WO2023120915A1 - 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치 - Google Patents

전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2023120915A1
WO2023120915A1 PCT/KR2022/015772 KR2022015772W WO2023120915A1 WO 2023120915 A1 WO2023120915 A1 WO 2023120915A1 KR 2022015772 W KR2022015772 W KR 2022015772W WO 2023120915 A1 WO2023120915 A1 WO 2023120915A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
module
flow path
path member
duct
power conversion
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/015772
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임정우
심정욱
Original Assignee
엘에스일렉트릭 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.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020210185355A external-priority patent/KR102728098B1/ko
Application filed by 엘에스일렉트릭 주식회사 filed Critical 엘에스일렉트릭 주식회사
Priority to CN202280051527.XA priority Critical patent/CN117769751A/zh
Publication of WO2023120915A1 publication Critical patent/WO2023120915A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling

Definitions

  • the present invention relates to a power conversion module and a power supply device including the same, and more particularly, to a power conversion module with improved cooling efficiency and a power supply device including the same.
  • a transformer collectively refers to a device that converts a value of AC voltage or AC current using electromagnetic induction.
  • the power generated by the power plant is transmitted in a boosted state to minimize power losses.
  • the delivered power is generally stepped down and delivered to the load.
  • the traditional type of transformer is provided and installed as a single device with a fixed transforming capacity. That is, it is common that a transformer installed at a specific location is configured to transform only power of a predetermined size and supply it to a load. It is difficult for the transformer as described above to actively respond to future changes in power demand and supply.
  • the modular semiconductor transformer includes a plurality of transforming modules having preset transforming capacities and being energized with each other.
  • the transforming capacity of the modular semiconductor transformer can be easily changed by adjusting the number of the plurality of transforming modules.
  • the transformer module is formed in a small size to maximize space advantage. Therefore, cooling of the transformer module itself and insulation between components of the transformer module are also important factors.
  • Korean Patent Registration No. 10-1545187 discloses packaging of a power source using modular electronic modules. Specifically, a configuration is disclosed in which the transformer compartment and the power cell compartment are provided in a vertical configuration so that air for cooling can flow through a parallel linear path.
  • the packaging of the power source using the modular electronic modules disclosed in the prior art document only provides a method for cooling between the modules. That is, the prior literature does not suggest a method for effectively cooling the components constituting each module itself.
  • Korean Patent Publication No. 10-2013-0049739 discloses a power semiconductor module cooling device. Specifically, a power semiconductor module cooling device capable of preventing leakage of a cooling fluid for cooling a power semiconductor and suppressing a decrease in cooling efficiency is disclosed.
  • the prior art document presupposes that a device for cooling is provided separately. That is, the power semiconductor module cooling device disclosed in the prior literature is operated by being coupled to the power semiconductor module, and does not suggest a method for flowing the refrigerant in the power semiconductor module itself.
  • the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion module having a structure in which a fluid flow path for cooling components can be simply formed and a power supply device including the same. .
  • Another object of the present invention is to provide a power conversion module having a structure capable of improving the cooling efficiency of components and a power supply device including the same.
  • Another object of the present invention is to provide a power conversion module having a structure capable of miniaturization in size and a power supply device including the same.
  • Another object of the present invention is to provide a power conversion module having a structure capable of ensuring insulation between components and a power supply device including the same.
  • Another object of the present invention is to provide a power conversion module having a structure in which fluid for cooling can flow in various paths and a power supply device including the same.
  • a first power module that is energized with any one of an external power source and a load
  • a second conducting module that is energized with the other one of the external power supply and the load; and being energized with the first energization module and the second energization module, respectively, receiving power from any one of the first energization module and the second energization module, transforming the received power, and energizing the other one.
  • a power conversion module is provided, including a transformer module that transmits power to the module, wherein the first power module, the second power module, and the transformer module are arranged side by side along one direction.
  • the passage portion is positioned adjacent to the first conduction module and the second conduction module, configured to exchange heat with the first conduction module and the second conduction module; and a duct module communicating with the flow passage and forming a passage along with the flow passage through which fluid introduced from the outside flows, wherein the flow passage and the duct module extend in the one direction, so that the fluid
  • a power conversion module may be provided that flows along the one direction inside the flow path part and inside the duct module.
  • the flow path unit may include a first flow path member extending in the one direction so that one end of the extension direction communicates with the outside; and a second flow path member extending in the one direction so that one end of the extending direction communicates with the outside.
  • the first flow path member and the second flow path member are disposed spaced apart from each other along the one direction, and the duct module is located between the first flow path member and the second flow path member, a power conversion module is provided. It can be.
  • the other end of the first flow path member in the extension direction communicates with the duct module, and the other end of the extension direction of the second flow path member communicates with the duct module, so that the fluid A power conversion module may be provided that flows through one of the first flow path member and the second flow path member, the duct module, and the other one of the first flow path member and the second flow path member in order.
  • a power conversion module is provided in which the first conducting module is positioned adjacent to the first passage member and the second conducting module is positioned adjacent to the second passage member but spaced apart from the first passage member.
  • the flow path unit may include a first flow path member extending in the one direction and positioned adjacent to the first conducting module; and a second flow path member extending in the one direction, positioned adjacent to the second conducting module, and communicating with the first flow path member, wherein the duct module includes the first flow path member and the second flow path member.
  • a power conversion module may be provided that is positioned between the members and communicates with the first flow path member and the second flow path member, respectively.
  • the first conducting module and the second conducting module each include a different number of switching devices
  • the first passage member and the second passage member include the first passage module and the first passage member.
  • a power conversion module may be provided in which an extension length of any one flow path member positioned adjacent to any one module including a larger number of the switching elements among the two conducting modules is formed longer than the extension length of the other one. there is.
  • the duct module may be provided with a power conversion module formed of an electric insulating material.
  • a housing accommodating the first energization module, the second energization module, the transformer module, the flow path unit, and the duct module, and extending in one direction, wherein the housing extends in the direction of the flow path unit.
  • a first cover coupled to one end; and a second cover coupled to the other end of the flow path portion in the extension direction, a power conversion module may be provided.
  • the power conversion module may be provided so that the inner space of the flow path part and the inner space of the duct module are physically separated from the inner space of the housing so that communication is blocked.
  • the first cover includes an inlet formed therein to communicate with the one end of the flow path portion and the outside of the housing, and the second cover is formed through the inside thereof to communicate with the other end of the flow path portion.
  • a power conversion module including an end portion and a discharge portion communicating with the outside of the housing may be provided.
  • the inlet may include a first inlet formed through the inside of the first cover to communicate the inner space of the housing and the outside of the housing; And a second inlet formed through the inside of the first cover to communicate the inside of the flow path and the outside of the housing, wherein the discharge part is formed through the inside of the second cover and connects to the inner space of the housing. a first discharge part communicating with the outside of the housing; and a second outlet formed through the inside of the second cover to communicate the inside of the flow path and the outside of the housing.
  • a power conversion module including a blowing member disposed in the inlet portion to flow the fluid outside the housing to the flow passage portion.
  • the inlet may include a first inlet formed through the inside of the first cover to communicate the inner space of the housing and the outside of the housing; and a second inlet formed through the inside of the first cover to communicate the inside of the flow path and the outside of the housing, wherein the blowing member is disposed in the first inlet to discharge fluid outside the housing.
  • a first fan to flow into the inner space of the housing; and a second fan disposed in the second inlet to flow fluid from the outside of the housing to the inside of the flow path.
  • the passage portion is formed therein through, the flow passage space forming a passage through which the fluid flows; and a dividing member disposed in the passage space and provided in a plate shape extending along the one direction to divide the passage space into a plurality of spaces, so that the introduced fluid is branched and flows in the plurality of spaces, respectively.
  • a power conversion module may be provided.
  • the flow path unit is in communication with the outside, a first flow path member through which the fluid flows; and a second flow path member communicating with the outside and discharging the heat-exchanged fluid to the outside, wherein the duct module is positioned between the first flow path member and the second flow path member, and the first flow path member and A power conversion module may be provided that communicates with each of the second flow path members.
  • the introduced fluid is discharged to the outside after sequentially flowing through the internal spaces of the first flow path member, the duct module, and the second flow path member, and is branched into a plurality of flows to form a plurality of flows of the first flow path member.
  • a power conversion module may be provided in which the fluid passing through the space is mixed in a duct space formed inside the duct module.
  • the frame space is formed therein; and a plurality of power conversion modules that are energized with external power sources and loads and accommodated in the space of the frame, wherein the power conversion modules include: a first energization module that is energized with any one of external power sources and loads; A second conducting module that is energized with the other one of the external power supply and the load; and being energized with the first energization module and the second energization module, respectively, receiving power from any one of the first energization module and the second energization module, transforming the received power, and energizing the other one.
  • the power conversion modules include: a first energization module that is energized with any one of external power sources and loads; A second conducting module that is energized with the other one of the external power supply and the load; and being energized with the first energization module and the second energization module, respectively, receiving power from any one of the first energization module and the
  • It includes a transformer module that transmits power to the module, wherein the first power module, the second power module, and the transformer module are arranged side by side along one direction, and a plurality of power conversion modules are arranged side by side along the other direction.
  • the plurality of first energization modules provided in the plurality of power conversion modules are disposed biasedly on one side of the one direction, and the plurality of second energization modules provided in the plurality of power conversion modules are disposed on the other side of the one direction.
  • a power supply device is provided, which is skewed toward.
  • the power conversion module may include a housing accommodating the first energization module, the second energization module, and the transformation module; a plurality of flow passages accommodated in the housing and positioned adjacent to the first and second conducting modules; and duct modules disposed side by side between a plurality of flow passage portions along the one direction and communicating with the plurality of flow passage portions, respectively, wherein the housing communicates with the space of the frame, and is outside the frame.
  • a first inlet that blocks communication with the first inlet
  • a second inlet that communicates with the plurality of flow passages and the inside of the duct module, and communicates with the outside of the frame but blocks communication with the first inlet.
  • a fluid flow path for cooling components may be formed simply.
  • the power conversion module includes a flow path unit and a duct module.
  • the flow path unit is disposed adjacent to the conducting unit that is energized with the outside and transforms power.
  • the inside of the passage part is in communication with the outside of the power conversion module, so that the fluid generated in the conducting part can flow in and flow.
  • the passage part communicates with the duct module. Fluid introduced into the flow passage may pass through the duct module and be discharged to the outside of the power conversion module.
  • the passage part and the duct module extend in the same direction. Accordingly, in one embodiment, the flow path unit and the duct module may extend in the same direction as the housing.
  • the flow path of the fluid flowing inside the flow path unit and the duct module may extend in the same direction as the extension direction of the housing, flow path unit, and duct module. Accordingly, a fluid flow path for cooling the components of the power conversion module can be simply formed along one direction.
  • the cooling efficiency of components of the power conversion module and the power supply device including the power conversion module according to an embodiment of the present invention may be improved.
  • a plurality of flow passages may be provided.
  • the plurality of flow passage parts may be spaced apart from each other and disposed adjacent to the plurality of conducting parts.
  • a duct module is provided between the plurality of flow passage units.
  • the duct module is coupled to and communicates with a plurality of flow passage units, respectively. That is, the plurality of flow passage units communicate with each other through the duct module.
  • Fluid outside the power conversion module flows into one of the plurality of flow passages, passes through the duct module and the other flow passage in turn, and is discharged to the outside. At this time, the fluid flowing inside the flow path unit and the duct module absorbs heat generated from the conducting unit disposed adjacent to the flow path unit and flows.
  • a partition member is provided in the passage part.
  • the dividing member divides the space inside the passage part into a plurality of small spaces.
  • the introduced fluid is branched into a plurality of small spaces and can flow while absorbing different amounts of heat. Fluids introduced into the duct module may be mixed and heat exchanged with each other to adjust to a thermal equilibrium state.
  • Fluid passing through the duct module flows toward the other flow path. At this time, since the fluid flowing into the other flow path unit is adjusted to a thermal equilibrium state, heat exchange efficiency within the other flow path unit may be improved.
  • the fluid can pass through the flow passage and the duct module while maintaining a constant heat exchange efficiency. Accordingly, cooling efficiency of the power conversion module may be improved.
  • the power conversion module and the power supply device including the power conversion module according to an embodiment of the present invention can be miniaturized.
  • the flow path unit and the duct module are arranged side by side along one direction.
  • the duct module is formed of an insulating material and coupled to each of the plurality of flow passage units.
  • the size of the space required to electrically insulate between the plurality of conductive parts and the plurality of flow path parts positioned adjacent to the plurality of conductive parts is reduced. Accordingly, the power conversion module and the power supply device including the same may be miniaturized.
  • a plurality of conducting parts that are respectively energized with an external power supply and a load are disposed spaced apart from each other.
  • a plurality of flow passage parts disposed adjacent to each of the plurality of conducting parts are also disposed spaced apart from each other.
  • a duct module made of an insulating material is disposed between the plurality of flow passage units.
  • insulation between the plurality of conducting parts can be guaranteed. Furthermore, since conduction between the plurality of flow path units is blocked, insulation between them may also be guaranteed.
  • the power conversion module according to the embodiment of the present invention and the power supply device including the power conversion module may have improved design freedom.
  • the flow path and the duct module extend in the same direction.
  • the duct module partially surrounds an outer circumference of the flow path unit and is coupled to the flow path unit.
  • a member for fastening the duct module and the passage unit may be coupled from the outside toward the inside.
  • FIG. 1 is a partially opened perspective view showing a power supply device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a power conversion module included in the power supply device of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a perspective view from another angle illustrating the power conversion module of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating the power conversion module of FIG. 2 .
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the power conversion module of FIG. 2 from another angle.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a flow path unit and a duct module included in the power conversion module of FIG. 2 .
  • FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a flow path unit and a duct module of FIG. 6 .
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a first flow path member among the flow paths of FIG. 6 .
  • FIG. 9 is a perspective view showing the duct module of FIG. 6;
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a second flow path member among flow paths of FIG. 6 .
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a flow path formed inside the flow path unit and the duct module of FIG. 6 .
  • Words and terms used in this specification and claims are not construed as limited in their ordinary or dictionary meanings, but in accordance with the principle that the inventors can define terms and concepts in order to best describe their inventions. It should be interpreted as a meaning and concept that corresponds to the technical idea.
  • conductive means that one or more members are connected to transmit current or electrical signals.
  • the current may be formed in a wired form by a wire member or the like or a wireless form such as Wi-Fi, Bluetooth, or RFID.
  • communication means that one or more members are fluidly connected to each other.
  • the communication may be formed by opening the insides of each member to each other or by other members such as conduits and pipes.
  • fluid used in the following description refers to any material that can be deformed according to the shape of the accommodated space and moved by external force or pressure.
  • the fluid may be provided in a gas phase or a liquid phase.
  • the fluid may be provided with air (air).
  • a power supply device 1 according to an embodiment of the present invention is disclosed.
  • the power supply device 1 is energized with an external power source and load.
  • the power supply device 1 may step-up or step-down the power transmitted from an external power source and transmit it to an external load.
  • the power supply device 1 includes a power conversion module 10 , a frame 20 and a door 30 .
  • the power conversion module 10 substantially performs a role of boosting or stepping down the transmitted power.
  • the power conversion module 10 is energized with an external power source and load.
  • a plurality of power conversion modules 10 may be provided.
  • the plurality of power conversion modules 10 may be configured to supply power to each other and step-up or step-down the power independently of each other. As the number of power conversion modules 10 is adjusted, supply power of the power supply device 1 may be adjusted.
  • the power conversion modules 10 may be disposed adjacent to each other. In the illustrated embodiment, a plurality of power conversion modules 10 are arranged side by side along the vertical and horizontal directions. The arrangement of the power conversion module 10 may be changed according to the shape of the power supply device 1 .
  • the power conversion module 10 can effectively cool heat generated in the process of stepping up or stepping down the supplied power. This will be explained in a separate section.
  • the power conversion module 10 is accommodated inside the frame 20 .
  • the frame 20 forms the outline of the power supply device 1 .
  • a space is formed inside the frame 20 so that various components of the power supply device 1 can be mounted.
  • the power conversion module 10 may be accommodated in the inner space of the frame 20 .
  • the frame 20 may be of any shape capable of accommodating the various components of the power supply device 1 .
  • the frame 20 is formed in the shape of a square pillar with an open front side.
  • the space of the frame 20 is opened and closed by the door 30 .
  • the door 30 is rotatably coupled to one open side of the frame 20, the front side in the illustrated embodiment. As the door 30 rotates, the space can be opened or closed. A worker may access the power conversion module 10 by manipulating the door 30 .
  • a busbar (not shown) may be provided to energize the plurality of power conversion modules 10 to the outside.
  • the bus bar (not shown) extends between the space of the frame 20 and the outside, and may be energized with an external power source and load.
  • bus bar (not shown) may be energized to each of the plurality of power conversion modules 10, thereby allowing the plurality of power conversion modules 10 to be energized with an external power supply and a load.
  • a fluid to be described later that is, a fluid for cooling the components of the power conversion module 10 may be a fluid that has stayed inside the frame 20 . That is, the fluid introduced into the frame 20 may be a fluid that has been filtered at least once.
  • the fluid may flow into the power conversion module 10 in a state in which dust or floating matter is removed. Accordingly, damage to the power conversion module 10 due to fluid introduced for cooling may be prevented.
  • FIGS. 2 to 10 a power conversion module 10 according to an embodiment of the present invention is shown.
  • the power conversion module 10 may receive power from an external power source, boost or step down the power, and transmit the power to an external load.
  • the power conversion module 10 may be provided in a modular manner. That is, each of the plurality of power conversion modules 10 may perform a voltage transformation operation.
  • the plurality of power conversion modules 10 are energized with each other, so that the total capacity of the power supply device 1 can be adjusted.
  • the power conversion module 10 As the power conversion module 10 operates, a lot of heat is generated inside the power conversion module 10 . When the generated heat stays inside the power conversion module 10, components of the power conversion module 10 may be damaged by the heat. In addition, there is a concern that the operating efficiency of the power conversion module 10 may decrease due to the generated heat.
  • the power conversion module 10 is configured to effectively cool both the components of the high pressure region and the components of the low pressure region. Furthermore, the power conversion module 10 according to an embodiment of the present invention can improve cooling efficiency by simply forming fluid flow paths for cooling the components.
  • the power conversion module 10 includes a housing 100 , a blowing member 200 and a conductive part 300 .
  • the power conversion module 10 further includes a flow path part 400 and a duct module 500, which will be described separately.
  • the housing 100 forms the outer shape of the power conversion module 10 .
  • the housing 100 is a part where the power conversion module 10 is exposed to the outside.
  • a space is formed inside the housing 100 to accommodate components of the power conversion module 10 .
  • the conductive part 300, the flow path part 400, and the duct module 500 may be accommodated in the space of the housing 100.
  • the housing 100 accommodates various components of the power conversion module 10 and may have any shape that can be accommodated in the frame 20 .
  • the housing 100 has a quadrangular cross-section and has a quadrangular pillar shape extending in the front-back direction. It will be appreciated that the extending direction of the housing 100 is the same as the extending direction of the frame 20 .
  • a fluid for cooling its components may flow along the extending direction of the housing 100 . Accordingly, the flow path of the fluid may be simplified and cooling efficiency may be improved. A detailed description thereof will be described later.
  • the housing 100 may be separated in various forms. In the embodiment shown in FIG. 4 , the upper portion of the housing 100 may be configured to be separated from other portions. In the above embodiment, components of the power conversion module 10 may be accommodated inside the housing 100 in a vertical direction.
  • the first cover 110 and the second cover 120 which will be described later, are opened so that the components of the power conversion module 10 extend in the extending direction of the housing 100, in the illustrated embodiment. It can be accommodated inside the housing 100 in the front-back direction.
  • the housing 100 includes a first cover 110, a second cover 120, a handle member 130 and an accommodation space 140.
  • the first cover 110 forms one end of the extension direction of the housing 100, a front side end in the illustrated embodiment.
  • the first cover 110 surrounds the space formed inside the housing 100, that is, the accommodation space 140 from the front side.
  • the first cover 110 When the power conversion module 10 is accommodated in the frame 20 , the first cover 110 is positioned on the front side of the frame 20 . When the operator opens the door 30, the first cover 110 may be exposed to the user. Accordingly, various manipulation modules (not shown) for controlling the operation of the power conversion module 10 are provided on the first cover 110, so that the operator can function as a control panel for controlling the power conversion module 10. .
  • the blowing member 200 is coupled to the first cover 110 .
  • the blowing member 200 may be operated in a state coupled to the first cover 110 to suck in outside air and flow it into the inner space of the housing 100 .
  • the first conduction module 310 of the conduction unit 300 may be coupled to the first cover 110 .
  • the first terminal 311 of the first power module 310 may be coupled to the first cover 110 to be partially exposed.
