the base 111, that is, to the second side facing the outside when the substrate 120 is placed inside the case 110. , It may be formed at a position corresponding to the length from the base 111 to the second surface.
  • the board 120 and the first hole 113 may overlap at least a portion of each other, or the board 120 and the first hole 113 do not overlap. may be separated from each other.
  • the cable 130 and the board 120 may be connected through a connector 140 .
  • the connector 140 may be disposed on the second surface of the board 120 to connect the cable 130 and the board 120 .
  • the connector 140 may include various structures connecting the cable 130 and the board 120 .
  • a second hole is formed on the second surface of the board 120, and the end of the cable 130 is formed in a closed loop shape or a partially open ring shape, and the connector 140 is connected to the cable 130 It may have a screw structure that presses the second hole of the substrate 120 together.
  • a structure for coupling the cable 130 and the board 120 through soldering or bolting may be included.
  • the base 111 includes a fixing part 114 protruding from one surface of the base 111 corresponding to the position of the connector 140, and the substrate 120 includes a second hole corresponding to the fixing part 114.
  • the connector 140 may couple the fixing part 114, the board 120, and the cable 130 together.
  • the fixing part 114 may be formed to protrude from the base 111 at a position where the connector 140, that is, the board 120 and the cable 130 are connected.
  • the fixing part 114 may be formed on an imaginary line extending from the position of the side plate where the first hole 113 is formed.
  • the fixing part 114 may be formed in a shape to be inserted into the second hole of the substrate 120, and through this, the fixing part 114, when the substrate 120 is placed inside the case 110, the substrate 120 The assembly of the substrate 120 may be guided by locating the second hole of ) in the fixing part 114 .
  • the fixing part 114, the second hole of the board 120, and the cable 130 may be located in the same position, and through the connector 140, The top 114, substrate 120, and cable 130 may be joined together and secured.
  • the cable 130 and the first hole 113 are formed concentrically, but in order to facilitate the operation of the cable 130 passing through the first hole 113, the first hole 113 is It may be formed wider than the cross-sectional area of the cable 130 or the width of the connection terminal of the cable 130.
  • the first hole 113 may be formed wider than the width of the connection terminal of the cable 130 connected to the board 120 .
  • it when formed as a closed loop, such as a ring, it may be formed wider than the width of the closed loop terminal so that the terminal of the cable can pass through. It may be formed to be 4 mm or more larger than the width of the cable terminal.
  • the molding liquid may flow into the space between the cable 130 and the first hole 113. can In order to prevent the outflow of the molding liquid, the space between the cable 130 and the first hole 113 must be blocked.
  • a fastening part 150 fastening the cable 130 to the first hole 113 may be included.
  • the fastening part 150 places the cable 130 inside, and is inserted into the first hole 113 so that the cable 130 can be fastened to the first hole 113. Through this, the cable 130 and the space between the first hole 113 may be blocked.
  • the molding liquid By filling the molding liquid in a state where the cable 130 is fastened to the first hole 113 using the fastening part 150, the molding liquid leaks into the space between the cable 130 and the first hole 113. It can be prevented.
  • the fastening part 150 has a first plate 151, a stepped part 152 protruding from one surface of the first plate 151 and the cable 130 are located inside, and the first plate 151 and the end A third hole 153 penetrating the chin portion 152 may be included.
  • the stepped portion 152 may have a length corresponding to the radius of the first hole 113 from the center of the third hole 153 to the outermost portion of the stepped portion 152 .
  • the fastening part 150 may include a stepped part 152 protruding from the first plate 151 to be inserted into the first hole 113 and a third hole 153 into which the cable 130 is inserted.
  • the stepped portion 152 corresponding to the first hole 113 is inserted into the third hole 153 so that the cable (130) and the first hole (113) can be fastened.
  • the first plate 151 may come into close contact with the side plate 112, and through this, leakage of the molding liquid may be prevented.
  • by serving to hold the cable 130 during molding it is possible to prevent the cable 130 from being bent during the molding process.
  • the cross-sectional shape of the stepped portion 152 is a ring shape 152 in which a hole is formed, as shown in FIG. 6, or a plurality of protrusions 155 protruding from the ring shape 154 and the ring shape 154, as shown in FIG. It may be a shape containing.
  • the shape of the first hole 113 may be formed to correspond to the shape of the stepped portion of FIG.
  • the connection terminal of the cable 130 can pass through the space of the first hole 113 corresponding to the protrusion 155, and does not pass through other spaces, thereby preventing the cable 130 from falling out again. After the coupling part 150 is coupled with the first hole 113, rotation is prevented so that the cable 130 and the first hole 113 can be firmly fixed.
  • the diameter of the ring shape 152 of FIG. 6 corresponds to the diameter of the first hole 113
  • the diameter of the ring shape 154 of FIG. 7 corresponds to the ring shape 152 or the first hole 113 of FIG. )
  • the length from the center of the third hole 153 to the end of the outermost protrusion 155 of the stepped portion 152 corresponds to the radius of the first hole 113, It may be inserted into the hole 113 and fixed.
  • the fastening part 150 may be formed of a material having elasticity in consideration of tolerance.
  • it is formed of a material having elasticity such as rubber, and the cable 130 can be inserted through pressurization and inserted into the first hole 113 to be closely adhered to.
  • the diameter of the third hole 153 may be smaller than the diameter of the cable 130 by a predetermined length, and the longest length of the cross-sectional area of the stepped portion 152 is longer than the first hole 113 by a predetermined length.
  • the offset length may be preset by the user.
  • the fastening part 150 may be fastened inside the case 110 as shown in FIG. 6 or outside the case 110 as shown in FIG. 7 .
  • the fastening part 150 is hardened together.
  • the fastening part 150 may be removed after the molding liquid is cured.
  • the fastening part 150 is fastened outside the case 110, it can be used as a jig and continue to be used for work.
  • the fastening part 150 includes a first fastening part 156 and a second fastening part 157 so that the cable 130 can pass through the first hole 113 and be fastened while connected to the substrate 120. can do.
  • the first and second ribs are the third hole (where the cable 130 is disposed) so that the first fastening part 156 and the second fastening part 157 can come into close contact with the cable 130, respectively. 153) can be formed.
  • the first fastening part 156 and the second fastening part 157 press the cable 130 in opposite directions to come into close contact with the cable 130, and then press the cable 130 in the direction of the first hole 113 to make the first hole By being inserted into 113, the space between the cable 130 and the first hole 113 can be blocked through the fastening part 150.
  • the cover 170 may face the base 111 and cover the case 110 .
  • the case may be protected through the cover 170 .
  • it may be attached to a solar panel or the like without the cover 170.
  • the cover 170 may be combined after the molding liquid is cured, or may be combined before the molding liquid is cured.
  • a power converter according to an embodiment of the present invention may be manufactured through the process of FIGS. 10 and 11 .
  • the power converter case may include the fixing part 114 in the base 111 and may include the first hole 113 in the side plate 112.
  • the PCB 120 which is the base 111, is disposed (B) on the bottom case, and the second hole formed in the substrate 120 may be positioned on the fixing part 114. That is, the fixing part 114 may guide the coupling with the substrate 120 .
  • the cable 130 may be passed through (C) the first hole 113, and the fixing part 114, the substrate 120, and the cable 130 may be coupled through the connector 140.
  • the fastening part 150 may have a structure divided into two parts, upper and lower, centered on the cable 130, and after inserting one side into the cable first and assembling the other part (E1), the case 110 It can be assembled (E3) by pushing it into (E2).
  • a molding holder which is the fastening part 150, can hold the cable 130 during molding and fix it so that it is not bent.
  • a power converter case according to an embodiment of the present invention includes a base, a side plate, and a first hole.
  • a detailed description of the power converter case according to an embodiment of the present invention corresponds to the detailed description of the power converter of FIGS. 1 to 12, and therefore, redundant descriptions will be omitted.
  • a power converter case according to an embodiment of the present invention includes a base, a side plate extending in a vertical direction from the base, and one or more first holes formed in the side plate of the case, wherein the first hole comprises the case
  • a cable connected to a board disposed therein passes through, and is formed at a position corresponding to a position where the cable is connected to the board.
  • FIGS. 13 and 14 and 15 are flowcharts of a method of manufacturing a power converter according to another embodiment of the present invention.
  • the detailed description of each step of FIGS. 13 to 15 corresponds to the detailed description of the power converter of FIGS. 1 to 12, and thus, redundant descriptions will be omitted.
  • step S11 a board is placed inside the case to face the base of the case, and in step S12, a cable is passed through a first hole formed in a side plate extending from the base of the case, and the base, the board, and the cable connect with a connector. Thereafter, in step S13, a space between the first hole and the cable is blocked using a fastening part fastening the cable to the first hole, and in step S14, molding liquid is filled into the case and molding is performed.
  • step S13 the fastening part may fasten the first hole and the cable from the outside of the case, and after step S14, after the molding liquid hardens, the fastening part may be removed in step S21.
  • step S14 the case may be covered with a cover in step S31.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치는 베이스 및 상기 베이스로부터 수직방향으로 연장되는 측판을 포함하는 케이스, 상기 케이스 내부에 배치되어 상기 베이스에 대향하는 기판, 및 상기 케이스의 측판에 형성되어 상기 기판에 연결되는 케이블이 통과하는 하나 이상의 제1홀을 포함하고, 상기 제1홀은 상기 케이블이 상기 기판과 연결되는 위치에 대응하는 위치에 형성된다.

Description

전력변환장치
본 발명은 전력변환장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 몰딩 구조를 적용한 전력변환장치, 전력변환장치 케이스, 및 전력변환장치 제조방법에 관한 발명이다.
태양광 발전은 친환경 에너지 발전 방식으로 기존 화학발전이나 원자력 발전을 대체하여 널리 보급되고 있다. 태양광 발전은 컨버터에 배터리가 접속되는 독립형과 전력계통과 연계되는 연계형태가 있고, 일반적으로 독립형 발전은 태양전지, 축전지, 전력변환 장치 등으로 구성되고 전력계통 연계형 시스템은 상용 전원과 연결하여 부하계통선과 전력을 상호 교류할 수 있도록 구성된다.