  • the first terminal 311 is electrically connected to the outside, and low voltage power can be supplied.
  • the handle member 130 may be coupled to the first cover 110 .
  • a worker may grip the power conversion module 10 by using the handle member 130 or may insert or withdraw the power conversion module 10 from the frame 20 .
  • the first cover 110 forms one end of the housing 100 and may be provided in any shape in which the blowing member 200 and the first conduction module 310 of the conduction unit 300 can be coupled. .
  • the first cover 110 is provided in a rectangular plate shape having a width in a left-right direction, a height in an up-down direction, and a thickness in a front-back direction.
  • the shape of the first cover 110 may be changed according to the shapes of other components of the frame 20 and the housing 100 .
  • the first cover 110 includes a first inlet 111 and a second inlet 112 .
  • the first inlet 111 is formed through the first cover 110 .
  • the first inlet 111 communicates the outside of the housing 100 with the receiving space 140 .
  • the first fan 210 of the blowing member 200 may be disposed in the first inlet 111 to form a transfer force for introducing an external fluid into the accommodation space 140 .
  • the introduced fluid may exchange heat with the components of the power conversion module 10 accommodated in the accommodating space 140 and then be discharged to the outside of the housing 100 through the first discharge unit 121 .
  • the first inlet 111 is located adjacent to the second inlet 112 .
  • the first inlet 111 is located on the left side of the second inlet 112, which is the flow path 400 and the duct module 500 communicating with the second inlet 112 It is due to being biased towards the right side.
  • the location of the first inlet 111 may be changed according to the locations of the second inlet 112 and the flow path 400 and the duct module 500 communicating with the second inlet 112 .
  • the first inlet 111 is formed to have a rectangular cross section.
  • the first fan 210 of the blowing member 200 is disposed in the first inlet 111 to generate a transfer force for sucking an external fluid.
  • the second inlet 112 is formed through the first cover 110 .
  • the second inlet 112 communicates with the outside of the flow path 400 and the duct module 500 accommodated in the accommodation space 140 of the housing 100 .
  • the external fluid may pass through the second inlet 112 by the transfer force provided by the second fan 220 of the blowing member 200 and enter the flow path 400 and the duct module 500 .
  • the entered fluid may be discharged to the outside of the housing 100 through the second discharge unit 122 after heat exchange with the components of the power conversion module 10 .
  • the second inlet 112 is positioned adjacent to the first inlet 111 .
  • the second inlet 112 is located on the right side of the first inlet 111, which is the flow path portion 400 and the duct module 500 communicating with the second inlet 112 It is due to being biased towards the right side.
  • the position of the second inlet 112 may be changed according to the position of the first inlet 111 and the positions of the flow path 400 and the duct module 500 communicating with the second inlet 112. there is.
  • the second inlet 112 is formed to have a rectangular cross section.
  • the second fan 220 of the blowing member 200 is disposed in the second inlet 112 to generate a transfer force for sucking an external fluid.
  • the second inlet 112 is formed to have a rectangular cross section.
  • the second inlet 112 may be partitioned into a plurality of spaces by the first partition member 412 of the first flow path member 410 . A detailed description thereof will be described later.
  • the second cover 120 forms the other end of the extension direction of the housing 100, the rear side end in the illustrated embodiment.
  • the second cover 120 surrounds the space formed inside the housing 100, that is, the accommodation space 140 from the rear side.
  • the second cover 120 is located on the rear side of the frame 20. Therefore, even if the operator opens the door 30, the second cover 120 is positioned away from the operator.
  • the second conduction module 320 of the conduction unit 300 may be coupled to the second cover 120 .
  • the second terminal 321 of the second power supply module 320 may be coupled to the second cover 120 to be partially exposed.
  • the second terminal 321 is energized with the outside, and high voltage power can be energized.
  • the worker is physically separated from the second energization module 320, which has a relatively high risk, and safety accidents can be prevented.
  • the second cover 120 includes a first discharge portion 121 and a second discharge portion 122 .
  • the first discharge part 121 is formed through the second cover 120 .
  • the first discharge unit 121 communicates the outside of the housing 100 with the receiving space 140 .
  • the fluid entering the accommodation space 140 of the housing 100 by the first fan 210 of the blowing member 200 exchanges heat with the components of the power conversion module 10 and then discharges the first outlet 121. Through this, it can be discharged to the outside of the housing 100.
  • the first outlet 121 is positioned adjacent to the second outlet 122 .
  • the first discharge unit 121 is located on the upper side of the second discharge unit 122, which is the flow path portion 400 and the duct module 500 communicating with the second discharge unit 122 due to being located on the lower side.
  • the position of the first discharge part 121 may be changed according to the positions of the second discharge part 122 and the flow path part 400 and the duct module 500 communicating with the second discharge part 122 .
  • the first discharge part 121 is formed by having a plurality of openings extending in the vertical direction positioned adjacent to each other in the left and right directions.
  • the first discharge part 121 may extend in various directions such as a left-right direction or an oblique direction.
  • the second discharge part 122 is formed through the second cover 120 .
  • the second discharge unit 122 communicates with the outside of the flow path unit 400 and the duct module 500 accommodated in the accommodating space 140 of the housing 100 .
  • the fluid entering the flow path 400 and the duct module 500 by the second fan 220 of the blowing member 200 exchanges heat with the components of the power conversion module 10, and then returns to the second outlet 122. It can be discharged to the outside of the housing 100 through.
  • the second outlet 122 is positioned adjacent to the first outlet 121 .
  • the second discharge unit 122 may be disposed at any location that can communicate with the flow path unit 400 and the duct module 500 . In the illustrated embodiment, the second discharge unit 122 is located below the first discharge unit 121 .
  • the second discharge part 122 is formed to have a rectangular cross section.
  • the second discharge unit 122 may be partitioned into a plurality of spaces by the second partition member 422 of the second flow path member 420 . A detailed description thereof will be described later.
  • the handle member 130 is a part gripped by an operator. A worker may carry the power conversion module 10 by gripping the handle member 130 or may insert or withdraw the power conversion module 10 from the frame 20 .
  • the handle member 130 is coupled to the first cover 110 .
  • the handle member 130 extends from the first cover 110 toward the outer side, the front side in the illustrated embodiment.
  • the handle member 130 extends in the vertical direction and is coupled to the first cover 110 at a plurality of points.
  • the portion where the handle member 130 is coupled to the first cover 110 may extend in the direction in which the housing 100 extends, in the illustrated embodiment, in the forward and backward directions.
  • the accommodating space 140 is a space formed inside the housing 100 .
  • the accommodation space 140 is formed surrounded by the outer circumference of the housing 100, the first cover 110 and the second cover 120.
  • the accommodation space 140 is not exposed to the outside by the outer periphery of the housing 100, the first cover 110, and the second cover 120.
  • Components of the power conversion module 10 are accommodated in the accommodating space 140 .
  • the conducting part 300, the flow path part 400, and the duct module 500 are accommodated in the accommodating space 140.
  • the accommodation space 140 is electrically connected to the outside. Specifically, the first energization module 310 and the second energization module 320 of the energization unit 300 accommodated in the accommodating space 140 may be energized with an external power source or load, respectively.
  • the conduction may be formed by a conducting wire member (not shown) or the like.
  • the receiving space 140 communicates with the outside. Specifically, the accommodation space 140 communicates with the outside by the first inlet 111 and the first outlet 121 formed in the first cover 110 . Fluid for cooling the components of the power conversion module 10 may be introduced into the accommodation space 140 by the first inlet 111 and the first fan 210 disposed in the first inlet 111 .
  • the introduced fluid flows in the accommodation space 140 and exchanges heat with the components of the power conversion module 10 to cool the components.
  • the heat-exchanged fluid may be discharged to the outside of the accommodation space 140 through the first discharge unit 121 .
  • the accommodating space 140 may be formed in a shape corresponding to the shape of the housing 100 .
  • the housing 100 has a rectangular cross-section and has a rectangular column shape extending in the front-rear direction, and the accommodation space 140 has a hollow shape formed inside the rectangular column.
  • the blowing member 200 generates a conveying force for flowing fluid outside the housing 100 into the accommodation space 140 or the flow path 400 and the duct module 500 .
  • the external fluid may continuously flow into the accommodation space 140 or the flow path 400 and the duct module 500 by the transfer force. Accordingly, a process in which external fluid is introduced into the accommodation space 140 or the flow path 400 and the duct module 500, heat-exchanged, and then discharged can continuously proceed.
  • the blowing member 200 may be provided in any form capable of providing a conveying force to the fluid.
  • the blowing member 200 is provided as a fan including a plurality of blades.
  • the blowing member 200 is rotatably coupled to the housing 100 .
  • the blowing member 200 may be coupled to one end of the extension direction of the housing 100 .
  • the blowing member 200 is rotatably coupled to the first cover 110 located on the front side.
  • the blowing member 200 may be energized with an external power source and receive power and control signals for operation.
  • a plurality of blowing members 200 may be provided.
  • the plurality of blowing members 200 may generate a transfer force for flowing external fluids into the accommodation space 140 and the flow path 400 (and the duct module 500 communicating with the flow path 400), respectively. there is.
  • two blowing members 200 are provided, including a first fan 210 and a second fan 220 .
  • the first fan 210 generates a transfer force for introducing an external fluid into the accommodation space 140 .
  • the first fan 210 is rotatably coupled to the first cover 110 .
  • the first fan 210 may be located on a flow path through which the outside and the accommodation space 140 communicate. In the illustrated embodiment, the first fan 210 is positioned on the first inlet 111 . As the first fan 210 operates, external fluid may flow into the accommodation space 140 through the first inlet 111 .
  • a second fan 220 is positioned adjacent to the first fan 210 .
  • the second fan 220 generates a transfer force for introducing an external fluid into the flow path unit 400 and the duct module 500 communicating with the flow path unit 400 .
  • the second fan 220 is rotatably coupled to the first cover 110 .
  • the second fan 220 may be located on a flow path through which the outside and the flow path unit 400 or the duct module 500 communicate with each other.
  • the second fan 220 is positioned on the second inlet 112 .
  • external fluid may flow into the flow path 400 and the duct module 500 through the second inlet 112 .
  • the direction and speed of rotation may be controlled independently of each other. Accordingly, fluids of different flow rates flow in the accommodating space 140 and the flow path unit 400 (and the duct module 500 communicating with the flow path unit 400) according to the operating state of the power conversion module 10. and can exchange heat with other components.
  • the conductive part 300 is a component through which the power conversion module 10 is energized with an external power supply and a load.
  • the conduction unit 300 may be conducted with an external power source, a load, and other power conversion modules 10 through the above-described bus bar (not shown).
  • the conductive unit 300 substantially serves to boost or step down the received power.
  • the conducting unit 300 may be configured to receive a high-voltage, low-frequency alternating current (AC) and output a low-voltage direct current (DC) by converting a frequency, stepping up, or stepping down the voltage.
  • the energizing unit 300 may include a plurality of energizing modules 310 and 320 to control high-voltage alternating current and low-voltage direct current, respectively.
  • the characteristics of the current passing through the plurality of energization modules 310 and 320 may be changed. That is, in the following description, the first energization module 310 is energized with an external load to transmit low-voltage direct current to the load, and the second energization module 320 is energized with an external power source to receive high-voltage, low-frequency alternating current. presupposes
  • the first energization module 310 may be energized with an external power source to receive low-voltage direct current
  • the second energization module 320 may be energized with an external load to transmit high-voltage, low-frequency alternating current.
  • the conducting part 300 is coupled to the housing 100 . Some components of the conductive part 300 may be partially exposed to the outside by being coupled to the first cover 110 or the second cover 120 . The conductive part 300 may be energized with an external power source or load through the portion exposed to the outside.
  • the other components of the conductive part 300 are accommodated in the accommodating space 140 .
  • the other components of the conductive part 300 may be electrically connected to some of the components.
  • the conducting unit 300 includes a first conducting module 310, a second conducting module 320 and a transformer module 330.
  • One of the first energization module 310 and the second energization module 320 may be energized with an external power source to receive power to be transformed, and the other may be energized with an external load to transmit the transformed power.
  • an external power source to receive power to be transformed
  • an external load to transmit the transformed power.
  • the first energization module 310 may be energized with an external load to deliver step-down power.
  • step-down power that is, low-voltage power may be passed through the first conduction module 310 .
  • the first energization module 310 may be referred to as a “low voltage module”.
  • the power transmitted by the first energization module 310 to the external load may be low voltage DC power.
  • step-down power is energized through the first energization module 310 .
  • the first energization module 310 is energized with an external load.
  • the step-down power ie, low-voltage power
  • the step-down power may be delivered to an external load through the first energization module 310 .
  • the first energization module 310 is energized with the transformer module 330 .
  • the first energization module 310 is energized with the second energization module 320 through the transformer module 330 .
  • Power transmitted to the second energization module 320 may be stepped down by the transformer module 330 and transmitted to the first energization module 310 .
  • power transmitted from the transformer module 330 to the first energization module 310 may be low-voltage DC power.
  • the first conducting module 310 is partially accommodated in the accommodating space 140 . That is, some components of the first energization module 310 may be exposed to the outside of the housing 100 , and other components of the first energization module 310 may be accommodated in the accommodation space 140 .
  • the first conducting module 310 may be located on one side of the receiving space 140 . In other words, the first conduction module 310 may be positioned biasedly on any one of the first cover 110 and the second cover 120 . In the illustrated embodiment, the first conducting module 310 is located on the first cover 110 located on the front side. The first conducting module 310 is positioned adjacent to the first cover 110 .
  • the first cover 110 is a portion positioned adjacent to a worker approaching the power supply device 1 .
  • the possibility of a safety accident may be reduced.
  • the conducting unit 300 is configured to step down the power
  • frequent adjustment of the low voltage power may be required according to the load situation.
  • the first energization module 310 through which low-voltage power is energized is disposed adjacent to the first cover 110 located on the front side. The operator can adjust the output power, that is, the low-voltage power in various ways as needed by using various manipulation modules (not shown) disposed on the first cover 110 .
  • the first conducting module 310 is positioned adjacent to the flow path part 400 . Specifically, the first conduction module 310 is located adjacent to the first cover 110, that is, the first flow path member 410 located biased toward the front side.
  • the first conducting module 310 may be disposed in contact with the first flow path member 410 . Accordingly, the heat generated in the first conduction module 310 can be transferred to the first flow path member 410 quickly and in a high amount, so that the cooling efficiency of the first conduction module 310 can be improved.
  • the first energization module 310 may include an arbitrary component for receiving low voltage power from the transformer module 330 and transmitting the received low voltage power to an external load.
  • the first conducting module 310 may include a plurality of switching devices.
  • the first conducting module 310 includes a first terminal 311 and a first PCB 312.
  • the first terminal 311 is energized with an external load and transfers the received low-voltage power (ie, low-voltage DC power) to the external load.
  • the first terminal 311 is electrically connected to the external load and transformation module 330 .
  • the first terminal 311 may be exposed to the outside of the housing 100 .
  • the first terminal 311 may pass through any one of the first cover 110 and the second cover 120 and be exposed to the outside. In the illustrated embodiment, the first terminal 311 penetrates through the first cover 110 located on the front side and is exposed to the outside.
  • a plurality of first terminals 311 may be provided. Each of the plurality of first terminals 311 may be connected to an external load. In the illustrated embodiment, two first terminals 311 are provided and spaced apart from each other along the left and right directions.
  • the first terminal 311 may be located on one side of the first cover 110 in the height direction. In the illustrated embodiment, the first terminal 311 is located on the upper side of the first cover 110, which is due to the first PCB 312 being located on the upper side of the first flow path member 410. The location of the first terminal 311 may be changed according to the location of the first PCB 312 .
  • the first PCB 312 is operated by receiving a control signal for controlling the operation of the first conducting module 310 .
  • the first PCB 312 may receive a control signal by being energized with an external manipulation module (not shown).
  • the first PCB 312 is electrically connected to the first terminal 311 .
  • conduction between the first terminal 311 and the external load or transformation module 330 may be controlled. Since the process of controlling the conduction of low voltage power by the first PCB 312 is a well-known technique, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first PCB 312 is accommodated in the accommodating space 140 .
  • the first PCB 312 may be located on one side of the extension direction of the receiving space 140 .
  • the first PCB 312 is located close to the front side of the accommodation space 140 and is located adjacent to the first cover 110 .
  • the first PCB 312 is positioned adjacent to the flow path part 400 . Specifically, the first PCB 312 is positioned adjacent to the first flow path member 410 positioned biased toward the front side. The first PCB 312 may be disposed at an arbitrary position adjacent to the first flow path member 410 . In the illustrated embodiment, the first PCB 312 is positioned above the first flow path member 410 .
  • the first PCB 312 may contact the first flow path member 410 .
  • the first flow path member 410 may function as a heat sink that directly receives heat generated from the first PCB 312 .
  • the first energizing module 310 may be cooled by exchanging heat with each fluid introduced into the accommodation space 140 and the flow path 400 . A detailed description thereof will be described later.
  • the second energization module 320 may receive high-voltage power by being energized with an external power source.
  • power to be subjected to frequency conversion and step-down that is, high-voltage power
  • the second energization module 320 may be referred to as a “high voltage module”.
  • the power transmitted to the second energization module 320 may be high-voltage, low-frequency AC power.
  • high-voltage power that is, power to be stepped down is energized through the second power supply module 320 .
  • the second conduction module 320 is conducted with an external power source.
  • High-voltage, low-frequency AC power ie, high-voltage power
  • high-voltage power which is a step-down target, may be transferred from an external power source through the second energization module 320 .
  • the second energization module 320 is energized with the transformer module 330 . Also, the second energization module 320 is energized with the first energization module 310 through the transformer module 330 .
  • the power transmitted to the second energization module 320 may be frequency-converted into high-voltage, high-frequency AC power by the second energization module 320 and transmitted to the transformer module 330 .
  • the second conducting module 320 is partially accommodated in the receiving space 140 . That is, some components of the second energization module 320 may be exposed to the outside of the housing 100 , and other components of the second energization module 320 may be accommodated in the accommodation space 140 .
  • the second conducting module 320 may be located on the other side of the receiving space 140 .
  • the second conduction module 320 may be located on the other side of the first cover 110 and the second cover 120 .
  • the second conduction module 320 is located on the second cover 120 located on the rear side.
  • the second conducting module 320 is positioned adjacent to the second cover 120 .
  • the second cover 120 is a part positioned away from the operator accessing the power supply device 1 . That is, since relatively high-voltage power is energized through the second energization module 320 disposed away from the worker, the possibility of a safety accident may be reduced.
  • the conducting unit 300 is configured to step down power
  • high-voltage power is applied to the power conversion module 10 from an external power source. Therefore, the second energization module 320 through which high-voltage power is energized may suffice with relatively infrequent adjustments compared to the first energization module 310 through which low-voltage power is energized. As a result, the efficient operation of the power supply device 1 may be possible while ensuring the safety of the operator.
  • the second conducting module 320 is positioned adjacent to the flow path part 400 . Specifically, the second conduction module 320 is positioned adjacent to the second cover 120, that is, the second flow path member 420 positioned biased toward the rear side.
  • the second conduction module 320 may be disposed to come into contact with the second flow path member 420 . Accordingly, the heat generated in the second conduction module 320 can be transferred to the second passage member 420 quickly and in a high amount, so that the cooling efficiency of the second conduction module 320 can be improved.
  • the second energization module 320 may include an arbitrary component for receiving high-voltage power from an external power source, frequency-converting the received power, and transmitting the frequency-converted power to the transformer module 330 .
  • the second conduction module 320 may include a plurality of switching elements.
  • the second conducting module 320 includes a second terminal 321 and a second PCB 322.
  • the second terminal 321 is energized with an external power source, and receives high-voltage power (ie, high-voltage, low-frequency AC power).
  • the transmitted high-voltage, low-frequency power is frequency-converted into high-voltage, high-frequency AC power by the second energization module 320 and then transmitted to the transformer module 330 .
  • the second terminal 321 is electrically connected to the external power and transformer module 330 .
  • the second terminal 321 may be exposed to the outside of the housing 100 .
  • the second terminal 321 may be exposed to the outside by passing through the other one of the first cover 110 and the second cover 120 .
  • the second terminal 321 penetrates through the second cover 120 located on the rear side and is exposed to the outside.
  • a plurality of second terminals 321 may be provided. Each of the plurality of second terminals 321 may be connected to an external power source. In the illustrated embodiment, two second terminals 321 are provided and spaced apart from each other along the vertical direction.
  • the second terminal 321 may be located on one side of the second cover 120 in the width direction. In the illustrated embodiment, the second terminal 321 is located on the left side of the second cover 120 because the second PCB 322 is located on the left side of the second flow path member 420 . A location of the second terminal 321 may be changed according to a location of the second PCB 322 .
  • the second PCB 322 is operated by receiving a control signal for controlling the operation of the second conducting module 320 .