태양광 셀 모듈은 일조량, 온도 등에 따라 최대전력점이 상이해진다. 태양광 셀을 최대 전력 점에서 동작시키기 위해 모듈 단위로 최대전력점 추종(MPPT) 제어를 하는 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스(Module-Level Power Electronics, MLPE)를 사용할 수 있다.
MLPE는 최대전력점 추종을 위해 많은 전력변환소자를 포함하기 때문에, 전력을 변환하는 과정에서 열이 많이 발생할 수 있다. 열에 의한 온도상승은 전력변환에 영향을 미치기 때문에, 효과적인 방열이 가능한 구조가 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 몰딩 구조를 적용한 전력변환장치, 전력변환장치 케이스, 및 전력변환장치 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치는 베이스 및 상기 베이스로부터 수직방향으로 연장되는 측판을 포함하는 케이스; 상기 케이스 내부에 배치되어 상기 베이스에 대향하는 기판; 및 상기 케이스의 측판에 형성되어 상기 기판에 연결되는 케이블이 통과하는 하나 이상의 제1홀을 포함하고, 상기 제1홀은 상기 케이블이 상기 기판과 연결되는 위치에 대응하는 위치에 형성된다.
또한, 상기 제1홀은, 상기 베이스로부터 상기 베이스와 대향하는 상기 기판의 제1면의 반대면인 제2면까지의 길이에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스 내부는 몰딩액으로 채워져 몰딩될 수 있다.
또한, 상기 베이스와 대향하는 상기 기판의 제1면의 반대면인 제2면에 배치되어, 상기 케이블과 상기 기판을 연결하는 커넥터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판과 대향하는 상기 베이스의 면으로부터 상기 커넥터의 위치에 대응되어 돌출되는 고정부를 포함하고, 상기 기판은 상기 고정부에 대응하는 제2홀을 포함하고, 상기 커넥터는 상기 고정부, 상기 기판, 및 상기 케이블을 결합할 수 있다.
또한, 상기 베이스에 대향하고, 상기 케이스를 덮는 커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 케이블을 상기 제1홀에 체결시키는 체결부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 체결부는, 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트의 일면으로부터 돌출되는 단턱부; 및 상기 케이블이 내부에 위치하고, 상기 제1 플레이트 및 상기 단턱부를 관통하는 제3홀을 포함하고, 상기 단턱부는, 상기 제3홀의 중심으로부터 상기 단턱부의 최외곽까지의 길이는 상기 제1홀의 반지름에 대응하는 길이를 가질 수 있다.
또한, 상기 단턱부의 단면 형상은 홀이 형성되는 링 형상이거나, 링 형상 및 링 형상으로부터 돌출되는 복수의 돌출부를 포함하는 형상일 수 있다.
또한, 상기 체결부는, 상기 케이블과 제1 방향으로 접촉하고, 상기 케이블이 위치하는 반원 형상의 제1 리브를 포함하는 제1 체결부; 및 상기 케이블과 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 접촉하고, 상기 케이블이 위치하는 반원 형상의 제2 리브를 포함하는 제2 체결부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 리브 및 상기 제2 리브는 상기 케이블이 배치되는 제3홀을 형성할 수 있다.
또한, 상기 케이블은, 전력을 입력받는 하나 이상의 입력케이블 및 전력을 출력하는 하나 이상의 출력케이블을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판은, 멀티레벨의 전력을 입력받아 변환하는 전력변환소자들이 배치될 수 있다.
*상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치 케이스는, 베이스; 상기 베이스로부터 수직방향으로 연장되는 측판; 및 상기 케이스의 측판에 형성되는 하나 이상의 제1홀을 포함하고, 상기 제1홀은, 상기 케이스 내부에 배치되는 기판과 연결되는 케이블이 통과하되, 상기 케이블이 상기 기판과 연결되는 위치에 대응하는 위치에 형성된다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치 제조방법은, 케이스의 베이스와 대향하도록 상기 케이스 내부에 기판을 배치하는 단계; 상기 케이스의 베이스로부터 연장되는 측판에 형성되는 제1홀에 케이블을 통과시키고, 상기 베이스, 상기 기판, 및 상기 케이블을 커넥터로 결합하는 단계; 상기 케이블을 상기 제1홀에 체결시키는 체결부를 이용하여 상기 제1홀과 상기 케이블 사이 공간을 차단하는 단계; 및 상기 케이스 내부에 몰딩 액체를 채워 몰딩하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 체결부는 상기 케이스의 외측에서 상기 제1홀과 상기 케이블을 체결하고, 상기 몰딩하는 단계 이후, 상기 체결부를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 몰딩하는 단계 이후, 상기 케이스를 커버로 덮는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 몰딩 구조를 적용함에 있어서, 케이블의 꺾임을 방지하여 신뢰성을 확보할 수 있고, 화재를 방지할 수 있다. 또한, 높이 보상을 위한 커넥터가 불필요하여 비용을 줄일 수 있고, 케이블을 꺾는 공간이 불필요하여 사이즈를 줄일 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 비교 실시예에 따른 전력변환장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치의 사시도이다.
도 4 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치 제조방법의 흐름도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력변환장치 제조방법의 흐름도이다.