  • the second PCB 322 may receive a control signal by being energized with an external manipulation module (not shown).
  • the second PCB 322 is electrically connected to the second terminal 321 .
  • conduction between the second terminal 321 and the external power or transformer module 330 may be controlled. Since the process of controlling the conduction of high-voltage power by the second PCB 322 is a well-known technique, a detailed description thereof will be omitted.
  • the second PCB 322 is accommodated in the accommodating space 140 .
  • the second PCB 322 may be located on the other side of the extension direction of the receiving space 140 .
  • the second PCB 322 is located on the rear side of the accommodating space 140 and is located adjacent to the second cover 120 .
  • the second PCB 322 is positioned adjacent to the flow path part 400 . Specifically, the second PCB 322 is located adjacent to the second flow path member 420 located on the rear side. The second PCB 322 may be disposed at an arbitrary position adjacent to the second flow path member 420 . In the illustrated embodiment, the second PCB 322 is positioned above the second flow path member 420 .
  • the second PCB 322 may contact the second flow path member 420 .
  • the second flow path member 420 may function as a heat sink that directly receives heat generated from the second PCB 322 .
  • the second energizing module 320 may be cooled by exchanging heat with each of the fluids introduced into the accommodation space 140 and the flow path 400 . A detailed description thereof will be described later.
  • the aforementioned first energization module 310 and the second energization module 320 may be physically and electrically spaced apart from each other. That is, the first energization module 310 and the second energization module 320 are not directly contacted or not directly energized.
  • first energization module 310 and the second energization module 320 may be disposed spaced apart from each other along the extending direction of the housing 100 .
  • first energization module 310 and the second energization module 320 are spaced apart from each other along the front-back direction.
  • the flow path portion 400 and the duct module 500 may be disposed in the same direction as the direction in which the first conduction module 310 and the second conduction module 320 are spaced apart. there is.
  • the flow path formed inside the flow path unit 400 and the duct module 500 may also extend in the same direction as the above direction, that is, in the front-rear direction in the illustrated embodiment.
  • the flow of the cooling fluid is simplified, the cooling efficiency is improved, and the power conversion module 10 can be miniaturized. A detailed description thereof will be described later.
  • the transformer module 330 receives high-voltage high-frequency AC power from the second energization module 320 and steps it down to low-voltage high-frequency AC power.
  • the reduced-voltage power may be transmitted to an external load through the first energization module 310 .
  • the transformer module 330 may be provided in any form capable of receiving power of one voltage and converting it into power of another voltage.
  • the transformer module 330 is energized with the first energization module 310 .
  • the low-voltage, high-frequency AC power step-down by the transformer module 330 may be transmitted to the first energization module 310 .
  • the transformer module 330 is energized with the second energization module 320 .
  • the high-voltage, high-frequency AC power frequency-converted by the second energization module 320 may be transmitted to the transformer module 330 .
  • the transformation module 330 is accommodated in the accommodating space 140 .
  • the transformer module 330 is surrounded by the outer circumference of the housing 100 and is not exposed to the outside.
  • the transformer module 330 is located adjacent to the first energization module 310 and the second energization module 320 . In one embodiment, the transformer module 330 may be located between the first energization module 310 and the second energization module 320 along the extending direction of the housing 100 .
  • a member for energization between the transformer module 330 and the first and second energization modules 310 and 320 may be minimized. Furthermore, since the size of the space occupied by the conducting unit 300 is reduced, the size of the power conversion module 10 may be reduced.
  • Transformer module 330 is positioned adjacent to duct module 500 .
  • the transformer module 330 is located on the left side of the duct module 500.
  • the transformer module 330 may be disposed at an arbitrary position that can be energized with the first energization module 310 and the second energization module 320 .
  • the outer circumferential surface of the transformer module 330 may include a plurality of concave and convex portions. In the above embodiment, the creepage distance of the outer circumferential surface of the transformer module 330 is increased, so that a sufficient creepage distance can be secured for insulation.
  • the above-described conducting unit 300 is configured to frequency-convert and step down the received power.
  • the conducting unit 300 may be configured to frequency-convert and boost the received power.
  • the conducting direction is opposite to the conducting direction according to the above description.
  • the power to be transformed may be transmitted to the first electricity supply module 310, boosted through the transformer module 330, and transferred to the outside through the second electricity supply module 320.
  • the function of the above-described energizing unit 300 will be described based on the energizing direction of power. In the following description, it is assumed that power applied from an external power source through the second power supply module 320 is transferred to an external load via the transformer module 330 and the first power supply module 310 .
  • High-voltage, low-frequency AC power is transmitted from an external power source to the second energization module 320 .
  • the second energization module 320 frequency-converts high-voltage, low-frequency AC power into high-voltage, high-frequency AC power.
  • the frequency-converted high-voltage, high-frequency AC power is transmitted to the transformer module 330 .
  • the transformer module 330 steps down the high-voltage, high-frequency AC power into low-voltage, high-frequency AC power.
  • the step-down low-voltage high-frequency AC power is transmitted to the first energization module 310 .
  • the first energization module 310 frequency-converts the low-voltage, high-frequency AC power into low-voltage, low-frequency AC power.
  • the first energization module 310 may convert the frequency of the converted power to 0, that is, low voltage DC power.
  • the converted low-voltage DC power is delivered to an external load.
  • the power conversion module 10 includes a flow path part 400 and a duct module 500 .
  • the passage part 400 and the duct module 500 function as a passage through which heat generated as the power conversion module 10 operates is discharged.
  • the flow path unit 400 and the duct module 500 communicate with the outside, so that external fluid can flow into the flow path unit 400 and the duct module 500 .
  • the introduced air exchanges heat with the flow path part 400 and cools the components of the power conversion module 10 and then can be discharged to the outside again.
  • a plurality of flow path units 400 may be provided and may be disposed adjacent to the first energizing module 310 and the second energizing module 320 , respectively.
  • a fluid for cooling the first energization module 310 and the second energization module 320 may flow inside the plurality of flow passage parts 400 .
  • the duct module 500 may communicate with the plurality of passage units 400 to form a single passage through which the fluid can flow.
  • the flow path unit 400 and the duct module 500 according to an embodiment of the present invention are arranged side by side along one direction, the flow path formed therein may also be formed along the one direction. Accordingly, the flow of the fluid for cooling the components of the power conversion module 10 is simplified, and the flow speed and heat exchange efficiency thereof can be improved.
  • the receiving space 140 of the housing 100 may communicate with the outside at a plurality of locations.
  • the external fluid may directly flow into the accommodation space 140 through the first inlet 111 formed in the first cover 110 .
  • external fluid may flow into the flow path 400 and the duct module 500 through the second inlet 112 formed in the first cover 110 .
  • the flow path 400 together with the duct module 500 forms a flow path for fluid introduced to cool components of the power conversion module 10 .
  • the passage part 400 communicates with the outside of the housing 100 and the duct module 500, respectively.
  • the passage part 400 is accommodated in the accommodating space 140 .
  • the flow path part 400 may be located close to one space of the accommodating space 140 .
  • the passage part 400 is located on the right side of the accommodating space 140 .
  • the flow path part 400 communicates with the outside through the first cover 110 . Specifically, the flow path 400 communicates with the outside through the second inlet 112 formed in the first cover 110 . External fluid may flow into the flow path 400 through the second inlet 112 .
  • the flow path part 400 communicates with the outside through the second cover 120 . Specifically, the flow path part 400 communicates with the outside through the second discharge part 122 formed on the second cover 120 .
  • the heat-exchanged fluid may be discharged to the outside of the housing 100 through the second discharge unit 122 .
  • the passage part 400 is located adjacent to the blowing member 200 . Specifically, a portion of the passage portion 400 communicating with the second inlet portion 112, in the illustrated embodiment, the front side end is located adjacent to the second fan 220. When the second fan 220 is operated, the external fluid flows into the flow path 400 through the second inlet 112 as described above.
  • the flow path part 400 is located adjacent to the conducting part 300 .
  • the flow path part 400 may be disposed to come into contact with the conducting part 300 .
  • heat generated in the conducting part 300 is quickly transferred to the flow path part 400, so that the cooling efficiency of the conducting part 300 can be improved.
  • a plurality of energizing units 300 may be provided including the first energizing module 310 and the second energizing module 320 . Accordingly, a plurality of flow path units 400 including the first flow path member 410 and the second flow path member 420 may be provided and positioned adjacent to the first and second power supply modules 310 and 320, respectively. there is.
  • the plurality of passage parts 400 may communicate with the duct module 500 respectively.
  • the passage part 400 may be formed of a material having high thermal conductivity. This is to improve the cooling efficiency of the conducting part 300 by quickly receiving the heat generated from the conducting part 300 and transferring it to the fluid flowing therein.
  • the flow path portion 400 may be formed of an aluminum (Al) or copper (Cu) material.
  • the flow path part 400 can have a space in which fluid can flow, can exchange heat with the conducting part 300, and can have an arbitrary shape capable of transferring the received heat to the flowing fluid.
  • the channel portion 400 has a rectangular cross-section and has a rectangular column shape extending in the front-rear direction.
  • the flow path unit 400 includes a first flow path member 410 and a second flow path member 420 .
  • the first flow path member 410 is positioned adjacent to either one of the first energizing module 310 and the second energizing module 320 and is configured to exchange heat with the one of the energizing modules. That is, the first flow path member 410 is configured to cool any one of the energization modules.
  • the first flow path member 410 is positioned adjacent to the first conducting module 310 located on the front side, and is configured to receive heat from the first conducting module 310 .
  • the first flow path member 410 may extend in the same direction as the extending direction of the housing 100 . In the illustrated embodiment, the first flow path member 410 extends in the front-rear direction.
  • the extension length of the first passage member 410 may be formed shorter than the extension length of the second passage member 420 . This causes the first energization module 310 disposed adjacent to the first flow path member 410 to generate relatively less heat than the second energized module 320 disposed adjacent to the second flow path member 420. is due to
  • the first energization module 310 that is energized with an external load is configured to output low-voltage DC power without a conversion process into AC power. Therefore, additional components (eg, switching elements, etc.) for frequency conversion of DC power to AC power are not required. Accordingly, the amount of heat generated from the first energizing module 310 is reduced compared to the case where the additional components are provided.
  • the second energization module 320 that is energized with an external power source requires a component for frequency-converting the received high-voltage, low-frequency AC power into high-voltage, high-frequency AC power. Therefore, the amount of heat generated in the second power module 320 is greater than the amount of heat generated in the first power module 310 .
  • the amount of fluid required for cooling also increases, so that the length of the second flow path member 420 disposed adjacent to the second energization module 320 is formed longer.
  • the extension lengths of the first flow path member 410 and the second flow path member 420 have a magnitude relationship according to the number of switching elements provided in the first power module 310 and the second power module 320, respectively. It will be appreciated that may change.
  • the extension length of the first passage member 410 is It may be formed longer than the extended length of the second flow path member 420 .
  • the extension length of the first flow path member 410 may be changed according to a fluid flow distance required for cooling the first energization module 310 .
  • the first flow path member 410 is coupled to the first cover 110 .
  • One end of the extension direction of the first flow path member 410, in the illustrated embodiment, the front end is coupled to the first cover 110.
  • the first flow path member 410 communicates with the second inlet 112 formed in the first cover 110 .
  • the first flow path member 410 is coupled to the duct module 500 .
  • the other end of the first passage member 410 in the extension direction, in the illustrated embodiment, the rear end is coupled to the duct module 500 .
  • the first flow path member 410 communicates with the duct module 500 .
  • the space formed inside the other end of the extension direction of the first flow path member 410, the rear end in the illustrated embodiment communicates with the duct space 515 of the duct module 500.
  • the first flow path member 410 is disposed to face the second flow path member 420 with the duct module 500 interposed therebetween. That is, in the embodiment shown in FIG. 4 , the first flow path member 410, the duct module 500, and the second flow path member 420 are sequentially disposed from the front side toward the rear side.
  • the first flow path member 410 is positioned adjacent to the first conducting module 310 .
  • the first flow path member 410 may be placed in contact with a component of the first conducting module 310, for example, the first PCB 312.
  • the first flow path member 410 can function as a heat sink of the first conducting module 310 .
  • the first flow path member 410 includes a first flow path space 411 , a first partition member 412 , a first fan fastening hole 413 and a first support wall 414 .
  • the first passage space 411 is a space formed inside the first passage member 410 .
  • the first passage space 411 functions as a passage through which the introduced external fluid flows.
  • the first passage space 411 extends in the extension direction of the first passage member 410, in the front-rear direction in the illustrated embodiment. Each end of the extending direction of the first passage space 411, in the illustrated embodiment, a front end and a rear end are respectively formed open. The front end of the first passage space 411 communicates with the second inlet 112 . The rear side end of the first passage space 411 communicates with the duct space 515 of the duct module 500 .
  • the first passage space 411 may have an arbitrary shape through which the introduced external fluid can flow.
  • the first passage space 411 has a rectangular cross section corresponding to the shape of the first passage member 410 and has a rectangular column shape extending in the front and rear directions.
  • a first partition member 412 is disposed in the first passage space 411 .
  • the first partition member 412 partitions the first passage space 411 into a plurality of spaces.
  • the plurality of spaces divided by the first partition member 412 may be physically spaced apart from each other, and passages through which the introduced fluid flows may be formed independently.
  • the first partition member 412 extends in the extension direction of the first flow path member 410, in the front-rear direction in the illustrated embodiment.
  • Each end of the first partition member 412 in the extension direction, and in the illustrated embodiment, the front end and the rear end may be disposed on the same plane as each end of the first passage member 410 in the extension direction.
  • the first partition member 412 may extend from the first passage space 411 by the same length as the first passage member 410 .
  • the fluid introduced through the second inlet 112 is plural by the first partition member 412. It is divided into two flows and may enter the first passage space 411 .
  • the first partition member 412 may be provided in a plate shape.
  • the first partition member 412 has a width equal to the width of the first passage space 411 (that is, the length in the left and right directions), and the length of the first passage member 410 (that is, the front and back sides). length in the direction) and is provided in a rectangular plate shape having a thickness in the direction of the height of the first flow path member 410 (that is, the length in the vertical direction).
  • the cross section of the first partition member 412 may be smaller than the cross section of each space in which the first passage space 411 is divided.
  • a plurality of first partition members 412 may be provided.
  • the plurality of first partition members 412 may be spaced apart from each other, and a space in which the first passage space 411 is partitioned may be disposed between adjacent first partition members 412 .
  • the plurality of first partition members 412 extend in the width direction of the first flow path member 410, that is, in the left-right direction, and extend in the height direction of the first flow path member 410, that is, in the vertical direction. are placed apart from each other. At this time, the plurality of spaces partitioned by the plurality of first partition members 412 extend in the left and right directions.
  • the plurality of first partition members 412 extend in the height direction of the first flow path member 410, that is, in the vertical direction, and are spaced apart from each other in the width direction of the first flow path member 410, that is, in the left and right directions. and can be placed.
  • the plurality of spaces partitioned by the plurality of first partition members 412 may extend in the vertical direction.
  • the plurality of first partition members 412 may extend parallel to each other. In the above embodiment, the amount of fluid flowing in the plurality of partitioned spaces may be adjusted uniformly with each other.
  • the flow path of the fluid formed in the first passage space 411 is formed in a straight line shape. It can be.
  • the fluid introduced into each partitioned space may flow slightly along the left and right directions, but most of the flow is formed from the front side toward the rear side. Therefore, the speed of the flow formed in each partitioned space is increased, so that the cooling speed and efficiency can be improved.
  • each partitioned space the fluids flowing in each partitioned space are not mixed with each other until they enter the duct module 500. Therefore, no turbulence is formed in each partitioned space, so that the fluid can flow more smoothly.
  • the fluid flowing in a pair of spaces adjacent to each other among the partitioned spaces exchanges heat through the first partition member 412. It can be. Therefore, while the fluid flows through the first flow path member 410, heat exchange can be performed between the fluids, so that the cooling speed and efficiency can be improved.
  • distances between the plurality of spaces partitioned by the plurality of first partition members 412 and the first conducting module 310 may be different from each other. Therefore, the amount of heat transferred to the fluid flowing in each of the plurality of spaces may also be different. If the above situation is maintained, cooling efficiency of the power conversion module 10 may decrease.
  • the power conversion module 10 is configured such that the fluid flowing in each partitioned space can be mixed at least once in the duct module 500 .
  • each of the energization modules 310 and 320 can be more effectively cooled, which will be described in detail later.
  • the first fan fastening hole 413 is a portion where the second fan 220 of the blowing member 200 is coupled to the first flow path member 410 .
  • the first fan fastening hole 413 is formed at one end of the first flow path member 410 in the extending direction, at the front side end in the illustrated embodiment.
  • the first fan fastening hole 413 may be recessed at one end of the first flow path member 410 facing the first cover 110, a front side end in the illustrated embodiment. In one embodiment, the first fan fastening hole 413 may extend in the extension direction of the first flow path member 410, in the forward and backward directions in the illustrated embodiment. That is, in the above embodiment, the first fan fastening hole 413 may be formed through the extension direction of the first flow path member 410 .
  • the first fan fastening hole 413 may be disposed at a corner of the one end surface of the first flow path member 410 .
  • a plurality of first fan fastening holes 413 may be formed, and the plurality of first fan fastening holes 413 may be disposed at different positions.
  • first fan fastening holes 413 are formed.
  • the four first fan fastening holes 413 are respectively disposed at four corners of the one end of the first flow path member 410 having a rectangular cross section.
  • the number and arrangement of the first fan fastening holes 413 may be changed according to the number and arrangement of through-holes (reference numerals not given) formed in the second fan 220 .
  • An arbitrary fastening member (not shown) for fastening the second fan 220 may be inserted into and coupled to the first fan fastening hole 413 .
  • the fastening member (not shown) is provided as a screw member, and may be screwed into the first fan fastening hole 413 after passing through the first cover 110 and the second fan 220. .
  • the first fan fastening hole 413 is surrounded by the first support wall 414 .
  • the first support wall 414 forms a part of the surface of each end of the first flow path member 410 in the extending direction.
  • the first support wall 414 surrounds the first fan fastening hole 413 radially from the outside, and blocks any communication between the first fan fastening hole 413 and the first passage space 411 .
  • first supporting wall 414 may come into contact with the protrusions 516 and 517 of the duct module 500 to limit a distance at which the first flow path member 410 is inserted into the duct module 500 .
  • the first support wall 414 may be disposed at each end of the first flow path member 410 in the extension direction, and in the illustrated embodiment, at a corner of each surface of a front end and a rear end.
  • a plurality of first support walls 414 are formed, and the plurality of first support walls 414 surround the first fan fastening hole 413 at different positions, and the protrusions 516 of the duct module 500, 517) can be contacted.
  • first support walls 414 are formed on each side of each end, for a total of eight. Eight first supporting walls 414 are respectively disposed at four corners of the respective ends of the first flow path member 410 having a rectangular cross section.
  • first support walls 414 are provided, and each end in the extending direction may form a portion of each end surface of the first flow path member 410 in the extending direction. That is, in the above embodiment, the first support wall 414 may extend as long as the first flow path member 410 extends.
  • the first support wall 414 surrounds the first fan fastening hole 413 and is in contact with the protrusions 516 and 517 to limit the insertion length of the first flow path member 410 and the duct module 500.
  • the first flow path member 410 communicates with the second flow path member 420 through the duct module 500 .
  • the second flow path member 420 is positioned adjacent to the other one of the first energizing module 310 and the second energizing module 320, and is configured to exchange heat with the other energizing module. That is, the second flow path member 420 is configured to cool the other energizing module.
  • the second flow path member 420 is positioned adjacent to the second conducting module 320 located on the front side, and is configured to receive heat from the second conducting module 320 .
  • the second flow path member 420 may extend in the same direction as the extending direction of the housing 100 . In the illustrated embodiment, the second flow path member 420 extends in the front-rear direction.
  • the extended length of the second flow path member 420 may be formed longer than the extended length of the first flow path member 410 . This means that the heat generated in the second conduction module 320 adjacent to the second passage member 420 is relatively greater than that of the first conduction module 310 disposed adjacent to the first passage member 410. The reason for generating heat is as described above.
  • the extension length of the second flow path member 420 may be changed according to a fluid flow distance required for cooling the second power supply module 320 .
  • the second flow path member 420 is coupled to the duct module 500 .
  • One end of the extension direction of the second flow path member 420, in the illustrated embodiment, the front end is coupled to the duct module 500.
  • the second flow path member 420 communicates with the duct module 500 .
  • the one end of the extension direction of the second flow path member 420, the space formed inside the front end in the illustrated embodiment communicates with the duct space 515 of the duct module 500.
  • the second flow path member 420 is coupled to the second cover 120 .
  • One end of the extension direction of the second flow path member 420, in the illustrated embodiment, the rear side end is coupled to the second cover 120.
  • the second flow path member 420 communicates with the second outlet 122 formed on the second cover 120 .
  • the second flow path member 420 is disposed to face the first flow path member 410 with the duct module 500 interposed therebetween. That is, in the embodiment shown in FIG. 4 , the first flow path member 410, the duct module 500, and the second flow path member 420 are sequentially disposed from the front side toward the rear side.
  • the second flow path member 420 is positioned adjacent to the second conducting module 320 .
  • the second flow path member 420 may be placed in contact with a component of the second conducting module 320, for example, the second PCB 322.
  • the second flow path member 420 may function as a heat sink of the second conduction module 320 as described above.
  • the second flow path member 420 includes a second flow path space 421 , a second partition member 422 , a second fan fastening hole 423 and a second support wall 424 .
  • the second passage space 421 is a space formed inside the second passage member 420 .
  • the second passage space 421 functions as a passage through which the introduced external fluid flows.
  • the second passage space 421 extends in the extension direction of the second passage member 420, in the front-rear direction in the illustrated embodiment. Each end of the second flow path space 421 in the extending direction, in the illustrated embodiment, the front end and the rear end are respectively formed open.
  • the front side end of the second passage space 421 communicates with the duct space 515 .
  • the rear side end of the second passage space 421 communicates with the second discharge part 122 formed in the second cover 120 .
  • the second passage space 421 may have an arbitrary shape through which the introduced external fluid can flow.
  • the second passage space 421 has a rectangular cross-section corresponding to the shape of the second passage member 420 and has a rectangular column shape extending in the front-rear direction.
  • a second partition member 422 is disposed in the second passage space 421 .
  • the second partition member 422 partitions the second passage space 421 into a plurality of spaces.
  • the plurality of spaces divided by the second partition member 422 may be physically spaced apart from each other, and passages through which the introduced fluid flows may be formed independently.
  • the second partition member 422 extends in the extension direction of the second flow path member 420, in the front-rear direction in the illustrated embodiment.
  • Each end of the second partition member 422 in the extension direction, in the illustrated embodiment, the front end and the rear end may be disposed on the same plane as each end of the second passage member 420 in the extension direction.
  • the second partition member 422 may extend from the second passage space 421 by the same length as the second passage member 420 .
  • the fluid flowing in from the duct space 515 is divided into a plurality of flows by the second partition member 422, It may enter the second passage space 421 .
  • the second partition member 422 may be provided in a plate shape.
  • the second partition member 422 has a width equal to the width of the second flow path space 421 (ie, the length in the left and right direction), and the length of the second flow path member 420 (ie, front and back). length in the direction) and is provided in a rectangular plate shape having a thickness in the direction of the height of the second flow path member 420 (that is, the length in the vertical direction).
  • the cross section of the second partition member 422 may be smaller than the cross section of each space in which the second passage space 421 is divided.
  • a plurality of second partition members 422 may be provided.
  • the plurality of second partition members 422 may be spaced apart from each other, and a space in which the second passage space 421 is partitioned may be disposed between adjacent second partition members 422 .
  • the plurality of second partition members 422 extend in the width direction of the second flow path member 420, that is, in the left-right direction, and extend in the height direction of the second flow path member 420, that is, in the vertical direction. are placed apart from each other. At this time, the plurality of spaces partitioned by the plurality of second partition members 422 extend in the left and right directions.
  • the plurality of second partition members 422 extend in the height direction of the second flow path member 420, that is, in the vertical direction, and are spaced apart from each other in the width direction of the second flow path member 420, that is, in the left and right directions. and can be placed.
  • the plurality of spaces partitioned by the plurality of second partition members 422 may extend in the vertical direction.
  • the plurality of second partition members 422 may extend parallel to each other. In the above embodiment, the amount of fluid flowing in the plurality of partitioned spaces may be adjusted uniformly with each other.
  • the structure and arrangement of the plurality of first partition members 412 may be the same as the structure and arrangement of the plurality of second partition members 422 .
  • the fluid flow path formed in the second flow path space 421 is formed in a straight line. It can be.
  • the fluid introduced into each partitioned space may flow slightly along the left and right directions, but most of the flow is formed from the front side toward the rear side. Therefore, the speed of the flow formed in each partitioned space is increased, so that the cooling speed and efficiency can be improved.
  • each partitioned space the fluids flowing in each partitioned space are not mixed with each other until they are discharged to the outside of the housing 100. Therefore, no turbulence is formed in each partitioned space, so that the fluid can flow more smoothly.
  • the second flow path member 420 is formed of a material having high thermal conductivity
  • the fluid flowing in a pair of spaces adjacent to each other among the partitioned spaces exchanges heat through the second partition member 422. It can be. Therefore, while the fluid flows through the second flow path member 420, heat exchange can be performed between the fluids, so that the cooling speed and efficiency can be improved.
  • the second fan fastening hole 423 is a portion where the blowing member 200 is coupled to the second flow path member 420 .
  • the second fan fastening hole 423 is formed at one end of the extension direction of the second flow path member 420, at the front end in the illustrated embodiment.
  • the second fan fastening hole 423 may be recessed at one end of the second flow path member 420 facing the first cover 110, a front side end in the illustrated embodiment. In one embodiment, the second fan fastening hole 423 may extend in the extension direction of the second flow path member 420, in the forward and backward directions in the illustrated embodiment. That is, in the above embodiment, the second fan fastening hole 423 may be formed through the extension direction of the second flow path member 420 .
  • the second fan fastening hole 423 may be disposed at a corner of the one end surface of the second flow path member 420 .
  • a plurality of second fan fastening holes 423 may be formed, and the plurality of second fan fastening holes 423 may be disposed at different positions.
  • the four second fan fastening holes 423 are formed.
  • the four second fan fastening holes 423 are respectively disposed at four corners of the one end of the second flow path member 420 having a quadrangular cross section.
  • the number and arrangement of the second fan fastening holes 423 may be changed according to the number and arrangement of through holes (reference numerals not given) formed in the blowing member 200 .
  • An arbitrary fastening member (not shown) for fastening the blowing member 200 may be inserted into and coupled to the second fan fastening hole 423 .
  • the fastening member (not shown) is provided as a screw member, and may be screwed into the second fan fastening hole 423 after passing through the first cover 110 and the blowing member 200 .
  • the second flow path member 420 is disposed on the rear side and is not coupled to the separate blowing member 200 .
  • the blowing member 200 may be coupled to the second fan fastening hole 423 .
  • the second fan fastening hole 423 is surrounded by the second supporting wall 424 .
  • the second support wall 424 forms a part of the surface of each end of the second flow path member 420 in the extending direction.
  • the second support wall 424 surrounds the second fan fastening hole 423 radially outwardly, and blocks any communication between the second fan fastening hole 423 and the second passage space 421 .
  • the second support wall 424 may come into contact with the protrusions 516 and 517 of the duct module 500 to limit a distance at which the second flow path member 420 is inserted into the duct module 500 .
  • the second support wall 424 may be disposed at each end of the second flow path member 420 in the extending direction, at the corner of each side of the front end and the rear end in the illustrated embodiment.
  • a plurality of second support walls 424 are formed, and the plurality of second support walls 424 surround the second fan fastening hole 423 at different positions, and the protrusions 516 of the duct module 500, 517) can be contacted.
  • second support walls 424 are formed on each side of each end, for a total of eight. Eight second supporting walls 424 are respectively disposed at four corners of the respective ends of the second flow path member 420 having a quadrangular cross section.
  • each end in the extending direction may form a part of each end surface of the second flow path member 420 in the extending direction. That is, in the above embodiment, the second support wall 424 may extend as long as the second flow path member 420 extends.
  • the second support wall 424 surrounds the second fan fastening hole 423 and is in contact with the protrusions 516 and 517 to limit the insertion length of the second flow path member 420 and the duct module 500.
  • the first flow path member 410 and the second flow path member 420 may be coupled to the duct module 500 , respectively.
  • the first passage space 411 of the first passage member 410, the duct space 515, and the second passage space 421 communicate with each other.
  • the outer periphery of the first flow path member 410 and the second flow path member 420 may be surrounded by the duct module 500 and coupled to the duct module 500 .
  • the power conversion module 10 includes a duct module 500 .
  • the first flow path member 410 and the second flow path member 420 are physically and electrically separated from each other. This is to secure an insulation state between the first and second conduction modules 310 and 320 in which the first passage member 410 and the second passage member 420 are positioned adjacent to each other. That is, the first energization module 310 and the second energization module 320 are energized only by the transformer module 330 .
  • the fluid flowing in the first flow path member 410 to cool the first energization module 310 and the fluid flowing in the second flow path member 420 to cool the second energization module 320 are separate. It is common to be provided with a flow. Accordingly, the degree of freedom in the design of the power conversion module 10 is reduced, and there is a limit to miniaturization of the size.
  • the power conversion module 10 includes the duct module 500.
  • the duct module 500 may maintain insulation between the first flow path member 410 and the second flow path member 420, that is, an electrical separation state. A sufficient creepage distance between the first flow path member 410 and the second flow path member 420 may be secured by the duct module 500 .
  • the duct module 500 forms a flow path extending between the first flow path member 410 and the second flow path member 420, so that the fluid flowing in the single flow path passes through the components of the power conversion module 10. It can be made cool.
  • the duct module 500 is coupled to the first flow path member 410 and the second flow path member 420 , respectively.
  • the duct module 500 forms a passage extending between the first passage member 410 and the second passage member 420 .
  • the duct module 500 communicates with the first flow path member 410 and the second flow path member 420 , respectively.
  • the first flow path member 410 and the second flow path member 420 may communicate with each other through the duct module 500 .
  • the duct module 500 is positioned between the first flow path member 410 and the second flow path member 420 .
  • the first flow path member 410 and the second flow path member 420 are spaced apart from each other in an extending direction, that is, in a front-back direction.
  • the duct module 500 is positioned between the first flow path member 410 and the second flow path member 420 that are spaced apart from each other.
  • the duct module 500 extends in the same direction as the first flow path member 410 and the second flow path member 420 .
  • One end of the duct module 500 in the extension direction is coupled to the first flow path member 410 .
  • the other end of the duct module 500 in the extension direction is coupled to the second flow path member 420 .
  • the duct module 500 extends in the front-back direction, and its front end is coupled to the first flow path member 410 and its rear end is coupled to the second flow path member 420.
  • a space is formed inside the duct module 500 .
  • the spaces communicate with the first passage space 411 of the first passage member 410 and the second passage space 421 of the second passage member 420 , respectively.
  • the duct module 500 may be formed of a non-conductive material. This is to block any conduction between the first flow path member 410 and the second flow path member 420 to which the duct module 500 is coupled.
  • the duct module 500 may be formed of a material having high thermal conductivity. This is for heat exchange in the form of conduction with the first flow path member 410 and the second flow path member 420 coupled to the duct module 500 . In addition, in the above embodiment, heat remaining in the accommodation space 140 is also transferred to the duct module 500, so that cooling efficiency can be improved.
  • the duct module 500 may have an arbitrary shape capable of forming a fluid flow path for cooling by being coupled to and communicating with the first flow path member 410 and the second flow path member 420, respectively.
  • the duct module 500 has a rectangular cross-section and has a rectangular column shape extending in the extending direction of the housing 100, that is, in the front-rear direction.
  • the duct module 500 includes a first conduction module 310 (and a first passage member 410 positioned adjacent thereto) and a second passage module 320 (and a second passage member 420 positioned adjacent thereto) ) can be extended by a length sufficient to electrically insulate it. That is, the extended length of the duct module 500 may be formed beyond a sufficient creepage distance for insulation between the first flow path member 410 and the second flow path member 420 .
  • extension length of the duct module 500 may be configured to increase in proportion to a potential difference between each end of the extension direction of the duct module 500 .
  • the first flow path member 410 and the second flow path member 420 coupled to each end of the duct module 500 generate power supplied to the first electricity supply module 310 and the second electricity supply module 320, respectively. It may be maintained at a voltage corresponding to the voltage. Therefore, the difference in voltage between the respective ends of the duct module 500 may be understood as a difference in voltage between the first flow path member 410 and the second flow path member 420 .
  • the length of the duct module 500 electrically insulates the first flow path member 410 and the second flow path member 420, and the power that is passed through the first flow path member 410 and the second flow path member 420. It will be appreciated that it increases according to the potential difference of
  • the extension length of the duct module 500 may be determined in proportion to a potential difference between electric power energized through the first energizing module 310 and electric power energized through the second conducting module 320 .
  • the duct module 500 surrounds the first flow path member 410 and the second flow path member 420 from the outside and may be coupled to the first flow path member 410 and the second flow path member 420 .
  • the front side end of the duct module 500 surrounds the outer circumference of the rear side end of the first flow path member 410 .
  • the rear side end of the duct module 500 surrounds the front side end of the second flow path member 420 .
  • the duct module 500 can be applied without excessive structural changes of the first flow path member 410 and the second flow path member 420 .
  • the duct module 500 includes a duct body 510 and a flow path coupling part 520 .
  • the duct body 510 forms the body and exterior of the duct module 500 .
  • the duct body 510 extends in the extension direction of the duct module 500, in the front-rear direction in the illustrated embodiment.
  • the duct body 510 may be divided into a plurality of parts. Each of the plurality of parts constitutes a different part of the duct body 510 and may be combined to form the duct body 510 .
  • the duct body 510 includes a first portion 510a forming one portion and a second portion 510b forming another portion.
  • the first portion 510a forms one portion of the duct body 510, the upper and left sides in the illustrated embodiment.
  • the second portion 510b forms the other portions of the duct body 510, the lower and right sides in the illustrated embodiment.
  • Each of the first part 510a and the second part 510b may include at least one bend part.
  • a predetermined angle formed by each plate may be a right angle.
  • the first portion 510a includes a single number of plates forming an upper portion, a single number of plates forming a left portion, and a plurality of bent portions in which the plates are engaged at a predetermined angle.
  • the second part 510b includes a single plate forming the right part, a single plate forming the lower part, and a plurality of bent parts in which the plates are coupled at a predetermined angle.
  • the upper, lower, left, and right sides of the duct body 510 may be closed.
  • the first part 510a and the second part 510b are disposed to surround the space formed inside the duct body 510, that is, the duct space 515.
  • the first part 510a and the second part 510b extend in the direction in which the duct body 510 extends, in the illustrated embodiment, in the front-rear direction.
  • the passage coupling part 520 is coupled to each end of the first part 510a and the second part 510b in the extension direction.
  • first outer circumference 521a of the first flow path coupling part 521 is at the front end of the first part 510a, and the first outer circumference 522a of the second flow path coupling part 522 is at the rear end. ) are combined.
  • the second outer circumference 522b of the first flow path coupling part 521 is provided at the front end of the second part 510b, and the second outer circumference 522b of the second flow path coupling part 522 is formed at the rear end thereof.
  • Each end of the first portion 510a and the second portion 510b may be formed to partially surround the first flow path member 410 and the second flow path member 420 .
  • the front end of the first portion 510a and the front end of the second portion 510b are disposed to surround the rear end of the first flow path member 410, respectively.
  • the rear end of the first portion 510a and the rear end of the second portion 510b are disposed to surround the front end of the second flow path member 420 , respectively.
  • the rear side end of the first flow path member 410 and the front side end of the second flow path member 420 are partially accommodated in a duct space 515 to be described later. A detailed description thereof will be described later.
  • the duct body 510 has a first surface 511, a second surface 512, a third surface 513, a fourth surface 514, a duct space 515, a first protrusion ( 516) and a second protrusion 517.
  • the first surface 511 , the second surface 512 , the third surface 513 , and the fourth surface 514 each form one surface of the duct body 510 .
  • the duct body 510 can be divided into a first part 510a and a second part 510b, a first surface 511, a second surface 512, and a third surface 513.
  • the fourth surface 514 may be said to form part of the first portion 510a and the second portion 510b, respectively.
  • the first surface 511 is the upper surface of the duct body 510
  • the second surface 512 is the lower surface of the duct body 510
  • the third surface 513 is the duct body 510.
  • the first to fourth surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 extend in the extending direction of the duct body 510 , in the illustrated embodiment, in the front-rear direction. Each end of the first to fourth surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 in the extending direction may partially surround the first flow path member 410 and the second flow path member 420 .
  • front end portions of the first to fourth surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 are disposed to surround the rear end portion of the first flow path member 410 .
  • Rear end portions of the first to fourth surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 are disposed to surround the front end portion of the second flow path member 420 .
  • a space formed surrounded by the first to fourth surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 , that is, a space formed inside the duct body 510 may be defined as a duct space 515 .
  • the duct space 515 is a space in which fluid introduced into the first passage space 411 from the outside flows.
  • the duct space 515 is formed inside the duct body 510 and is surrounded by the first to fourth surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 .
  • the duct space 515 is a space formed surrounded by the first part 510a and the second part 510b.
  • the duct space 515 is formed through the inside of the duct body 510 .
  • the duct space 515 extends along the duct body 510, and each end of the extension direction is formed open to communicate with the outside.
  • the front side end of the duct space 515 communicates with the first passage space 411, and the rear side end of the duct space 515 communicates with the second passage space 421.
  • Fluid introduced into the first passage space 411 from the outside may absorb heat and flow toward the duct space 515 .
  • the fluid introduced into the duct space 515 may be mixed and then flow toward the second passage space 421 and discharged to the outside of the housing 100 .
  • the duct space 515 may be of any shape within which fluid may flow.
  • the duct space 515 is a space having a rectangular column shape extending in the front-rear direction and having a rectangular cross-section, similar to the duct body 510 having a rectangular column shape.
  • a separate member may not be provided inside the duct space 515 .
  • the duct space 515 is formed as a void. Accordingly, the fluids respectively introduced into a plurality of spaces formed by partitioning the first passage space 411 by the first partition member 412 may be mixed in the duct space 515 .
  • branches of fluids flowing in the first passage space 411 and absorbing different amounts of heat are mixed in the duct space 515 and may exchange heat with each other. Accordingly, the fluid introduced into the duct space 515 may enter the second passage space 421 after being in a thermal equilibrium state.
  • cooling efficiency of components of the power conversion module 10 may be improved. A detailed description thereof will be described later.
  • the first protrusion 516 limits the length of coupling between the duct module 500 and the first flow path member 410 . As the first flow path member 410 is inserted into the duct module 500, the first protrusion 516 comes into contact with one end of the first flow path member 410 in the extending direction, the rear end in the illustrated embodiment. can Accordingly, the first flow path member 410 may be accommodated in the duct space 515 only as long as the predetermined length.
  • the first protrusion 516 extends along the duct body 510 to limit a coupled length between the duct module 500 and the second flow path member 420 .
  • the first protrusion 516 is brought into contact with one end of the second flow path member 420 in the extending direction, the front end in the illustrated embodiment. can Accordingly, the second flow path member 420 may also be accommodated in the duct space 515 only as long as the preset length.
  • the first protrusion 516 may protrude toward the duct space 515 from any one or more of the first to fourth surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 . In the embodiment shown in FIG. 9 , the first protrusion 516 protrudes toward the duct space 515 from the fourth side 514 located on the right side.
  • the first protrusion 516 may extend along one or more surfaces coupled thereto. That is, in the illustrated embodiment, the first protrusion 516 may extend in the front-back direction like the fourth surface 514 .
  • Each end of the extending direction of the first protrusion 516, the front side end and the rear side end in the illustrated embodiment, is any one surface, the front side end and the rear side of the fourth surface 514 in the illustrated embodiment. It can be located on the same plane as the side end.
  • a front end may be disposed to come into contact with the first support wall 414 of the first passage member 410 .
  • the other end of the extension direction of the first protrusion 516, the rear end in the illustrated embodiment may be disposed to be in contact with the second support wall 424 of the second flow path member 420.
  • the first protrusion 516 may be disposed adjacent to another surface continuous with the one surface. That is, the first protrusion 516 can be positioned as close as possible to the other side surrounding the duct space 515 .
  • the first protrusion 516 does not obstruct the fluid flowing in the duct space 515 .
  • the first protrusion 516 may be spaced apart from a fastening member (not shown) penetrating the passage coupling part 520 .
  • the second protrusion 517 is located at a different position from the first protrusion 516 .
  • the second protrusion 517 limits the combined length of the duct module 500 and the first flow path member 410 .
  • the second protrusion 517 comes into contact with one end of the first flow path member 410 in the extension direction, the rear end in the illustrated embodiment. can Accordingly, the first flow path member 410 may be accommodated in the duct space 515 only as long as the predetermined length.
  • the second protrusion 517 extends along the duct body 510 and limits the length of coupling between the duct module 500 and the second flow path member 420 .
  • the second protrusion 517 comes into contact with one end of the second flow path member 420 in the extending direction, the front end in the illustrated embodiment. can Accordingly, the second flow path member 420 may also be accommodated in the duct space 515 only as long as the preset length.