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 또는 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, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 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 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 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 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
본 실시예에 따른 변형례는 각 실시예 중 일부 구성과 다른 실시예 중 일부 구성을 함께 포함할 수 있다. 즉, 변형례는 다양한 실시예 중 하나 실시예를 포함하되 일부 구성이 생략되고 대응하는 다른 실시예의 일부 구성을 포함할 수 있다. 또는, 반대일 수 있다. 실시예들에 설명할 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다
도 1 및 도 2는 본 발명의 비교 실시예에 따른 전력변환장치를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치의 사시도이고, 도 4 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치를 설명하기 위한 도면이다.
전력변환장치는 전력을 변환하는 과정에서 열이 많이 발생하기 때문에, 방열이 필요하다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 전력젼환장치는 모듈 레벨 파워 일렉트로닉스(Module-Level Power Electronics, MLPE)일 수 있다. MLPE는 태양광 발전 시스템에 적용되는 전력변환장치로, 하나의 태양광 셀에서 생성되는 전력의 크기가 부하나 전력계통에서 이용하기에는 부족하기 때문에, 하나의 태양광 셀이 아닌 복수의 태양광 셀을 직렬로 연결하여 태양광 셀 스트링을 형성함으로써 이용하기에 적합한 크기의 전력을 생성할 수 있다. 태양광 셀 스트링은 전력을 생성하는 기본 단위일 수 있다. 기본 단위인 셀 스트링을 복수 개를 패널로 형성하여 태양광 발전패널을 형성할 수 있다. 태양광 셀은 일조량, 기온 등에 따라 상이한 전압-전류 특성을 가지며, 최대 전력 점(MPP) 또한 변동된다. (발전전력 = 전압 X 전류) 전력변환장치는 태양광 셀이 각 조건에서 전력이 최대가 되는 동작점인 최대 전력 점(MPP)에서 태양광 셀이 동작하도록 제어하는 역할을 한다. 이를 최대전력점 추종(MPPT, Maximum Power Point Tracking)이라 하고, 최대전력점 추종을 이용하여 태양광 발전의 효율성을 높일 수 있다. 태양광 발전에 있어서 전류와 전압의 관계 및 전압과 전력과의 관계에서의 특성에 따라 최대 전력은 최대 전압이 아닌 최대 전압에서 약 80% 정도일 때의 전력이 될 수 있다. 이와 같은 최대전력점은 태양광패널에서 생성되는 전압 및 전류의 크기에 따라 계속 변하기 때문에, 최대전력 점을 발생시킬 수 있는 지점을 계속 찾아야 한다. 즉, 최대전압이 아닌 최대전력을 추종하기 위하여, 최대전력이 되도록 전압과 전류의 크기를 가변할 수 있다. 즉, 전력이 커지는 방향으로 전압을 감소시키고 전류를 증가시키거나, 전압을 증가시키고, 전류를 감소시킬 수 있다. 전력변환장치는 복수의 컨버터를 포함할 수 있고, 복수의 컨버터는 멀티레벨을 구성할 수 있다. 이때, 멀티레벨을 구성하기 위하여, 캐스코드(cascode)로 연결될 수 있다. 여기서, 캐스코드는 출력단이 다단으로 연결되는 형태를 의미하며, 캐스코드 연결에 따라 컨버터의 출력단이 쌓여 멀티레벨을 구성한다. 멀티레벨은 각 컨버터의 출력신호가 하나의 신호로 합쳐져 출력되는 구조를 의미한다. 이때, 상위 레벨의 컨버터 출력단의 (-)단자가 이웃하는 하위 레벨의 컨버터 출력단의 (+) 단자와 순차적으로 연결되어, 최상위 레벨의 컨버터의 출력부터 최하위 레벨의 컨버터의 출력이 합쳐져 하나의 신호로 출력된다.
MLPE인 전력변환장치를 구동함에 있어서, 많은 열이 발생하는바, 방열을 위하여, 방열판을 이용하거나, 몰딩(molding)액을 케이스 내부에 부어 몰딩을 적용할 수 있다. 몰딩을 적용하는 경우, 연결되는 케이블이 통과하는 홀을 통해 몰딩액이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여, 도 1과 같이, 케이블(13)이 케이스의 측판(10)의 최상단에 형성되는 홀을 통해 연결되도록 할 수 있다. 이때, 케이블은 기판에 전력 입력선과 출력선 등의 케이블(13)이 연결되되, 기판과 케이블이 측판 (10)을 통과하는 위치의 높이가 다르기 때문에, 도 2와 같이, 이를 보상해주는 연결단자(12)가 적용해야 한다. 연결단자(12)를 적용할 경우 제품의 단가가 상승하게 된다. 연결단자(12)를 적용하지 않는 경우 도 2와 아래와 같이, 케이블(14)이 꺾이는 문제가 발생하여 단선, 발화 등으로 장기 수명이 필요한 전력변환장치에 신뢰성을 확보하지 못하는 문제가 있을 수 있다.
몰딩을 이용한 효과적 방열을 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치는 베이스(111) 및 측판(112)을 포함하는 케이스(110), 기판(120), 및 측판(112)에 형성되는 제1홀(113)로 구성되고, 커넥터(140), 고정부(114), 체결부(150), 커버(170) 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는 도 3 내지 도 4와 같이 형성될 수 있다.