  • the second protrusion 517 may protrude toward the duct space 515 from any one or more of the first to fourth surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 . In the embodiment shown in FIG. 9 , the second protrusion 517 protrudes toward the duct space 515 from the third side 513 located on the left side.
  • the second protrusion 517 may extend along one or more surfaces coupled thereto. That is, in the illustrated embodiment, the second protrusion 517 may extend in the front-back direction like the third surface 513 .
  • Each end of the second protrusion 517 in the extending direction, the front side end and the rear side end in the illustrated embodiment, are the front side end and the rear side end of the third side 513 in the illustrated embodiment. It can be located on the same plane as the side end.
  • the front end may be disposed to come into contact with the first support wall 414 of the first flow path member 410 .
  • the other end of the second protrusion 517 in the extension direction, the rear end of the second protrusion 517 in the illustrated embodiment may be disposed to come into contact with the second support wall 424 of the second passage member 420 .
  • the second protrusion 517 may be disposed adjacent to another surface continuous with the one surface. That is, the second protrusion 517 may be located as close as possible to the other surface surrounding the duct space 515 .
  • the second protrusion 517 does not interfere with the fluid flowing in the duct space 515 .
  • the second protrusion 517 may be spaced apart from a fastening member (not shown) penetrating the passage coupling part 520 .
  • Each of the first protrusion 516 and the second protrusion 517 may be formed to minimize its cross section. This is to prevent the flow of the fluid flowing in the duct space 515.
  • the first protrusion 516 and the second protrusion 517 may be disposed at any position capable of limiting the insertion distance of the first flow path member 410 and the second flow path member 420 at a plurality of points.
  • the first protrusion 516 and the second protrusion 517 are disposed spaced apart from each other in an oblique direction of the duct space 515 .
  • the first protrusion 516 and the second protrusion 517 may be disposed above or below the duct space 515 .
  • a part of the outer circumference of the duct body 510 is surrounded by the flow path coupling part 520 .
  • the passage coupling part 520 couples the duct body 510 and the passage part 400 .
  • the passage coupling part 520 is coupled to the duct body 510 and the passage part 400, respectively, so that the first passage space 411, the second passage space 421, and the duct space 515 communicate with each other, sealed in the radial direction.
  • the passage coupling part 520 partially surrounds the outer circumference of the duct body 510 .
  • the flow path coupling portion 520 surrounds the outer circumference of each end in the front-back direction in the illustrated embodiment, which is a portion surrounding the flow path portion 400 of the outer circumference of the duct body 510 in its extending direction.
  • the passage coupling part 520 partially surrounds the outer circumference of each end of the first passage member 410 and the second passage member 420 coupled to the duct body 510 in the extension direction.
  • the first flow path coupling part 521 located on the front side partially surrounds the rear side end of the first flow path member 410 .
  • the second flow path coupling part 522 located on the rear side partially surrounds the front side end of the second flow path member 420 .
  • the first flow path coupling part 521 extends in the front-rear direction to surround the rear side end of the first flow path member 410 and the front side end of the duct body 510 .
  • the second flow path coupling portion 522 may be said to extend in the front-rear direction to surround the rear side end of the duct body 510 and the front side end of the second flow path member 420 .
  • first flow path member 410 and the second flow path member 420 are inserted into and coupled to a space communicated with the duct space 515 and surrounded by the flow coupling portion 520 .
  • a plurality of passage coupling parts 520 may be provided.
  • the plurality of passage coupling parts 520 may be coupled to the duct body 510 and the passage part 400 at different positions.
  • the flow path coupling part 520 is a first flow path coupling part 521 located on the front side of the duct body 510 and a second flow path coupling part located on the rear side of the duct body 510 ( 522).
  • the first passage coupling part 521 is located at one end of the duct body 510 in the extending direction, at the front end in the illustrated embodiment.
  • the first passage coupling part 521 is formed to surround the one end of the duct body 510 from the outside.
  • the first flow path coupling part 521 is coupled to one end of the duct body 510 and one end of the first flow path member 410 inserted into the one end, the rear side end in the illustrated embodiment.
  • the first passage coupling part 521 may be integrally formed with the duct body 510 or may be formed separately and coupled to the duct body 510 by welding or the like.
  • the first flow path coupling part 521 is coupled to the first flow path member 410 .
  • the coupling may be formed by a fastening member (not shown) such as a screw member.
  • a through hole (not shown) through which the fastening member (not shown) passes may be formed in the first flow path coupling part 521 .
  • the first flow path coupling part 521 may extend by a predetermined length in the extension direction of the duct body 510, in the front-rear direction in the illustrated embodiment.
  • the first flow path coupling part 521 is preferably formed long enough to overlap with the rear end of the first flow path member 410 accommodated in the duct space 515 in the radial direction.
  • the first flow path coupling part 521 may be divided into a plurality of parts.
  • a plurality of parts of the first passage coupling part 521 form parts on different sides and may be coupled to different surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 of the duct body 510 .
  • the first flow path coupling part 521 includes a first outer circumference 521a forming parts of the left side, upper side, and lower side, and a second outer circumference 521b forming a part of the upper side, right side, and lower side. do.
  • the first outer circumference 521a and the second outer circumference 521b surround the one end of the duct body 510, that is, the front side end, respectively.
  • the first outer circumference 521a partially surrounds the first surface 511 and the third surface 513 .
  • the second outer circumference 521b partially surrounds the second face 512 and the fourth face 514 .
  • the second flow passage coupling part 522 is located at the other end of the duct body 510 in the extension direction, at the rear side end in the illustrated embodiment.
  • the second passage coupling part 522 is formed to surround the other end of the duct body 510 from the outside.
  • the second flow path coupling part 522 is coupled to the other end of the duct body 510 and one end of the second flow path member 420 inserted into the other end, the front side end in the illustrated embodiment.
  • the second flow passage coupling portion 522 may be integrally formed with the duct body 510 or may be formed separately and coupled to the duct body 510 by welding or the like.
  • the second flow path coupling part 522 is coupled to the second flow path member 420 .
  • the coupling may be formed by a fastening member (not shown) such as a screw member.
  • a through hole (not shown) through which the fastening member (not shown) passes may also be formed in the second flow path coupling part 522 .
  • the second flow path coupling part 522 may extend by a predetermined length in the extension direction of the duct body 510, in the front-rear direction in the illustrated embodiment.
  • the second flow path coupling part 522 is preferably formed long enough to overlap with the front end of the second flow path member 420 accommodated in the duct space 515 in the radial direction.
  • the second flow path coupling part 522 may be divided into a plurality of parts.
  • a plurality of parts of the second passage coupling part 522 form parts on different sides and may be coupled to different surfaces 511 , 512 , 513 , and 514 of the duct body 510 .
  • the second flow path coupling portion 522 includes a first outer circumference 522a forming parts of the left side, upper side, and lower side, and a second outer circumference 522b forming a part of the upper side, right side, and lower side. do.
  • the first outer circumference 522a and the second outer circumference 522b respectively surround the other end, that is, the rear side end of the duct body 510 .
  • the first outer circumference 522a partially surrounds the first surface 511 and the third surface 513 .
  • the second outer circumference 522b partially surrounds the second face 512 and the fourth face 514 .
  • a plurality of concave and convex portions may be formed on the outer circumferential surface of the flow path unit 400 or the outer circumferential surface of the duct module 500 to increase the area.
  • the outer circumferential surface of the flow path unit 400 or the outer circumferential surface of the duct module 500 may be formed to have an area greater than or equal to an area required for electrical insulation. Accordingly, the length of the duct module 500, that is, the separation distance between the first flow path member 410 and the second flow path member 420 can be reduced, so that the power conversion module 10 can be further miniaturized.
  • each component of the power conversion module 10 is sufficiently electrically spaced apart, so that an insulation state can be guaranteed. Accordingly, as the flow path is simplified, the power conversion module 10 can be miniaturized and stably operated.
  • the fluid flowing into the power conversion module 10 may be the fluid remaining in the frame 20 . That is, the fluid flowing into the power conversion module 10 is in a state in which dust or floating matter is removed.
  • the flow path of the fluid flowing in the flow path unit 400 and the duct module 500 among fluids for cooling components is shown.
  • the cooling process for the accommodation space 140 itself may be performed together.
  • the external fluid may flow into the accommodation space 140 through the first inlet 111 formed in the first cover 110 .
  • the introduced fluid exchanges heat with various components disposed in the accommodating space 140 and cools the components, and then may be discharged to the outside through the first outlet 121 formed in the second cover 120 .
  • first flow path F1 used in the following description refers to the flow of fluid inside the first flow path member 410
  • second flow path F2 refers to the flow of fluid inside the second flow path member 420. It means the flow of fluid inside.
  • duct flow path (FD) refers to the flow of fluid inside the duct module 500 .
  • the external fluid receives a transfer force and passes through the second inlet 112 to the first passage space of the first passage member 410. (411).
  • the first passage space 411 is partitioned into a plurality of small spaces by a plurality of first partition members 412 . Accordingly, the first flow path F1 is formed into a plurality of branches extending from the plurality of small spaces by dividing the inflowed external fluid.
  • the first flow path member 410 may be formed of a material having high thermal conductivity. Therefore, heat exchange may proceed even between the plurality of branches forming the first flow path F1.
  • the first flow path F1 extends along the extension direction of the first flow path member 410 . That is, the upstream side of the first flow path F1 is located at the front side end of the first flow path space 411 communicating with the second inlet 112 . The downstream side of the first flow path F1 is located at the rear side end of the first flow path space 411 communicating with the duct space 515 and continues with the duct flow path FD.
  • the fluid passing through the first passage space 411 forms a duct passage FD.
  • the duct space 515 is formed as an empty space not provided with a member for a separate partition. Accordingly, the plurality of branches forming the first flow path F1 are mixed in the duct space 515 to form the duct flow path FD. As the plurality of branches absorbing different amounts of heat are mixed, the fluid forming the duct flow path FD exchanges heat with each other and can be adjusted to a thermal equilibrium state.
  • the fluid along the duct flow path FD may additionally exchange heat with the duct module 500 . Accordingly, cooling efficiency of the power conversion module 10 may be further improved.
  • the duct passage FD extends along the extension direction of the duct body 510 . That is, the upstream side of the duct flow path FD is located on the front side of the duct space 515 communicating with the first flow path space 411 . The downstream side of the duct flow path FD is located at the front side end of the second flow path space 421 communicating with the second flow path space 421, and is continuous with the second flow path F2.
  • the fluid passing through the duct space 515 forms the second flow path F2.
  • the second passage space 421 is also partitioned into a plurality of small spaces by a plurality of second partition members 422 . Accordingly, the fluid forming the second flow path F2 and the duct flow path FD is divided to form a plurality of branches extending from the plurality of small spaces.
  • the second flow path member 420 may also be formed of a material having high thermal conductivity. Therefore, heat exchange may proceed even between the plurality of branches forming the second flow path F2.
  • the second flow path F2 extends along the extension direction of the second flow path member 420 . That is, the upstream side of the second passage F2 is located at the front side end of the second passage space 421 communicating with the duct space 515 . The downstream side of the second flow path F21 is located at the rear side end of the second flow path space 421 communicating with the second outlet 122 of the second cover 120 .
  • the second flow path F2 is formed longer than the first flow path F1. This is because the second flow path member 420 in which the second flow path F2 is formed is located adjacent to the second conduction module 320 generating relatively more heat.
  • the fluid forming the second flow path F2 is discharged to the outside of the second flow path member 420 and the housing 100 through the second outlet 122 .
  • the discharged fluid is cooled inside the frame 20 and then introduced into the power conversion module 10 again and used to cool components of the power conversion module 10 .
  • housing 110 first cover
  • first inlet 112 second inlet
  • first fan 220 second fan
  • conducting unit 310 first conducting module
  • flow path part 410 first flow path member
  • first passage space 412 first partition member
  • first fan fastening hole 414 first support wall
  • duct body 510a first part
  • flow path coupling portion 521 first flow path coupling portion
  • 521a first outer circumference 521b: second outer circumference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 전력 변환 모듈은 외부의 전원 및 부하 중 어느 하나와 통전되는 제1 통전 모듈; 외부의 전원 및 부하 중 다른 하나와 통전되는 제2 통전 모듈; 및 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈과 각각 통전되어, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈 중 어느 하나의 모듈로부터 전력을 전달받고, 전달받은 상기 전력을 변압하여 다른 하나의 통전 모듈에 전달하는 변압 모듈을 포함하며, 상기 제1 통전 모듈, 상기 제2 통전 모듈 및 상기 변압 모듈은 일 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.

Description

전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치
본 발명은 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 냉각 효율이 향상된 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치에 관한 것이다.
변압기는 전자기 유도를 이용하여 교류 전압 또는 교류 전류의 값을 변환하는 장치를 통칭한다. 발전소에서 생성된 전력은 손실 전력을 최소화하기 위해 승압된 상태로 전송된다. 상기 상태로 부하에 전력이 전달될 경우, 기기의 손실 및 안전 사고의 발생 우려가 있으므로, 전달된 전력은 다시 강압되어 부하에 전달됨이 일반적이다.
전통적인 형태의 변압기는 고정된 변압 용량을 갖는 단일의 장치로 구비되어 설치되었다. 즉, 특정 위치에 설치된 변압기는 기 설정된 크기의 전력만을 변압하여 부하에 공급할 수 있게 구성됨이 일반적이다. 상기와 같은 변압기는 향후 전력 수요 및 공급 형태가 변경될 경우 능동적으로 대응하기 어렵다.
이에 최근에는, 전통적인 형태의 변압기의 단점을 개선한 모듈형 반도체 변압기가 활발히 개발되고 있다. 모듈형 반도체 변압기는 기 설정된 변압 용량을 갖게 형성되어, 서로 통전되는 복수 개의 변압 모듈을 포함한다. 모듈형 반도체 변압기의 변압 용량은 복수 개의 변압 모듈의 개수를 조정함으로써 용이하게 변경될 수 있다.
한편, 모듈형 반도체 변압기의 경우 복수 개의 변압 모듈의 절연 및 냉각이 중요한 요소로 부각된다. 즉, 전통적인 형태의 변압기의 경우, 설계 단계에서 구성 요소의 냉각 및 절연을 위한 배치가 수행될 수 있으므로, 변압기의 구성 요소 간의 절연 및 냉각이 큰 문제가 되지 않는다.
반면, 모듈형 반도체 변압기의 경우 운용시 구비될 변압 모듈의 개수 및 배치 방식 등이 설계 단계에서 확정되기 어렵다. 따라서, 모듈형 반도체 변압기를 구성하는 복수 개의 변압 모듈 간의 절연 및 냉각을 위한 방안이 요구된다.
더 나아가, 변압 모듈은 공간 상의 이점을 극대화하도록 소형의 크기로 형성됨이 일반적이다. 따라서, 변압 모듈 자체의 냉각 및 변압 모듈의 구성 요소 간의 절연 또한 중요한 요소이다.
그런데, 알려진 바와 같이, 크기의 소형화는 냉각 및 절연 효율과 대척점에 있다. 이에, 전기 장치를 모듈화하면서도 구성 요소의 냉각 및 절연을 달성하기 한 기술들이 소개된 바 있다.
한국등록특허문헌 제10-1545187호는 모듈식 전자 모듈들을 이용한 전원의 패키징을 개시한다. 구체적으로, 변압기 컴파트먼트 및 전력 셀 컴파트먼트를 수직 구성으로 제공하여, 냉각을 위한 공기가 평행 선형 경로를 통해 유동될 수 있는 구성을 개시한다.
그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 모듈식 전자 모듈들을 이용한 전원의 패키징은, 각 모듈들 간의 냉각을 위한 방안을 제공함에 그친다. 즉, 상기 선행문헌은 각 모듈들 자체를 구성하는 구성 요소를 효과적으로 냉각하기 위한 방안을 제시하지 못한다.
한국공개특허문헌 제10-2013-0049739호는 파워 반도체 모듈 냉각 장치를 개시한다. 구체적으로, 파워 반도체를 냉각하기 위한 냉각 유체의 누설을 방지할 수 있고, 냉각 효율의 저하를 억제할 수 있는 파워 반도체 모듈 냉각 장치를 개시한다.
그런데, 상기 선행문헌은 냉각을 위한 장치가 별도로 구비됨을 전제한다. 즉 상기 선행문헌이 개시하는 파워 반도체 모듈 냉각 장치는 파워 반도체 모듈에 결합되어 작동되는 것으로, 파워 반도체 모듈 자체에서 냉매를 유동시키기 위한 방안을 제시하지 못한다.
더 나아가, 상기 선행문헌들은 각 모듈을 구성하는 구성 요소 간의 절연을 유지하되, 각 모듈을 소형화하기 위한 기술적 과제에 대한 고찰을 개시하지 않는다.
한국등록특허문헌 제10-1545187호 (2015.08.18.)
한국공개특허문헌 제10-2013-0049739호 (2013.05.14.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구성 요소의 냉각을 위한 유체의 유로가 간명하게 형성될 수 있는 구조의 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구성 요소의 냉각 효율이 향상될 수 있는 구조의 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 크기의 소형화가 가능한 구조의 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구성 요소 간의 절연이 보장될 수 있는 구조의 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 냉각을 위한 유체가 다양한 경로로 유동될 수 있는 구조의 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외부의 전원 및 부하 중 어느 하나와 통전되는 제1 통전 모듈; 외부의 전원 및 부하 중 다른 하나와 통전되는 제2 통전 모듈; 및 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈과 각각 통전되어, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈 중 어느 하나의 모듈로부터 전력을 전달받고, 전달받은 상기 전력을 변압하여 다른 하나의 통전 모듈에 전달하는 변압 모듈을 포함하며, 상기 제1 통전 모듈, 상기 제2 통전 모듈 및 상기 변압 모듈은 일 방향을 따라 나란하게 배치되는, 전력 변환 모듈이 제공된다.
이때, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈에 인접하게 위치되어, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈과 열교환되게 구성되는 유로부; 및 상기 유로부와 연통되어, 상기 유로부와 함께 외부에서 유입된 유체가 유동되는 통로를 형성하는 덕트 모듈을 포함하며, 상기 유로부 및 상기 덕트 모듈은 상기 일 방향으로 연장 형성되어, 상기 유체는 상기 유로부의 내부 및 상기 덕트 모듈의 내부에서 상기 일 방향을 따라 유동되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 유로부는, 상기 일 방향으로 연장되어 그 연장 방향의 일 단부가 외부와 연통되는 제1 유로 부재; 및 상기 일 방향으로 연장되어 그 연장 방향의 일 단부가 외부와 연통되는 제2 유로 부재를 포함하는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
이때, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재는 상기 일 방향을 따라 서로 이격되어 배치되고, 상기 덕트 모듈은 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 사이에 위치되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 유로 부재는, 그 연장 방향의 타 단부가 상기 덕트 모듈과 연통되고, 상기 제2 유로 부재는, 그 연장 방향의 타 단부가 상기 덕트 모듈과 연통되어, 상기 유체는, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 중 어느 하나, 상기 덕트 모듈 및 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 중 다른 하나를 차례로 통과되게 유동되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
이때, 상기 제1 통전 모듈은 상기 제1 유로 부재에 인접하게 위치되고, 상기 제2 통전 모듈은 상기 제2 유로 부재에 인접하되 상기 제1 통전 모듈과 이격되게 위치되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 유로부는, 상기 일 방향으로 연장되며, 상기 제1 통전 모듈에 인접하게 위치되는 제1 유로 부재; 및 상기 일 방향으로 연장되며, 상기 제2 통전 모듈에 인접하게 위치되고, 상기 제1 유로 부재와 연통되는 제2 유로 부재를 포함하며, 상기 덕트 모듈은, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 사이에 위치되어, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재와 각각 연통되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
이때, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈은 서로 다른 개수의 스위칭 소자(switching device)를 각각 포함하고, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재는, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈 중 더 많은 개수의 상기 스위칭 소자를 포함하는 어느 하나의 모듈에 인접하게 위치되는 어느 하나의 유로 부재의 연장 길이가, 다른 하나의 연장 길이보다 길게 형성되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 덕트 모듈은 전기 절연(electric insulation)성 소재로 형성되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
이때, 상기 제1 통전 모듈, 상기 제2 통전 모듈, 상기 변압 모듈, 상기 유로부 및 상기 덕트 모듈을 수용하며, 상기 일 방향으로 연장 형성된 하우징을 포함하며, 상기 하우징은, 상기 유로부의 연장 방향의 일 단부와 결합되는 제1 커버; 및 상기 유로부의 연장 방향의 타 단부와 결합되는 제2 커버를 포함하는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 유로부의 내부 공간 및 상기 덕트 모듈의 내부 공간은, 상기 하우징의 내부 공간과 물리적으로 이격되어 연통이 차단되게 구성되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
이때, 상기 제1 커버는, 그 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 상기 일 단부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 유입부를 포함하고, 상기 제2 커버는, 그 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 상기 타 단부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 배출부를 포함하는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 유입부는, 상기 제1 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 하우징의 내부 공간과 상기 하우징의 외부를 연통하는 제1 유입부; 및 상기 제1 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 내부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 제2 유입부를 포함하고, 상기 배출부는, 상기 제2 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 하우징의 내부 공간과 상기 하우징의 외부를 연통하는 제1 배출부; 및 상기 제2 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 내부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 제2 배출부를 포함하는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
이때, 상기 유입부에 배치되어, 상기 하우징의 외부의 유체를 상기 유로부로 유동시키는 송풍 부재를 포함하는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 유입부는, 상기 제1 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 하우징의 내부 공간과 상기 하우징의 외부를 연통하는 제1 유입부; 및 상기 제1 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 내부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 제2 유입부를 포함하고, 상기 송풍 부재는, 상기 제1 유입부에 배치되어 상기 하우징의 외부의 유체를 상기 하우징의 상기 내부 공간으로 유동시키는 제1 팬; 및 상기 제2 유입부에 배치되어 상기 하우징의 외부의 유체를 상기 유로부의 내부로 유동시키는 제2 팬을 포함하는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
이때, 상기 유로부는, 그 내부에 관통 형성되어, 상기 유체가 유동되는 통로를 형성하는 유로 공간; 및 상기 유로 공간에 배치되며, 상기 일 방향을 따라 연장된 판 형으로 구비되어 상기 유로 공간을 복수 개의 공간으로 구획하는 분할 부재를 포함하여, 유입된 상기 유체는 분지되어 복수 개의 상기 공간에서 각각 유동되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 유로부는, 외부와 연통되어, 상기 유체가 유입되는 제1 유로 부재; 및 외부와 연통되어, 열교환된 상기 유체가 외부로 배출되는 제2 유로 부재를 포함하며, 상기 덕트 모듈은, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 사이에 위치되어, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재와 각각 연통되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
이때, 유입된 상기 유체는, 상기 제1 유로 부재, 상기 덕트 모듈 및 상기 제2 유로 부재의 내부 공간을 차례로 유동된 후 외부로 배출되며, 복수 개의 유동으로 분지되어 상기 제1 유로 부재의 복수 개의 상기 공간을 통과된 상기 유체는, 상기 덕트 모듈의 내부에 형성된 덕트 공간에서 혼합되는, 전력 변환 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 공간이 형성된 프레임; 및 외부의 전원 및 부하와 통전되고, 상기 프레임의 상기 공간에 수용되는 복수 개의 전력 변환 모듈을 포함하며, 상기 전력 변환 모듈은, 외부의 전원 및 부하 중 어느 하나와 통전되는 제1 통전 모듈; 외부의 전원 및 부하 중 다른 하나와 통전되는 제2 통전 모듈; 및 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈과 각각 통전되어, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈 중 어느 하나의 모듈로부터 전력을 전달받고, 전달받은 상기 전력을 변압하여 다른 하나의 통전 모듈에 전달하는 변압 모듈을 포함하며, 상기 제1 통전 모듈, 상기 제2 통전 모듈 및 상기 변압 모듈은 일 방향을 따라 나란하게 배치되고, 복수 개의 상기 전력 변환 모듈은 타 방향을 따라 나란하게 배치되어, 복수 개의 상기 전력 변환 모듈에 구비되는 복수 개의 상기 제1 통전 모듈은 상기 일 방향의 일측에 치우치게 배치되고, 복수 개의 상기 전력 변환 모듈에 구비되는 복수 개의 상기 제2 통전 모듈은 상기 일 방향의 타측에 치우치게 배치되는, 전력 공급 장치가 제공된다.
이때, 상기 전력 변환 모듈은, 상기 제1 통전 모듈, 상기 제2 통전 모듈 및 상기 변압 모듈을 수용하는 하우징; 상기 하우징에 수용되며, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈과 인접하게 위치되는 복수 개의 유로부; 및 복수 개의 상기 유로부 사이에 상기 일 방향을 따라 나란하게 배치되고, 복수 개의 상기 유로부와 각각 연통되는 덕트 모듈을 포함하며, 상기 하우징은, 상기 프레임의 상기 공간과 연통되며, 상기 프레임의 외부와의 연통이 차단되는 제1 유입부; 및 복수 개의 상기 유로부 및 상기 덕트 모듈의 내부와 각각 연통되며, 상기 프레임의 외부와 연통되되 상기 제1 유입부와의 연통이 차단되는 제2 유입부를 포함하는, 전력 공급 장치가 제공될 수 있다.
상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치는 구성 요소의 냉각을 위한 유체의 유로가 간명하게 형성될 수 있다.
먼저, 전력 변환 모듈에는 유로부 및 덕트 모듈이 구비된다. 유로부는 외부와 통전되어 전력의 변압을 수행하는 통전부에 인접하게 배치된다. 유로부의 내부는 전력 변환 모듈의 외부와 연통되어 통전부에서 발생되는 전달받기 위한 유체가 유입, 유동될 수 있다.
유로부는 덕트 모듈과 연통된다. 유로부로 유입된 유체는 덕트 모듈을 통과되어 전력 변환 모듈의 외부로 배출될 수 있다. 유로부 및 덕트 모듈은 같은 방향으로 연장 형성된다. 이에 따라, 일 실시 예에서, 유로부 및 덕트 모듈은 하우징과 같은 방향으로 연장될 수 있다.
따라서, 유로부 및 덕트 모듈의 내부에서 유동되는 유체의 유로는 하우징, 유로부 및 덕트 모듈의 연장 방향과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 전력 변환 모듈의 구성 요소를 냉각하기 위한 유체의 유로가 일 방향을 따라 간명하게 형성될 수 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치는 구성 요소의 냉각 효율이 향상될 수 있다.
먼저, 유로부는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 유로부는 서로 이격되어 복수 개의 통전부에 각각 인접하게 배치될 수 있다. 복수 개의 유로부 사이에는 덕트 모듈이 구비된다. 덕트 모듈은 복수 개의 유로부와 각각 결합, 연통된다. 즉, 복수 개의 유로부는 덕트 모듈을 매개로 연통된다.
전력 변환 모듈의 외부의 유체는 복수 개의 유로부 중 어느 하나로 유입된 후 덕트 모듈 및 다른 하나의 유로부를 차례로 통과되며 외부로 배출된다. 이때, 유로부 및 덕트 모듈의 내부에서 유동되는 유체는 유로부에 인접하게 배치되는 통전부에서 발생된 열을 흡수하며 유동된다.
한편, 유로부에는 분할 부재가 구비된다. 분할 부재는 유로부 내부의 공간을 복수 개의 소공간으로 구획한다. 유입된 유체는 복수 개의 소공간으로 분지되며 서로 다른 양의 열을 흡수하며 유동될 수 있다. 덕트 모듈에 유입된 유체는 혼합되며 서로 열교환되어 열평형 상태로 조정될 수 있다.
덕트 모듈을 통과한 유체는 다른 유로부를 향해 유동된다. 이때, 상기 다른 유로부로 유입되는 유체는 열평형 상태로 조정되므로, 상기 다른 유로부 내부에서의 열교환 효율이 향상될 수 있다.
따라서, 유체는 일정한 열교환 효율로 유지되며 유로부 및 덕트 모듈을 통과할 수 있다. 이에 따라, 전력 변환 모듈의 냉각 효율이 향상될 수 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치는 크기의 소형화가 가능하다.
상술한 바와 같이, 유로부 및 덕트 모듈은 일 방향을 따라 나란하게 배치된다. 일 실시 예에서, 덕트 모듈은 절연성 소재로 형성되어, 복수 개의 유로부와 각각 결합된다. 따라서, 복수 개의 유로부 및 이에 인접하게 위치되는 복수 개의 통전부 사이의 절연이 신뢰성 있게 형성될 수 있다.
따라서, 복수 개의 통전부 및 이에 각각 인접하게 위치되는 복수 개의 유로부 사이를 전기적으로 절연하기 위해 요구되는 공간의 크기가 감소된다. 이에 따라, 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치가 소형화될 수 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치는 구성 요소 간의 절연이 보장될 수 있다.
먼저, 외부의 전원 및 부하와 각각 통전되는 복수 개의 통전부는 서로 이격되게 배치된다. 또한, 복수 개의 통전부에 각각 인접하게 배치되는 복수 개의 유로부 또한 서로 이격되게 배치된다. 더 나아가, 복수 개의 유로부 사이에는 절연성 소재로 형성된 덕트 모듈이 배치된다.
따라서, 복수 개의 통전부 간의 절연이 보장될 수 있다. 더 나아가, 복수 개의 유로부 사이의 통전이 차단되어, 이들 간의 절연 또한 보장될 수 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치는 설계 자유도가 향상될 수 있다.
먼저, 유로부 및 덕트 모듈은 같은 방향으로 연장 형성된다. 덕트 모듈은 유로부의 외주를 부분적으로 둘러싸며 유로부와 결합된다. 덕트 모듈과 유로부를 체결하기 위한 부재는 외측에서 내측을 향해 결합될 수 있다.
따라서, 덕트 모듈을 구비하기 위해 유로부의 과다한 설계 변경이 요구되지 않는다. 덕트 모듈과 유로부가 보다 용이하게 결합 및 체결될 수 있어, 제조 공정이 간명해질 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치를 도시하는 부분 개방 사시도이다.
도 2는 도 1의 전력 공급 장치에 구비되는 전력 변환 모듈을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 전력 변환 모듈을 도시하는 다른 각도의 사시도이다.
도 4는 도 2의 전력 변환 모듈을 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 전력 변환 모듈을 도시하는 다른 각도의 분해 사시도이다.
도 6은 도 2의 전력 변환 모듈에 구비되는 유로부 및 덕트 모듈을 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6의 유로부 및 덕트 모듈을 도시하는 분해 사시도이다.
도 8은 도 6의 유로부 중 제1 유로 부재를 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 6의 덕트 모듈을 도시하는 사시도이다.
도 10은 도 6의 유로부 중 제2 유로 부재를 도시하는 사시도이다.
도 11은 도 6의 유로부 및 덕트 모듈 내부에서 형성되는 유로를 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원 시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형 예가 있을 수 있다.
이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
1. 용어의 정의
이하의 설명에서 사용되는 "통전"이라는 용어는 하나 이상의 부재가 전류 또는 전기적 신호를 전달 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 통전은 도선 부재 등에 의한 유선의 형태 또는 Wi-Fi, 블루투스, RFID 등의 무선의 형태로 형성될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "연통"이라는 용어는 하나 이상의 부재가 서로 유체 소통 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 연통은 각 부재의 내부가 서로 개방되어 형성되거나, 관로, 파이프 등 다른 부재에 의해 형성될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "유체"라는 용어는 수용된 공간의 형상에 따라 형상 변형 가능하고, 외부의 힘 또는 압력 등에 의해 이동될 수 있는 임의의 물질을 의미한다. 일 실시 예에서, 유체는 기체 상(gas phase) 또는 액체 상(liquid phase)으로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 유체는 공기(air)로 구비될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "상측", "하측", "좌측", "우측", "전방 측" 및 "후방 측"이라는 용어는 첨부된 도면에 걸쳐 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(1)의 설명
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(1)가 개시된다. 전력 공급 장치(1)는 외부의 전원 및 부하와 통전된다. 전력 공급 장치(1)는 외부의 전원에서 전달된 전력을 승압 또는 강압하여 외부의 부하로 전달할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 전력 공급 장치(1)는 전력 변환 모듈(10), 프레임(20) 및 도어(30)를 포함한다.
전력 변환 모듈(10)은 전달된 전력을 승압 또는 강압하는 역할을 실질적으로 수행한다. 전력 변환 모듈(10)은 외부의 전원 및 부하와 통전된다.
전력 변환 모듈(10)은 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 전력 변환 모듈(10)은 서로 통전되되, 서로 독립적으로 전력을 승압 또는 강압하게 구성될 수 있다. 전력 변환 모듈(10)의 개수가 조정됨에 따라, 전력 공급 장치(1)의 공급 전력이 조정될 수 있다.
전력 변환 모듈(10)은 서로 인접하게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 전력 변환 모듈(10)은 상하 방향 및 좌우 방향을 따라 복수 개가 나란하게 배치된다. 전력 변환 모듈(10)의 배치 방식은 전력 공급 장치(1)의 형상에 따라 변경될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 공급된 전력을 승압 또는 강압하는 과정에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각할 수 있다. 이에 대해서는 별항으로 설명한다.
전력 변환 모듈(10)은 프레임(20)의 내부에 수용된다.
프레임(20)은 전력 공급 장치(1)의 외형을 형성한다. 프레임(20)의 내부에는 공간이 형성되어 전력 공급 장치(1)의 다양한 구성 요소가 실장될 수 있다. 일 실시 예에서, 프레임(20)의 내부 공간에는 전력 변환 모듈(10)이 수용될 수 있다.
프레임(20)은 전력 공급 장치(1)의 다양한 구성 요소를 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 프레임(20)은 전방 측이 개방 형성된 사각기둥 형상이다.
프레임(20)의 상기 공간은 도어(30)에 의해 개폐된다. 도어(30)는 프레임(20)의 개방된 일측, 도시된 실시 예에서 전방 측에 회전 가능하게 결합된다. 도어(30)가 회전됨에 따라, 상기 공간은 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 작업자는 도어(30)를 조작하여 전력 변환 모듈(10)에 접근할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 복수 개의 전력 변환 모듈(10)을 외부와 통전시키기 위한 버스바(busbar)(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 버스바(미도시)는 프레임(20)의 상기 공간과 외부 사이에서 연장되어, 외부의 전원 및 부하와 통전될 수 있다.
또한, 상기 버스바(미도시)는 복수 개의 전력 변환 모듈(10)에 각각 통전되어, 복수 개의 전력 변환 모듈(10)을 각각 외부의 전원 및 부하와 통전시킬 수 있다.
상기 버스바(미도시)에 의해 복수 개의 전력 변환 모듈(10)이 외부의 전원 및 부하와 통전되는 방식은 잘 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
후술될 유체, 즉 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소를 냉각하기 위한 유체는 프레임(20)의 내부에서 체류되던 유체일 수 있다. 즉, 상기 유체는 프레임(20)의 내부로 유입되며 적어도 일 회 이상 여과(filtering) 과정을 거친 유체일 수 있다.
따라서, 유체는 먼지 또는 부유 물질 등이 제거된 상태로 전력 변환 모듈(10)의 내부로 유입될 수 있다. 이에 따라, 냉각을 위해 유입되는 유체에 의한 전력 변환 모듈(10)의 손상이 방지될 수 있다.
3. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)의 설명
도 2 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)이 도시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 외부의 전원에서 전력을 전달받고, 이를 승압 또는 강압하여 외부의 부하에 전달할 수 있다. 전력 변환 모듈(10)은 모듈화(modular)되어 구비될 수 있다. 즉, 복수 개의 전력 변환 모듈(10)은 각각 변압 작업을 수행할 수 있다. 복수 개의 전력 변환 모듈(10)은 서로 통전되어, 전력 공급 장치(1)의 전체 용량이 조정될 수 있다.
전력 변환 모듈(10)이 작동됨에 따라, 전력 변환 모듈(10)의 내부에는 많은 열이 발생된다. 발생된 열이 전력 변환 모듈(10)의 내부에 체류될 경우, 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소가 열에 의해 손상될 수 있다. 또한, 발생된 열에 의해 전력 변환 모듈(10)의 작동 효율이 저하될 우려가 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 고압 영역의 구성 요소 및 저압 영역의 구성 요소를 모두 효과적으로 냉각할 수 있게 구성된다. 더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 상기 구성 요소들을 냉각하기 위한 유체의 유로를 간명하게 형성하여, 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)을 설명한다. 도시된 실시 예에서, 전력 변환 모듈(10)은 하우징(100), 송풍 부재(200) 및 통전부(300)를 포함한다.
또한, 도 4 내지 도 7을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)을 더 포함하는데, 이에 대해서는 별항으로 설명한다.
하우징(100)은 전력 변환 모듈(10)의 외형을 형성한다. 하우징(100)은 전력 변환 모듈(10)이 외부로 노출되는 부분이다. 하우징(100)의 내부에는 공간이 형성되어, 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소가 수용될 수 있다. 일 실시 예에서, 하우징(100)의 상기 공간에는 통전부(300), 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)이 수용될 수 있다.
하우징(100)은 전력 변환 모듈(10)의 다양한 구성 요소를 수용하고, 프레임(20)에 수용될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 하우징(100)은 사각형의 단면을 갖고 전후 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상이다. 하우징(100)의 연장 방향은 프레임(20)의 연장 방향과 같음이 이해될 것이다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 그 구성 요소를 냉각하기 위한 유체가 하우징(100)의 연장 방향을 따라 유동될 수 있다. 이에 따라, 유체의 유로가 단순화되어 냉각 효율이 향상될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
하우징(100)은 다양한 형태로 분리될 수 있다. 도 4에 도시된 실시 예에서, 하우징(100)은 그 상측을 형성하는 부분이 다른 부분과 분리되게 구성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소는 상하 방향으로 하우징(100)의 내부에 수용될 수 있다.
대안적으로, 하우징(100)은 후술될 제1 커버(110) 및 제2 커버(120)가 개방되어, 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소가 하우징(100)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 하우징(100)의 내부에 수용될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 하우징(100)은 제1 커버(110), 제2 커버(120), 핸들 부재(130) 및 수용 공간(140)을 포함한다.
제1 커버(110)는 하우징(100)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부를 형성한다. 제1 커버(110)는 하우징(100)의 내부에 형성된 공간, 즉 수용 공간(140)을 전방 측에서 둘러싼다.
전력 변환 모듈(10)이 프레임(20)에 수용되면, 제1 커버(110)는 프레임(20)의 전방 측에 위치된다. 작업자가 도어(30)를 개방하면, 제1 커버(110)가 사용자에게 노출될 수 있다. 이에, 제1 커버(110)에는 전력 변환 모듈(10)의 작동을 제어하기 위한 다양한 조작 모듈(미도시)이 구비되어, 작업자가 전력 변환 모듈(10)을 제어하기 위한 제어판으로 기능될 수 있다.
제1 커버(110)에는 송풍 부재(200)가 결합된다. 송풍 부재(200)는 제1 커버(110)에 결합된 상태에서 작동되어, 외기를 흡입하여 하우징(100)의 내부 공간으로 유동시킬 수 있다.
제1 커버(110)에는 통전부(300)의 제1 통전 모듈(310)이 결합될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 커버(110)에는 제1 통전 모듈(310)의 제1 단자(311)가 부분적으로 노출되게 결합될 수 있다. 제1 단자(311)는 외부와 통전되어, 저압(low voltage)의 전력이 통전될 수 있다.
제1 커버(110)에는 핸들 부재(130)가 결합될 수 있다. 작업자는 핸들 부재(130)를 이용하여 전력 변환 모듈(10)을 파지하거나, 프레임(20)에 삽입 또는 인출할 수 있다.
제1 커버(110)는 하우징(100)의 일 단부를 형성하며, 송풍 부재(200) 및 통전부(300)의 제1 통전 모듈(310)이 결합될 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 커버(110)는 좌우 방향의 폭, 상하 방향의 높이를 갖고 전후 방향의 두께를 갖는 사각의 판 형으로 구비된다.
제1 커버(110)의 형상은 프레임(20) 및 하우징(100)의 다른 구성 요소의 형상에 따라 변경될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 커버(110)는 제1 유입부(111) 및 제2 유입부(112)를 포함한다.
제1 유입부(111)는 제1 커버(110)에 관통 형성된다. 제1 유입부(111)는 하우징(100)의 외부와 수용 공간(140)을 연통한다.
송풍 부재(200)의 제1 팬(210)은 제1 유입부(111)에 배치되어, 외부의 유체를 수용 공간(140)으로 유입시키기 위한 이송력을 형성할 수 있다. 유입된 유체는 수용 공간(140)에 수용된 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소와 열교환된 후 제1 배출부(121)를 통해 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다.
제1 유입부(111)는 제2 유입부(112)에 인접하게 위치된다. 도시된 실시 예에서, 제1 유입부(111)는 제2 유입부(112)의 좌측에 위치되는데, 이는 제2 유입부(112)와 연통되는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)이 우측에 치우쳐 위치됨에 기인한다.
즉, 제1 유입부(111)의 위치는 제2 유입부(112) 및 이와 연통되는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)의 위치에 따라 변경될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 유입부(111)는 사각형의 단면을 갖게 형성된다. 제1 유입부(111)에는 송풍 부재(200)의 제1 팬(210)이 배치되어, 외부의 유체를 흡인하기 위한 이송력을 생성할 수 있다.
제2 유입부(112)는 제1 커버(110)에 관통 형성된다. 제2 유입부(112)는 하우징(100)의 수용 공간(140)에 수용되는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)과 외부를 연통한다.