케이스(110)는 베이스(111) 및 베이스(111)로부터 수직방향으로 연장되는 측판(112)을 포함한다.
베이스(111)는 평면 형상이고, 측판(112)은 베이스(111)의 가장자리로부터 수직방향으로 연장되어, 기판(120)을 수용하는 내부 공간을 형성한다. 여기서, 측판(112)은 일체로 형설되는 4 개의 측판으로 형성될 수 있다.
기판(120)은 케이스(110) 내부에 상기 베이스(111)에 대향하여 배치된다. 기판(120) 상에는 전력을 변환하는 전력변환소자들이 배치될 수 있다. 여기서, 전력변환소자는 멀티레벨의 전력을 입력받아 변환하는 소자들일 수 있다. 전력변환소자는 인덕터 및 스위칭소자 등을 포함하는 컨버터를 포함할 수 있다, 예를 들어, 벅 컨버터, 부스트 컨버터, 벅-부스트 컨버터 등을 포함할 수 있고, 바이패스(bypass) 다이오드(diode) 등을 포함할 수 있다. 또한, 커패시터, 저항 등 수동소자 내지 제어IC 등 능동소자 등을 포함할 수 있다. 이외에 전력을 변환하는데 필요한 다양한 소자들을 포함할 수 있다. 이때, 전력변환소자에서 전력을 변환시 열이 발생할 수 있다. 특히, 다이오드나 인덕터 등에서 많은 열이 발생할 수 있다. 전력변환소자에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위하여, 방열이 필요하고, 방열을 위하여, 케이스(110) 내부를 몰딩액으로 채워 몰딩을 수행할 수 있다. 여기서, 몰딩액은 열전도율이 높은 물질로, 액체 상태의 몰딩액을 케이스(110) 내부에 부어 경화시킴으로써 몰딩액을 통해 열이 외부로 효과적으로 방출되도록 할 수 있다. 몰딩액은 에폭시 등 다양한 몰딩액을 포함할 수 있다.
전력변환을 수행함에 있어서, 전력을 입력받고, 입력된 전력을 변환하여 출력하기 위하여 외부와 케이블(130)로 연결될 수 있다. 여기서 케이블(130)은, 전력을 입력받는 하나 이상의 입력케이블 및 전력을 출력하는 하나 이상의 출력케이블을 포함할 수 있다. 멀티레벨로 구성되는 MLPE의 경우, 복수의 입력케이블을 포함할 수 있다. 외부로부터의 제어신호를 수신하거나 외부와 데이터를 송수신하는 통신케이블 등 다른 종류의 케이블들을 포함할 수도 있다.
이때, 케이블(130)이 케이스(110) 내부의 배치되는 기판(120)과 연결될 수 있도록 케이스(110)의 측판(112)에 형성되어 케이블(130)이 통과하는 하나 이상의 제1홀(113)을 포함한다. 여기서, 제1홀(113)은 케이블(130)이 기판(120)과 연결되는 위치에 대응하는 위치에 형성된다. 제1홀(113)은 케이블(130)이 기판(120)과 연결되는 위치에서 꺾임없이 바로 외부로 인출될 수 있는 위치에 형성될 수 있다.
제1홀(113)이 케이블(130)과 기판(120)이 연결되는 위치에 대응하는 위치에 형성되기 때문에, 케이블(130)이 기판(120)과 연결되는 위치에서 바로 제1홀(113)을 통과하여 외부로 인출될 수 있기 때문에, 케이블(130)을 인출하기 위한 높이를 보상하기 위한 별도의 연결단자(12)나, 케이블(130)을 꺾어야 하는 것이 불필요하기 때문에, 케이블의 꺾임을 방지하여 신뢰성을 확보할 수 있고, 케이블의 꺾임으로 인해 발생할 수 있는 화재 등의 위험성을 방지할 수 있다. 또한, 높이 보상을 위한 연결단자(12)가 불필요하여 비용을 줄일 수 있고, 케이블(130)을 꺾는 공간도 줄일 수 있어, 전체 사이즈를 줄일 수 있다.
케이블(130)의 꺾임이 없거나, 꺾임을 최소화하기 위하여, 케이블(130)의 원심과 제1홀(113)의 중심이 동심을 갖는 위치에 제1홀(113)을 형성할 수 있다. 도 5와 같이, 케이블(130)과 제1홀(113)은 동심으로 형성될 수 있다. 이를 위하여, 제1홀(113)은 베이스(111)로부터 베이스(111)와 대향하는 기판(120)의 제1면의 반대면인 제2면까지의 길이에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 케이블(130)은 베이스(111)와 대향하는 기판(120)의 제1면의 반대면, 즉 기판(120)이 케이스(110) 내부에 배치될 때, 외부를 향하는 제2면에 연결되는바, 베이스(111)로부터 제2면까지의 길이에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 기판(120)과 케이블(130)의 연결구조에 따라 기판(120)과 제1홀(113)은 서로 적어도 일부가 오버랩될 수도 있고, 기판(120)과 제1홀(113)은 오버랩되지 않고 서로 이격될 수도 있다.
케이블(130)과 기판(120)은 커넥터(140)를 통해 연결될 수 있다. 커넥터(140)는 기판(120)의 제2면에 배치되어, 케이블(130)과 기판(120)을 연결할 수 있다. 커넥터(140)는 케이블(130)과 기판(120)을 연결하는 다양한 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(120)의 제2면에 제2홀이 형성되고, 케이블(130)의 말단은 폐루프 형상 또는 일부가 개방된 링 형상으로 형성되되, 커넥터(140)는 케이블(130)과 기판(120)의 제2홀을 함께 가압하는 스크류 구조를 가질 수 있다. 솔더링이나 볼팅을 통해 케이블(130)과 기판(120)을 결합하는 구조를 포함할 수도 있다.
베이스(111)는 베이스(111)의 일면으로부터 커넥터(140)의 위치에 대응되어 돌출되는 고정부(114)를 포함하고, 기판(120)은 고정부(114)에 대응하는 제2홀을 포함하고, 커넥터(140)는 고정부(114), 기판(120), 및 케이블(130)을 함께 결합할 수 있다. 여기서, 고정부(114)는 커넥터(140) 즉 기판(120)과 케이블(130)이 연결되는 위치에 베이스(111)로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 고정부(114)는 제1홀(113)이 형성되는 측판의 위치로부터 연장되는 가상선 상에 형성될 수 있다. 고정부(114)는 기판(120)의 제2홀에 삽입되는 형상으로 형성될 수 있고, 이를 통해, 고정부(114)는 기판(120)을 케이스(110) 내부에 배치시, 기판(120)의 제2홀을 고정부(114)에 위치시킴으로써 기판(120)의 조립을 가이드할 수 있다. 기판(120)이 케이스(110) 내부에 배치시, 고정부(114), 기판(120)의 제2홀, 케이블(130)은 동일 위치에 위치할 수 있고, 커넥터(140)를 통해, 고정부(114), 기판(120), 케이블(130)을 함께 결합하여 고정시킬 수 있다.
도 5와 같이, 케이블(130)과 제1홀(113)을 동심으로 형성하되, 케이블(130)이 제1홀(113)을 통과하는 작업을 용이하게 하기 위하여, 제1홀(113)은 케이블(130)의 단면적 내지 케이블(130)의 연결단자의 폭보다 넓게 형성할 수 있다. 제1홀(113)은 기판(120)과 연결되는 케이블(130)의 연결단자의 폭보다 넓게 형성할 수 있다. 예를 들어, 링과 같이, 폐루프로 형성되는 경우, 폐루프 단자의 폭보다 넓게 형성하여 케이블의 단자가 통과할 수 있도록 할 수 있다. 케이블 단자의 폭보다 4mm 이상 크게 형성할 수 있다.
제1홀(113)은 케이블(130) 단면적보다 넓게 형성되기 때문에, 케이스(110) 내부에 몰딩액을 채우는 경우, 케이블(130)와 제1홀(113) 사이의 공간으로 몰딩액이 유출될 수 있다. 몰딩액의 유출을 막기 위하여, 케이블(130)과 제1홀(113) 사이의 공간을 차단해야 한다.
이를 위하여, 케이블(130)을 제1홀(113)에 체결시키는 체결부(150)를 포함할 수 있다. 체결부(150)는 케이블(130)을 내부에 위치시키되, 제1홀(113)에 끼워짐으로써 케이블(130)을 제1홀(113)에 체결시킬 수 있고, 이를 통해, 케이블(130)과 제1홀(113) 사이의 공간을 차단할 수 있다. 체결부(150)를 이용하여 케이블(130)을 제1홀(113)에 체결시킨 상태에서 몰딩액을 채움으로써 몰딩액이 케이블(130)과 제1홀(113) 사이의 공간으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
체결부(150)는 제1 플레이트(151) 상기 제1 플레이트(151)의 일면으로부터 돌출되는 단턱부(152) 및 상기 케이블(130)이 내부에 위치하고, 상기 제1 플레이트(151) 및 상기 단턱부(152)를 관통하는 제3홀(153)을 포함할 수 있다. 여기서, 단턱부(152)는 상기 제3홀(153)의 중심으로부터 상기 단턱부(152)의 최외곽까지의 길이는 상기 제1홀(113)의 반지름에 대응하는 길이를 가질 수 있다. 체결부(150)는 제1 플레이트(151)로부터 제1홀(113)에 끼워지도록 돌출되는 단턱부(152)와 케이블(130)이 끼워지는 제3홀(153)을 포함할 수 있다. 케이블(130)의 단면적에 대응하는 제3홀(153)을 통해 케이블(130)과 체결된 상태에서 제1홀(113)에 대응하는 단턱부(152)가 제3홀(153)에 끼워져 케이블(130)과 제1홀(113)을 체결할 수 있다. 이를 통해 제1 플레이트(151)가 측판(112)과 밀착될 수 있고, 이를 통해 몰딩액의 유출을 방지할 수 있다. 또한, 몰딩시 케이블(130)을 잡아주는 역할을 하여, 케이블(130)이 몰딩과정에서 꺾이는 것을 방지할 수 있다.