외부의 유체는 송풍 부재(200)의 제2 팬(220)이 제공하는 이송력에 의해 제2 유입부(112)를 통과되어 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)로 진입될 수 있다. 진입된 유체는 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소와 열교환된 후 제2 배출부(122)를 통해 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다.
제2 유입부(112)는 제1 유입부(111)에 인접하게 위치된다. 도시된 실시 예에서, 제2 유입부(112)는 제1 유입부(111)의 우측에 위치되는데, 이는 제2 유입부(112)와 연통되는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)이 우측에 치우쳐 위치됨에 기인한다.
즉, 제2 유입부(112)의 위치는 제1 유입부(111)의 위치 및 제2 유입부(112)와 연통되는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)의 위치에 따라 변경될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 유입부(112)는 사각형의 단면을 갖게 형성된다. 제2 유입부(112)에는 송풍 부재(200)의 제2 팬(220)이 배치되어, 외부의 유체를 흡인하기 위한 이송력을 생성할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 유입부(112)는 사각형의 단면을 갖게 형성된다. 제2 유입부(112)는 제1 유로 부재(410)의 제1 분할 부재(412)에 의해 복수 개의 공간으로 구획될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제2 커버(120)는 하우징(100)의 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부를 형성한다. 제2 커버(120)는 하우징(100)의 내부에 형성된 공간, 즉 수용 공간(140)을 후방 측에서 둘러싼다.
전력 변환 모듈(10)이 프레임(20)에 수용되면, 제2 커버(120)는 프레임(20)의 후방 측에 위치된다. 따라서, 작업자가 도어(30)를 개방하더라도, 제2 커버(120)는 작업자와 이격되게 위치된다.
제2 커버(120)에는 통전부(300)의 제2 통전 모듈(320)이 결합될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 커버(120)에는 제2 통전 모듈(320)의 제2 단자(321)가 부분적으로 노출되게 결합될 수 있다. 제2 단자(321)는 외부와 통전되어, 고압(high voltage)의 전력이 통전될 수 있다.
따라서, 상기 배치에 의해 작업자는 상대적으로 위험도가 높은 제2 통전 모듈(320)과 물리적으로 이격되어, 안전 사고의 발생이 방지될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 커버(120)는 제1 배출부(121) 및 제2 배출부(122)를 포함한다.
제1 배출부(121)는 제2 커버(120)에 관통 형성된다. 제1 배출부(121)는 하우징(100)의 외부와 수용 공간(140)을 연통한다. 송풍 부재(200)의 제1 팬(210)에 의해 하우징(100)의 수용 공간(140)으로 진입된 유체는 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소와 열교환된 후 제1 배출부(121)를 통해 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다.
제1 배출부(121)는 제2 배출부(122)에 인접하게 위치된다. 도시된 실시 예에서, 제1 배출부(121)는 제2 배출부(122)의 상측에 위치되는데, 이는 제2 배출부(122)와 연통되는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)이 하측에 위치됨에 기인한다.
즉, 제1 배출부(121)의 위치는 제2 배출부(122) 및 이와 연통되는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)의 위치에 따라 변경될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 배출부(121)는 상하 방향으로 연장된 복수 개의 개구부가 좌우 방향으로 서로 인접하게 위치되어 형성된다. 대안적으로, 제1 배출부(121)는 좌우 방향 또는 사선 방향 등 다양한 방향으로 연장 형성될 수 있다.
제2 배출부(122)는 제2 커버(120)에 관통 형성된다. 제2 배출부(122)는 하우징(100)의 수용 공간(140)에 수용되는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)과 외부를 연통한다.
송풍 부재(200)의 제2 팬(220)에 의해 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)로 진입된 유체는 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소와 열교환된 후 제2 배출부(122)를 통해 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다.
제2 배출부(122)는 제1 배출부(121)에 인접하게 위치된다. 제2 배출부(122)는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)과 연통될 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 배출부(122)는 제1 배출부(121)의 하측에 위치된다.
도시된 실시 예에서, 제2 배출부(122)는 사각형의 단면을 갖게 형성된다. 제2 배출부(122)는 제2 유로 부재(420)의 제2 분할 부재(422)에 의해 복수 개의 공간으로 구획될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
핸들 부재(130)는 작업자에 의해 파지되는 부분이다. 작업자는 핸들 부재(130)를 파지하여 전력 변환 모듈(10)을 운반하거나, 프레임(20)에 삽입 또는 인출할 수 있다.
핸들 부재(130)는 제1 커버(110)에 결합된다. 핸들 부재(130)는 제1 커버(110)에서 외측, 도시된 실시 예에서 전방 측을 향해 연장 형성된다. 도시된 실시 예에서, 핸들 부재(130)는 상하 방향으로 연장 형성되되, 복수 개의 지점에서 제1 커버(110)와 결합된다. 핸들 부재(130)가 제1 커버(110)와 결합되는 부분은 하우징(100)이 연장되는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장 형성될 수 있다.
수용 공간(140)은 하우징(100)의 내부에 형성된 공간이다. 수용 공간(140)은 하우징(100)의 외주, 제1 커버(110) 및 제2 커버(120)에 둘러싸여 형성된다. 수용 공간(140)은 하우징(100)의 외주, 제1 커버(110) 및 제2 커버(120)에 의해 외측으로 임의 노출되지 않는다.
수용 공간(140)에는 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소가 수용된다. 도시된 실시 예에서, 수용 공간(140)에는 통전부(300), 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)이 수용된다.
수용 공간(140)은 외부와 통전된다. 구체적으로, 수용 공간(140)에 수용되는 통전부(300)의 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)은 외부의 전원 또는 부하와 각각 통전될 수 있다. 상기 통전은 도선 부재(미도시) 등에 의해 형성될 수 있다.
수용 공간(140)은 외부와 연통된다. 구체적으로, 수용 공간(140)은 제1 커버(110)에 형성된 제1 유입부(111) 및 제1 배출부(121)에 의해 외부와 연통된다. 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소를 냉각하기 위한 유체는 제1 유입부(111) 및 이에 배치된 제1 팬(210)에 의해 수용 공간(140)으로 유입될 수 있다.
유입된 유체는 수용 공간(140)에서 유동되며 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소와 열교환되어, 상기 구성 요소들을 냉각한다. 열교환된 유체는 제1 배출부(121)를 통해 수용 공간(140)의 외부로 배출될 수 있다.
수용 공간(140)은 하우징(100)의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 하우징(100)은 사각형의 단면을 갖고 전후 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상인 바, 수용 공간(140)은 상기 사각기둥 내부에 형성된 중공의 형상이다.
수용 공간(140)에서 유체가 유동되어 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소들이 냉각되는 과정에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
송풍 부재(200)는 하우징(100)의 외부의 유체를 수용 공간(140) 또는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)로 유동되기 위한 이송력을 생성한다. 외부의 유체는 상기 이송력에 의해 연속적으로 수용 공간(140) 또는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)로 유입될 수 있다. 이에 따라, 수용 공간(140) 또는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)에는 외부의 유체가 유입되어 열교환된 후 배출되는 과정이 연속적으로 진행될 수 있다.
결과적으로, 송풍 부재(200)가 작동됨에 따라, 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소의 냉각 과정이 연속적으로 진행되어, 전력 변환 모듈(10)의 안정적인 작동이 가능해질 수 있다.
송풍 부재(200)는 유체에 이송력을 제공할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 송풍 부재(200)는 복수 개의 블레이드(blade)를 포함하는 팬(fan)으로 구비된다.
송풍 부재(200)는 하우징(100)에 회전 가능하게 결합된다. 송풍 부재(200)는 하우징(100)의 연장 방향의 일 단부에 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 송풍 부재(200)는 전방 측에 위치되는 제1 커버(110)에 회전 가능하게 결합된다.
송풍 부재(200)는 외부의 전원과 통전되어, 작동을 위한 전력 및 제어 신호를 전달받을 수 있다.
송풍 부재(200)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 송풍 부재(200)는 외부의 유체를 각각 수용 공간(140) 및 유로부(400)(및 유로부(400)와 연통되는 덕트 모듈(500))으로 유동시키기 위한 이송력을 생성할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 송풍 부재(200)는 제1 팬(210) 및 제2 팬(220)을 포함하여 두 개 구비된다.
제1 팬(210)은 외부의 유체를 수용 공간(140)으로 유입시키기 위한 이송력을 생성한다. 제1 팬(210)은 제1 커버(110)에 회전 가능하게 결합된다.
제1 팬(210)은 외부와 수용 공간(140)이 연통되는 유로 상에 위치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 팬(210)은 제1 유입부(111) 상에 위치된다. 제1 팬(210)이 작동됨에 따라, 외부의 유체는 제1 유입부(111)를 통해 수용 공간(140)으로 유동될 수 있다.
제1 팬(210)에 인접하게 제2 팬(220)이 위치된다.
제2 팬(220)은 외부의 유체를 유로부(400) 및 유로부(400)와 연통되는 덕트 모듈(500)로 유입시키기 위한 이송력을 생성한다. 제2 팬(220)은 제1 커버(110)에 회전 가능하게 결합된다.
제2 팬(220)은 외부와 유로부(400) 또는 덕트 모듈(500)이 연통되는 유로 상에 위치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 팬(220)은 제2 유입부(112) 상에 위치된다. 제2 팬(220)이 작동됨에 따라, 외부의 유체는 제2 유입부(112)를 통해 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)로 유동될 수 있다.
제1 팬(210) 및 제2 팬(220)의 회전 여부, 회전 방향 및 회전 속도 등은 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 이에 따라, 수용 공간(140) 및 유로부(400)(및 유로부(400)와 연통되는 덕트 모듈(500))에는 전력 변환 모듈(10)의 작동 상태에 따라 서로 다른 유량만큼의 유체가 유동되며 다른 구성 요소와 열교환될 수 있다.
통전부(300)는 전력 변환 모듈(10)이 외부의 전원 및 부하와 통전되는 구성 요소이다. 통전부(300)는 상술한 버스바(미도시)에 의해 외부의 전원, 부하 및 다른 전력 변환 모듈(10)과 통전될 수 있다.
통전부(300)는 전달받은 전력을 승압 또는 강압하는 역할을 실질적으로 수행한다.
일 실시 예에서, 통전부(300)는 고압의 저주파 교류 전류(Alternating Current, AC)를 전달받아 주파수 변환, 승압 또는 강압하여 저압의 직류 전류(Direct Current, DC)를 출력하게 구성될 수 있다. 이를 위해, 통전부(300)는 복수 개의 통전 모듈(310, 320)을 포함하여, 각각 고압의 교류 전류 및 저압의 직류 전류를 제어하게 구성될 수 있다.
이때, 복수 개의 통전 모듈(310, 320)에 통전되는 전류의 특성은 변경될 수 있다. 즉, 이하의 설명에서는 제1 통전 모듈(310)이 외부의 부하와 통전되어 저압의 직류를 부하에 전달하고, 제2 통전 모듈(320)이 외부의 전원과 통전되어 고압의 저주파 교류를 전달받음을 전제한다.
대안적으로, 제1 통전 모듈(310)이 외부의 전원과 통전되어 저압의 직류를 전달받고, 제2 통전 모듈(320)이 외부의 부하와 통전되어 고압의 저주파 교류를 전달하게 구성될 수 있다.
통전부(300)는 하우징(100)에 결합된다. 통전부(300)의 일부 구성 요소는 제1 커버(110) 또는 제2 커버(120)에 결합되어 외부에 부분적으로 노출될 수 있다. 통전부(300)는 외부에 노출된 상기 부분을 통해, 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다.
통전부(300)의 다른 구성 요소는 수용 공간(140)에 수용된다. 통전부(300)의 상기 다른 구성 요소는 상기 일부 구성 요소와 통전될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 통전부(300)는 제1 통전 모듈(310), 제2 통전 모듈(320) 및 변압 모듈(330)을 포함한다.
제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320) 중 어느 하나는 외부의 전원과 통전되어 변압 대상인 전력을 전달받고, 다른 하나는 외부의 부하와 통전되어 변압된 전력을 전달할 수 있다. 이하에서는 통전부(300)가 전달받은 전력을 주파수 변환 및 강압하여 외부에 전달함을 전제하여 설명한다.
제1 통전 모듈(310)은 외부의 부하와 통전되어 강압된 전력을 전달할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 통전 모듈(310)에는 강압된 전력, 즉 저압의 전력이 통전될 수 있다. 상기 실시 예에서, 제1 통전 모듈(310)은 "저압 모듈"로 지칭될 수 있을 것이다. 이때, 제1 통전 모듈(310)이 외부의 부하에 전달하는 전력은 저압의 직류 전력일 수 있다.
이하에서는 제1 통전 모듈(310)에 저압의 전력, 즉 강압된 전력이 통전됨을 전제하여 설명한다.
제1 통전 모듈(310)은 외부의 부하와 통전된다. 강압된 전력(즉, 저압 전력)은 제1 통전 모듈(310)을 통해 외부의 부하에 전달될 수 있다.
제1 통전 모듈(310)은 변압 모듈(330)과 통전된다. 또한, 제1 통전 모듈(310)은 변압 모듈(330)을 통해 제2 통전 모듈(320)과 통전된다. 제2 통전 모듈(320)로 전달된 전력은 변압 모듈(330)에 의해 강압되어 제1 통전 모듈(310)로 전달될 수 있다. 이때, 변압 모듈(330)에서 제1 통전 모듈(310)에 전달되는 전력은 저압의 직류 전력일 수 있다.
제1 통전 모듈(310)은 수용 공간(140)에 부분적으로 수용된다. 즉, 제1 통전 모듈(310)의 일부 구성 요소는 하우징(100)의 외측으로 노출되고, 제1 통전 모듈(310)의 다른 구성 요소는 수용 공간(140)에 수용될 수 있다.
제1 통전 모듈(310)은 수용 공간(140) 중 일 측에 치우쳐 위치될 수 있다. 달리 표현하면, 제1 통전 모듈(310)은 제1 커버(110) 및 제2 커버(120) 중 어느 하나의 커버에 치우쳐 위치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 통전 모듈(310)은 전방 측에 위치되는 제1 커버(110)에 치우쳐 위치된다. 제1 통전 모듈(310)은 제1 커버(110)에 인접하게 위치된다.
상술한 바와 같이, 제1 커버(110)는 전력 공급 장치(1)에 접근하는 작업자에 인접하게 위치되는 부분이다. 제1 커버(110)에 인접하게 위치되는 제1 통전 모듈(310)에 상대적으로 저압의 전력이 통전됨에 따라, 안전 사고의 발생 가능성이 저감될 수 있다.
또한, 통전부(300)가 전력을 강압하게 구성되는 실시 예에서, 저압의 전력은 부하의 상황에 따라 빈번한 조정이 요구될 수 있다. 저압의 전력이 통전되는 제1 통전 모듈(310)은 전방 측에 위치되는 제1 커버(110)에 인접하게 배치된다. 작업자는 제1 커버(110)에 배치된 다양한 조작 모듈(미도시)을 이용하여 출력 전력, 즉 저압의 전력을 필요에 따라 다양하게 조정할 수 있다.
제1 통전 모듈(310)은 유로부(400)에 인접하게 위치된다. 구체적으로, 제1 통전 모듈(310)은 제1 커버(110), 즉 전방 측에 치우쳐 위치되는 제1 유로 부재(410)에 인접하게 위치된다.
일 실시 예에서, 제1 통전 모듈(310)은 제1 유로 부재(410)와 접촉되게 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 통전 모듈(310)에서 발생된 열이 제1 유로 부재(410)에 신속하고 높은 양으로 전달될 수 있어, 제1 통전 모듈(310)의 냉각 효율이 향상될 수 있다.
제1 통전 모듈(310)은 변압 모듈(330)에서 저압의 전력을 전달받고, 전달받은 저압의 전력을 외부의 부하에 전달하기 위한 임의의 구성 요소를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 통전 모듈(310)은 복수 개의 스위칭 소자(switching device)를 포함하여 구비될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 통전 모듈(310)은 제1 단자(311) 및 제1 PCB(312)를 포함한다.
제1 단자(311)는 외부의 부하와 통전되어, 전달받은 저압의 전력(즉, 저압의 직류 전력)을 외부의 부하에 전달한다. 제1 단자(311)는 외부의 부하 및 변압 모듈(330)과 통전된다.
제1 단자(311)는 하우징(100)의 외부에 노출될 수 있다. 제1 단자(311)는 제1 커버(110) 및 제2 커버(120) 중 어느 하나의 커버에 관통되어 외부에 노출될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 단자(311)는 전방 측에 위치되는 제1 커버(110)에 관통되어 외부에 노출된다.
제1 단자(311)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 제1 단자(311)는 각각 외부의 부하와 연결될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 단자(311)는 두 개 구비되어, 좌우 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.
제1 단자(311)는 제1 커버(110)의 높이 방향의 일측에 치우쳐 위치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 단자(311)는 제1 커버(110)의 상측에 치우쳐 위치되는데, 이는 제1 PCB(312)가 제1 유로 부재(410)의 상측에 위치됨에 기인한다. 제1 단자(311)의 위치는 제1 PCB(312)의 위치에 따라 변경될 수 있다.
제1 PCB(312)는 제1 통전 모듈(310)의 작동을 제어하기 위한 제어 신호를 전달받아 작동된다. 제1 PCB(312)는 외부의 조작 모듈(미도시)과 통전되어, 제어 신호를 전달받을 수 있다.
제1 PCB(312)는 제1 단자(311)와 통전된다. 제1 PCB(312)의 작동에 따라, 제1 단자(311)와 외부의 부하 또는 변압 모듈(330) 간의 통전이 제어될 수 있다. 제1 PCB(312)에 의해 저압의 전력의 통전이 제어되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 PCB(312)는 수용 공간(140)에 수용된다. 제1 PCB(312)는 수용 공간(140)의 연장 방향의 일측에 치우쳐 위치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 PCB(312)는 수용 공간(140)의 전방 측에 치우쳐 위치되어, 제1 커버(110)에 인접하게 위치된다.
제1 PCB(312)는 유로부(400)에 인접하게 위치된다. 구체적으로, 제1 PCB(312)는 전방 측에 치우쳐 위치되는 제1 유로 부재(410)에 인접하게 위치된다. 제1 PCB(312)는 제1 유로 부재(410)에 인접한 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 PCB(312)는 제1 유로 부재(410)의 상측에 위치된다.
일 실시 예에서, 제1 PCB(312)는 제1 유로 부재(410)에 접촉될 수 있다. 상기 실시 예에서, 제1 유로 부재(410)는 제1 PCB(312)에서 발생된 열을 직접 전달받는 히트 싱크(heat sink)로 기능될 수 있다.
제1 통전 모듈(310)은 수용 공간(140) 및 유로부(400)에 유입된 각각의 유체와 열교환되며 냉각될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제2 통전 모듈(320)은 외부의 전원과 통전되어 고압의 전력을 전달받을 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 통전 모듈(320)에는 주파수 변환 및 강압 대상인 전력, 즉 고압의 전력이 통전될 수 있다. 상기 실시 예에서, 제2 통전 모듈(320)은 "고압 모듈"로 지칭될 수 있을 것이다. 이때, 제2 통전 모듈(320)에 전달되는 전력은 고압의 저주파 교류 전력일 수 있다.
이하에서는 제2 통전 모듈(320)에 고압의 전력, 즉 강압 대상인 전력이 통전됨을 전제하여 설명한다.
제2 통전 모듈(320)은 외부의 전원과 통전된다. 강압 대상인 고압의 저주파 교류 전력(즉, 고압 전력)은 외부의 전원에서 제2 통전 모듈(320)을 통해 전달될 수 있다.
제2 통전 모듈(320)은 변압 모듈(330)과 통전된다. 또한, 제2 통전 모듈(320)은 변압 모듈(330)을 통해 제1 통전 모듈(310)과 통전된다. 제2 통전 모듈(320)에 전달된 전력은 제2 통전 모듈(320)에 의해 고압의 고주파 교류 전력으로 주파수 변환되어 변압 모듈(330)로 전달될 수 있다.
제2 통전 모듈(320)은 수용 공간(140)에 부분적으로 수용된다. 즉, 제2 통전 모듈(320)의 일부 구성 요소는 하우징(100)의 외측으로 노출되고, 제2 통전 모듈(320)의 다른 구성 요소는 수용 공간(140)에 수용될 수 있다.
제2 통전 모듈(320)은 수용 공간(140) 중 타 측에 치우쳐 위치될 수 있다. 달리 표현하면, 제2 통전 모듈(320)은 제1 커버(110) 및 제2 커버(120) 중 다른 하나의 커버에 치우쳐 위치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 통전 모듈(320)은 후방 측에 위치되는 제2 커버(120)에 치우쳐 위치된다. 제2 통전 모듈(320)은 제2 커버(120)에 인접하게 위치된다.