단턱부(152)의 단면 형상은 도 6과 같이, 홀이 형성되는 링 형상(152)이거나, 도 7과 같이, 링 형상(154) 및 링 형상(154)으로부터 돌출되는 복수의 돌출부(155)를 포함하는 형상일 수 있다. 복수의 돌출부(155)를 포함하는 경우, 제1홀(113)의 형상은 도 7의 단턱부의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 케이블(130)의 연결단자는 돌출부(155)에 대응되는 제1홀(113)의 공간을 통해 통과할 수 있고, 이외의 공간으로는 통과되지 않아 케이블()이 다시 빠지는 것을 방지할 수 있고, 체결부(150)가 제1홀(113)과 결합한 이후 회전을 방지하여 케이블(130)과 제1홀(113)을 견고하게 고정시킬 수 있다.
여기서, 도 6의 링 형상(152)의 지름은 제1홀(113)의 지름에 대응되고, 도 7의 링 형상(154)의 지름은 도 6의 링 형상(152) 또는 제1홀(113)의 지름보다 작되, 제3홀(153)의 중심으로부터 상기 단턱부(152)의 최외곽인 돌출부(155)의 끝단까지의 길이는 상기 제1홀(113)의 반지름에 대응되어, 제1홀(113)에 끼워져 고정될 수 있다.
이때, 체결부(150)는 공차를 고려하여 탄성을 가지는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고무와 같이 탄성을 가지는 물질로 형성되고, 가압을 통해 케이블(130)을 끼우고, 제1홀(113)에 끼워 밀착시킬 수 있다. 이 경우, 제3홀(153)의 지름은 케이블(130)의 지름보다 소정의 길이만큼 작을 수 있고, 단턱부(152)의 단면적의 최장길이는 제1홀(113)보다 소정의 길이만큼 길 수 있다. 오프셋 길이는 사용자에 의해 미리 설정되어 있을 수 있다.
체결부(150)는 도 6과 같이, 케이스(110) 내부에서 체결되거나, 도 7과 같이, 케이스(110) 외부에서 체결될 수 있다. 체결부(150)가 케이스(110) 내부에서 체결되는 경우, 몰딩액이 경화되면, 체결부(150)는 함께 경화된다. 이에 반해, 체결부(150)가 케이스(110) 외부에서 체결되는 경우에는 몰딩액이 경화된 이후에 체결부(150)를 제거할 수 있다. 체결부(150)가 케이스(110) 외부에서 체결되는 경우에는 지그로 사용하여 작업에 계속 이용할 수 있다.
체결부(150)는, 케이블(130)이 제1홀(113)을 통과하여 기판(120)과 연결된 상태에서 체결될 수 있도록 제1 체결부(156) 및 제2 체결부(157)를 포함할 수 있다. 케이블(130)과 제1 방향으로 접촉하고, 케이블이 위치하는 반원 형상의 제1 리브를 포함하는 제1 체결부(156) 및 케이블(130)과 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 접촉하고, 케이블(130)이 위치하는 반원 형상의 제2 리브를 포함하는 제2 체결부(157)를 포함할 수 있다. 도 12와 같이, 제1 체결부(156)와 제2 체결부(157)는 각각 케이블(130)과 밀착할 수 있도록 제1 리브 및 제2 리브는 케이블(130)이 배치되는 제3홀(153)을 형성할 수 있다. 제1 체결부(156) 및 제2 체결부(157)는 각각 서로 반대 방향에서 케이블(130)을 가압하여 케이블(130)과 밀착된 이후, 제1홀(113) 방향으로 가압되어 제1홀(113)에 끼워짐으로써 체결부(150)를 통해, 케이블(130)과 제1홀(113) 사이의 공간을 차단할 수 있다.
커버(170)는 베이스(111)에 대향하고, 케이스(110)를 덮을 수 있다. 커버(170)를 통해 케이스를 보호할 수 있다. 또는 커버(170)없이 태양광 패널 등에 부착할 수도 있다. 커버(170)는 몰딩액이 경화된 이후 결합하거나, 몰딩액이 경화되기 전에 결합할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는 도 10 및 도 11 과정을 통해 제조될 수 있다. 전력변환장치 케이스는 (A)와 같이, 베이스(111)에 고정부(114)를 포함할 수 있고, 측판(112)에 제1홀(113)을 포함할 수 있다. 베이스(111)인 bottom case에 기판(120)인 PCB를 배치(B)시키되, 기판(120)에 형성된 제2홀을 고정부(114)에 위치시킬 수 있다. 즉, 고정부(114)가 기판(120)과의 결합을 가이드할 수 있다. 이후, 케이블(130)을 제1홀(113)에 통과(C)시키고, 커넥터(140)를 통해 고정부(114), 기판(120), 및 케이블(130)을 결합시킬 수 있다. 이후, 체결부(150)를 통해 케이블(130)과 제1홀(113)을 체결(E)하고, 케이스 내부에 몰딩액(160)을 채워 몰딩(F)시킬 수 있다. 이후, 체결부(150)를 제거하고, 커버(170)를 덮어(G) 전력변환장치를 제조할 수 있다. 커버(170)의 유무는 선택사항일 수 있다. 체결부(150)는 도 12와 같이, 케이블(130)을 중심으로 상하 두 개의 부분으로 나뉘는 구조를 가질 수 있고, 한쪽을 먼저 케이블에 끼운 후 나머지를 조립(E1)한 후, 케이스(110)에 밀어넣어(E2) 조립(E3)할 수 있다. 체결부(150)인 몰딩홀더(molding holder)가 몰딩시 케이블(130)을 잡아주어 꺾이지 않도록 고정할 수 있다.
상기와 같이, 제조되는 전력변환장치는 몰딩 구조를 적용함에 있어서, 케이블의 꺾임을 방지하여 신뢰성을 확보할 수 있고, 화재를 방지할 수 있다. 또한, 높이 보상을 위한 커넥터가 불필요하여 비용을 줄일 수 있고, 케이블을 꺾는 공간이 불필요하여 사이즈를 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치 케이스는, 베이스, 측판, 및 제1홀을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치 케이스에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 12의 전력변환장치에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 이하 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치 케이스는 베이스, 상기 베이스로부터 수직방향으로 연장되는 측판, 및 상기 케이스의 측판에 형성되는 하나 이상의 제1홀을 포함하고, 상기 제1홀은, 상기 케이스 내부에 배치되는 기판과 연결되는 케이블이 통과하되, 상기 케이블이 상기 기판과 연결되는 위치에 대응하는 위치에 형성된다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치 제조방법의 흐름도이고, 도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력변환장치 제조방법의 흐름도이다. 도 13 내지 도 15의 각 단계에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 12의 전력변환장치에 대한 상세한 설명에 대응하는바, 이하 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
S11 단계에서 케이스의 베이스와 대향하도록 상기 케이스 내부에 기판을 배치하고, S12 단계에서 상기 케이스의 베이스로부터 연장되는 측판에 형성되는 제1홀에 케이블을 통과시키고, 상기 베이스, 상기 기판, 및 상기 케이블을 커넥터로 결합한다. 이후, S13 단계에서 상기 케이블을 상기 제1홀에 체결시키는 체결부를 이용하여 상기 제1홀과 상기 케이블 사이 공간을 차단하고, S14 단계에서 상기 케이스 내부에 몰딩 액체를 채워 몰딩한다.
상기 S13 단계에서 체결부는 상기 케이스의 외측에서 상기 제1홀과 상기 케이블을 체결할 수 있고, S14 단계 이후, 몰딩 액체가 굳은 이후에, S21 단계에서 상기 체결부를 제거할 수 있다.
또한, 상기 S14 단계 이후, S31 단계에서 상기 케이스를 커버로 덮을 수 있다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 베이스 및 상기 베이스로부터 수직방향으로 연장되는 측판을 포함하는 케이스;
    상기 케이스 내부에 배치되어 상기 베이스에 대향하는 기판; 및
    상기 케이스의 측판에 형성되어 상기 기판에 연결되는 케이블이 통과하는 하나 이상의 제1홀을 포함하고,
    상기 제1홀은 상기 케이블이 상기 기판과 연결되는 위치에 대응하는 위치에 형성되는 전력변환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1홀은,
    상기 베이스로부터 상기 베이스와 대향하는 상기 기판의 제1면의 반대면인 제2면까지의 길이에 대응하는 위치에 형성되는 전력변환장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 내부는 몰딩액으로 채워져 몰딩되는 전력변환장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스와 대향하는 상기 기판의 제1면의 반대면인 제2면에 배치되어, 상기 케이블과 상기 기판을 연결하는 커넥터를 포함하는 전력변환장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판과 대향하는 상기 베이스의 면으로부터 상기 커넥터의 위치에 대응되어 돌출되는 고정부를 포함하고,
    상기 기판은 상기 고정부에 대응하는 제2홀을 포함하고,
    상기 커넥터는 상기 고정부, 상기 기판, 및 상기 케이블을 결합하는 전력변환장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베이스에 대향하고, 상기 케이스를 덮는 커버를 포함하는 전력변환장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 케이블을 상기 제1홀에 체결시키는 체결부를 포함하는 전력변환장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 체결부는,
    제1 플레이트;
    상기 제1 플레이트의 일면으로부터 돌출되는 단턱부; 및
    상기 케이블이 내부에 위치하고, 상기 제1 플레이트 및 상기 단턱부를 관통하는 제3홀을 포함하고,
    상기 단턱부는,
    상기 제3홀의 중심으로부터 상기 단턱부의 최외곽까지의 길이는 상기 제1홀의 반지름에 대응하는 길이를 가지는 전력변환장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단턱부의 단면 형상은 홀이 형성되는 링 형상이거나, 링 형상 및 링 형상으로부터 돌출되는 복수의 돌출부를 포함하는 형상인 전력변환장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 체결부는,
    상기 케이블과 제1 방향으로 접촉하고, 상기 케이블이 위치하는 반원 형상의 제1 리브를 포함하는 제1 체결부; 및
    상기 케이블과 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 접촉하고, 상기 케이블이 위치하는 반원 형상의 제2 리브를 포함하는 제2 체결부를 포함하는 전력변환장치.
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