상술한 바와 같이, 제2 커버(120)는 전력 공급 장치(1)에 접근하는 작업자와 이격되게 위치되는 부분이다. 즉, 작업자와 이격되게 배치되는 제2 통전 모듈(320)에 상대적으로 고압의 전력이 통전되므로, 안전 사고의 발생 가능성이 저감될 수 있다.
또한, 통전부(300)가 전력을 강압하게 구성되는 실시 예에서, 고압의 전력은 외부의 전원에서 전력 변환 모듈(10)로 인가된다. 따라서, 고압의 전력이 통전되는 제2 통전 모듈(320)은 저압의 전력이 통전되는 제1 통전 모듈(310)에 비해 상대적으로 덜 빈번한 조정만으로도 족할 수 있다. 결과적으로, 작업자의 안전성이 확보되면서도 전력 공급 장치(1)의 효율적인 운용 또한 가능해질 수 있다.
제2 통전 모듈(320)은 유로부(400)에 인접하게 위치된다. 구체적으로, 제2 통전 모듈(320)은 제2 커버(120), 즉 후방 측에 치우쳐 위치되는 제2 유로 부재(420)에 인접하게 위치된다.
일 실시 예에서, 제2 통전 모듈(320)은 제2 유로 부재(420)와 접촉되게 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 통전 모듈(320)에서 발생된 열이 제2 유로 부재(420)에 신속하고 높은 양으로 전달될 수 있어, 제2 통전 모듈(320)의 냉각 효율이 향상될 수 있다.
제2 통전 모듈(320)은 외부의 전원에서 고압의 전력을 전달받고, 전달받은 전력을 주파수 변환하여 변압 모듈(330)로 전달하기 위한 임의의 구성 요소를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 통전 모듈(320)은 복수 개의 스위칭 소자를 포함하여 구비될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 통전 모듈(320)은 제2 단자(321) 및 제2 PCB(322)를 포함한다.
제2 단자(321)는 외부의 전원과 통전되어, 고압의 전력(즉, 고압의 저주파 교류 전력)을 전달받는다. 전달된 고압의 저주파 전력은 제2 통전 모듈(320)에 의해 고압의 고주파 교류 전력으로 주파수 변환된 후 변압 모듈(330)로 전달된다. 제2 단자(321)는 외부의 전원 및 변압 모듈(330)과 통전된다.
제2 단자(321)는 하우징(100)의 외부에 노출될 수 있다. 제2 단자(321)는 제1 커버(110) 및 제2 커버(120) 중 다른 하나의 커버에 관통되어 외부에 노출될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 단자(321)는 후방 측에 위치되는 제2 커버(120)에 관통되어 외부에 노출된다.
제2 단자(321)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 제2 단자(321)는 각각 외부의 전원과 연결될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 단자(321)는 두 개 구비되어, 상하 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.
제2 단자(321)는 제2 커버(120)의 폭 방향의 일측에 치우쳐 위치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 단자(321)는 제2 커버(120)의 좌측에 치우쳐 위치되는데, 이는 제2 PCB(322)가 제2 유로 부재(420)의 좌측에 위치됨에 기인한다. 제2 단자(321)의 위치는 제2 PCB(322)의 위치에 따라 변경될 수 있다.
제2 PCB(322)는 제2 통전 모듈(320)의 작동을 제어하기 위한 제어 신호를 전달받아 작동된다. 제2 PCB(322)는 외부의 조작 모듈(미도시)과 통전되어, 제어 신호를 전달받을 수 있다.
제2 PCB(322)는 제2 단자(321)와 통전된다. 제2 PCB(322)의 작동에 따라, 제2 단자(321)와 외부의 전원 또는 변압 모듈(330) 간의 통전이 제어될 수 있다. 제2 PCB(322)에 의해 고압의 전력의 통전이 제어되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제2 PCB(322)는 수용 공간(140)에 수용된다. 제2 PCB(322)는 수용 공간(140)의 연장 방향의 타측에 치우쳐 위치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 PCB(322)는 수용 공간(140)의 후방 측에 치우쳐 위치되어, 제2 커버(120)에 인접하게 위치된다.
제2 PCB(322)는 유로부(400)에 인접하게 위치된다. 구체적으로, 제2 PCB(322)는 후방 측에 치우쳐 위치되는 제2 유로 부재(420)에 인접하게 위치된다. 제2 PCB(322)는 제2 유로 부재(420)에 인접한 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 PCB(322)는 제2 유로 부재(420)의 상측에 위치된다.
일 실시 예에서, 제2 PCB(322)는 제2 유로 부재(420)에 접촉될 수 있다. 상기 실시 예에서, 제2 유로 부재(420)는 제2 PCB(322)에서 발생된 열을 직접 전달받는 히트 싱크로 기능될 수 있다.
제2 통전 모듈(320)은 수용 공간(140) 및 유로부(400)에 유입된 각각의 유체와 열교환되며 냉각될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상술한 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)은 서로 물리적, 전기적으로 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)은 직접 접촉되거나 직접 통전되지 않는다.
또한, 상술한 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)은 하우징(100)의 연장 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)은 전후 방향을 따라 서로 이격되어 배치된다.
후술될 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)은 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)이 이격되는 방향과 같은 방향으로 배치될 수 있다.
이에 따라, 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)의 내부에 형성되는 유로 또한 상기 방향과 같은 방향, 즉 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장될 수 있다. 결과적으로, 냉각을 위한 유체의 흐름이 단순화되어 냉각 효율이 향상되고 전력 변환 모듈(10)의 소형화가 가능해질 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
변압 모듈(330)은 제2 통전 모듈(320)로부터 고압의 고주파 교류 전력을 전달받아 저압의 고주파 교류 전력으로 강압한다. 강압된 저압의 전력은 제1 통전 모듈(310)을 통해 외부의 부하에 전달될 수 있다. 변압 모듈(330)은 일 전압의 전력을 전달받아 다른 전압의 전력으로 변환할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다.
변압 모듈(330)은 제1 통전 모듈(310)과 통전된다. 변압 모듈(330)이 강압한 저압의 고주파 교류 전력은 제1 통전 모듈(310)에 전달될 수 있다.
변압 모듈(330)은 제2 통전 모듈(320)과 통전된다. 제2 통전 모듈(320)이 주파수 변환한 고압의 고주파 교류 전력은 변압 모듈(330)로 전달될 수 있다.
변압 모듈(330)은 수용 공간(140)에 수용된다. 변압 모듈(330)은 하우징(100)의 외주에 둘러싸여, 외부에 임의 노출되지 않는다.
변압 모듈(330)은 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)에 인접하게 위치된다. 일 실시 예에서, 변압 모듈(330)은 하우징(100)의 연장 방향을 따라 제1 통전 모듈(310)과 제2 통전 모듈(320) 사이에 위치될 수 있다.
상기 실시 예에서, 변압 모듈(330)과 제1 및 제2 통전 모듈(310, 320) 간의 통전을 위한 부재가 최소화될 수 있다. 더 나아가, 통전부(300)가 점유하는 공간의 크기가 감소되어, 전력 변환 모듈(10)의 소형화가 가능해질 수 있다.
변압 모듈(330)은 덕트 모듈(500)에 인접하게 위치된다. 도시된 실시 예에서, 변압 모듈(330)은 덕트 모듈(500)의 좌측에 위치된다. 변압 모듈(330)은 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)과 통전될 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 변압 모듈(330)의 외주면은 복수 개의 오목부 및 볼록부를 포함하게 구성될 수 있다. 상기 실시 예에서, 변압 모듈(330)의 외주면의 연면거리(Creepage distance)가 증가되어, 절연을 위해 충분한 연면거리가 확보될 수 있다.
이상 설명한 통전부(300)는 전달받은 전력을 주파수 변환하고 강압하게 구성됨을 전제하였다. 대안적으로, 통전부(300)는 전달받은 전력을 주파수 변환하고 승압하게 구성될 수 있는데, 이 경우 통전 방향이 상술한 설명에 따른 통전 방향과 반대로 형성됨이 이해될 것이다.
즉, 상기 대안적인 실시 예에서, 변압 대상인 전력은 제1 통전 모듈(310)로 전달된 후 변압 모듈(330)을 통해 승압되어 제2 통전 모듈(320)을 통해 외부로 전달될 수 있다.
이상 설명한 통전부(300)의 기능을 전력의 통전 방향을 기준으로 설명하면 다음과 같다. 이하의 설명에서는 외부의 전원으로부터 제2 통전 모듈(320)을 통해 인가된 전력이 변압 모듈(330) 및 제1 통전 모듈(310)을 거쳐 외부의 부하로 전달됨을 전제한다.
먼저, 외부의 전원에서 제2 통전 모듈(320)로 고압의 저주파 교류 전력이 전달된다. 제2 통전 모듈(320)은 고압의 저주파 교류 전력을 고압의 고주파 교류 전력으로 주파수 변환한다.
주파수 변환된 고압의 고주파 교류 전력은 변압 모듈(330)로 전달된다. 변압 모듈(330)은 고압의 고주파 교류 전력을 저압의 고주파 교류 전력으로 강압한다.
강압된 저압의 고주파 교류 전력은 제1 통전 모듈(310)로 전달된다. 제1 통전 모듈(310)은 저압의 고주파 교류 전력을 저압의 저주파 교류 전력으로 주파수 변환한다. 이때, 제1 통전 모듈(310)은 변환된 전력의 주파수를 0으로, 즉 저압의 직류 전력으로 변환할 수 있다. 변환된 저압의 직류 전력은 외부의 부하로 전달된다.
4. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)의 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)의 설명
다시 도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)을 포함한다. 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)은 전력 변환 모듈(10)이 작동됨에 따라 발생되는 열을 배출하는 통로로 기능된다.
유로부(400) 및 덕트 모듈(500)은 외부와 연통되어 외부의 유체는 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)의 내부로 유입될 수 있다. 유입된 공기는 유로부(400)와 열교환되며 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소를 냉각한 후 다시 외부로 배출될 수 있다.
후술될 바와 같이, 유로부(400)는 복수 개 구비되어, 각각 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)에 인접하게 배치될 수 있다. 복수 개의 유로부(400)의 내부에는 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)을 냉각하기 위한 유체가 유동될 수 있다. 덕트 모듈(500)은 복수 개의 유로부(400)를 연통하여, 상기 유체가 유동될 수 있는 단일의 유로를 형성할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)은 일 방향을 따라 나란하게 배치되어, 그 내부에 형성되는 유로 또한 상기 일 방향을 따라 형성될 수 있다. 따라서, 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소를 냉각하기 위한 유체의 흐름이 간명해져, 그 유동 속도 및 열교환 효율이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 하우징(100)의 수용 공간(140)은 복수 개의 위치에서 외부와 연통될 수 있다.
즉, 외부의 유체는 제1 커버(110)에 형성된 제1 유입부(111)를 통해 수용 공간(140)에 직접 유입될 수 있다. 또한, 외부의 유체는 제1 커버(110)에 형성된 제2 유입부(112)를 통해 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)에 유입될 수 있다.
이에, 이하에서는 외부의 유체 중 제2 유입부(112)를 통해 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)에 유입되는 유체를 중심으로 설명된다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)을 상세하게 설명한다.
유로부(400)는 덕트 모듈(500)과 함께 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소를 냉각하기 위해 유입되는 유체의 유로를 형성한다. 유로부(400)는 하우징(100)의 외부 및 덕트 모듈(500)과 각각 연통된다.
유로부(400)는 수용 공간(140)에 수용된다. 유로부(400)는 수용 공간(140)의 일 공간에 치우쳐 위치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 유로부(400)는 수용 공간(140)의 우측에 치우쳐 위치된다.
유로부(400)는 제1 커버(110)를 통해 외부와 연통된다. 구체적으로, 유로부(400)는 제1 커버(110)에 형성된 제2 유입부(112)를 통해 외부와 연통된다. 외부의 유체는 제2 유입부(112)를 통해 유로부(400)의 내부로 유동될 수 있다.
유로부(400)는 제2 커버(120)를 통해 외부와 연통된다. 구체적으로, 유로부(400)는 제2 커버(120)에 형성된 제2 배출부(122)를 통해 외부와 연통된다. 열교환된 유체는 제2 배출부(122)를 통해 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다.
유로부(400)는 송풍 부재(200)에 인접하게 위치된다. 구체적으로, 유로부(400)의 부분 중 제2 유입부(112)와 연통되는 부분, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부는 제2 팬(220)에 인접하게 위치된다. 제2 팬(220)이 작동되면, 외부의 유체가 제2 유입부(112)를 통해 유로부(400)로 유입됨은 상술한 바와 같다.
유로부(400)는 통전부(300)에 인접하게 위치된다. 일 실시 예에서, 유로부(400)는 통전부(300)와 접촉되게 배치될 수 있다. 상기 실시 예에서, 통전부(300)에서 발생된 열은 유로부(400)로 신속하게 전달되어, 통전부(300)의 냉각 효율이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이 통전부(300)는 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)을 포함하여 복수 개 구비될 수 있다. 이에, 유로부(400) 또한 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)를 포함하여 복수 개 구비되어, 제1 및 제2 통전 모듈(310, 320)에 각각 인접하게 위치될 수 있다.
상기 실시 예에서, 복수 개의 유로부(400)는 덕트 모듈(500)과 각각 연통될 수 있다.
유로부(400)는 열전도성이 높은 소재로 형성될 수 있다. 통전부(300)에서 발생된 열을 빠르게 전달받고, 이를 내부에서 유동되는 유체에 전달함으로써 통전부(300)의 냉각 효율을 향상시키기 위함이다. 일 실시 예에서, 유로부(400)는 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 소재로 형성될 수 있다.
유로부(400)는 내부에 유체가 유동될 수 있는 공간이 형성되며, 통전부(300)와 열교환될 수 있고, 전달받은 열을 유동되는 유체에 전달할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 유로부(400)는 사각형의 단면을 갖고 전후 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상이다.
도시된 실시 예에서, 유로부(400)는 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)를 포함한다.
제1 유로 부재(410)는 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320) 중 어느 하나에 인접하게 위치되어, 상기 어느 하나의 통전 모듈과 열교환하게 구성된다. 즉, 제1 유로 부재(410)는 상기 어느 하나의 통전 모듈을 냉각하게 구성된다.
도시된 실시 예에서, 제1 유로 부재(410)는 전방 측에 위치되는 제1 통전 모듈(310)에 인접하게 위치되어, 제1 통전 모듈(310)의 열을 전달받게 구성된다.
제1 유로 부재(410)는 하우징(100)의 연장 방향과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 유로 부재(410)는 전후 방향으로 연장 형성된다.
이때, 제1 유로 부재(410)의 연장 길이는 제2 유로 부재(420)의 연장 길이보다 짧게 형성될 수 있다. 이는, 제1 유로 부재(410)가 인접하게 배치되는 제1 통전 모듈(310)이 제2 유로 부재(420)에 인접하게 배치되는 제2 통전 모듈(320)에 비해 상대적으로 적은 열을 발생시킴에 기인한다.
즉, 본 발명의 실시 예에서, 외부의 부하와 통전되는 제1 통전 모듈(310)은 교류 전력으로의 변환 과정 없이 저압의 직류 전력을 출력하게 구성된다. 따라서, 직류 전력을 교류 전력으로 주파수 변환하기 위한 추가 구성 요소(예를 들면, 스위칭 소자 등)가 요구되지 않는다. 이에 따라, 상기 추가 구성 요소가 구비되는 경우에 비해, 제1 통전 모듈(310)에서 발생되는 열의 양이 감소된다.
반면, 외부의 전원과 통전되는 제2 통전 모듈(320)은 전달받은 고압의 저주파 교류 전력을 고압의 고주파 교류 전력으로 주파수 변환하기 위한 구성 요소를 필요로 한다. 따라서, 제2 통전 모듈(320)에서 발생되는 열의 양이 제1 통전 모듈(310)에서 발생되는 열의 양보다 많게 된다.
이에 따라, 냉각을 위해 요구되는 유체의 양 또한 증가되어, 제2 통전 모듈(320)에 인접하게 배치되는 제2 유로 부재(420)의 길이가 더 길게 형성된다.
따라서, 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)의 연장 길이는, 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)에 각각 구비되는 스위칭 소자의 개수에 따라 그 대소 관계가 변경될 수 있음이 이해될 것이다.
즉, 대안적으로, 제1 통전 모듈(310)에 구비되는 스위칭 소자의 개수가 제2 통전 모듈(320)에 구비되는 스위칭 소자의 개수보다 많은 경우, 제1 유로 부재(410)의 연장 길이가 제2 유로 부재(420)의 연장 길이보다 길게 형성될 수 있다.
제1 유로 부재(410)의 연장 길이는 제1 통전 모듈(310)의 냉각을 위해 요구되는 유체의 유동 거리에 따라 변경될 수 있다.
제1 유로 부재(410)는 제1 커버(110)와 결합된다. 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부는 제1 커버(110)와 결합된다.
제1 유로 부재(410)는 제1 커버(110)에 형성된 제2 유입부(112)와 연통된다. 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 상기 일측 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부의 내부에 형성된 공간은 제2 유입부(112)와 연통된다.
제1 유로 부재(410)는 덕트 모듈(500)과 결합된다. 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 타측 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부는 덕트 모듈(500)과 결합된다.
제1 유로 부재(410)는 덕트 모듈(500)과 연통된다. 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 상기 타측 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부의 내부에 형성된 공간은 덕트 모듈(500)의 덕트 공간(515)과 연통된다.
제1 유로 부재(410)는 덕트 모듈(500)을 사이에 두고 제2 유로 부재(420)를 마주하게 배치된다. 즉, 도 4에 도시된 실시 예에서, 전방 측에서 후방 측을 향해 제1 유로 부재(410), 덕트 모듈(500) 및 제2 유로 부재(420)가 차례로 배치된다.
제1 유로 부재(410)는 제1 통전 모듈(310)에 인접하게 위치된다. 일 실시 예에서, 제1 유로 부재(410)는 제1 통전 모듈(310)의 구성 요소, 예를 들면 제1 PCB(312)와 접촉되게 배치될 수 있다. 상기 실시 예에서, 제1 유로 부재(410)가 제1 통전 모듈(310)의 히트 싱크로 기능될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도시된 실시 예에서, 제1 유로 부재(410)는 제1 유로 공간(411), 제1 분할 부재(412), 제1 팬 체결공(413) 및 제1 지지 벽(414)을 포함한다.
제1 유로 공간(411)은 제1 유로 부재(410)의 내부에 형성된 공간이다. 제1 유로 공간(411)은 유입된 외부의 유체가 유동되는 통로로 기능된다.
제1 유로 공간(411)은 제1 유로 부재(410)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장된다. 제1 유로 공간(411)의 연장 방향의 각 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부 및 후방 측 단부는 각각 개방 형성된다. 제1 유로 공간(411)의 전방 측 단부는 제2 유입부(112)와 연통된다. 제1 유로 공간(411)의 후방 측 단부는 덕트 모듈(500)의 덕트 공간(515)과 연통된다.
제1 유로 공간(411)은 유입된 외부의 유체가 유동될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 유로 공간(411)은 제1 유로 부재(410)의 형상에 상응하게 사각형의 단면을 갖고, 전후 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상이다.
제1 유로 공간(411)에는 제1 분할 부재(412)가 배치된다.
제1 분할 부재(412)는 제1 유로 공간(411)을 복수 개의 공간으로 구획한다. 제1 분할 부재(412)에 의해 분할된 복수 개의 공간은 서로 물리적으로 이격되어, 유입된 유체가 유동되는 통로가 독립적으로 형성될 수 있다.
제1 분할 부재(412)는 제1 유로 부재(410)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장된다. 제1 분할 부재(412)의 연장 방향의 각 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부 및 후방 측 단부는 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 각 단부와 같은 평면 상에 배치될 수 있다. 달리 표현하면, 제1 분할 부재(412)는 제1 유로 부재(410)와 같은 길이만큼 제1 유로 공간(411)에서 연장 형성될 수 있다.
제1 분할 부재(412)의 상기 전방 측 단부가 제2 유입부(112)에 인접하게 형성됨에 따라, 제2 유입부(112)를 통해 유입되는 유체는 제1 분할 부재(412)에 의해 복수 개의 유동으로 분할되며 제1 유로 공간(411)으로 진입될 수 있다.
제1 분할 부재(412)는 판형으로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 분할 부재(412)는 제1 유로 공간(411)의 폭(즉, 좌우 방향의 길이)만큼의 폭을 갖고, 제1 유로 부재(410)의 길이(즉, 전후 방향의 길이)만큼 연장되며, 제1 유로 부재(410)의 높이(즉, 상하 방향의 길이) 방향의 두께를 갖는 사각 판형으로 구비된다.
이때, 제1 분할 부재(412)의 단면은 제1 유로 공간(411)이 구획된 각 공간의 단면보다 작게 형성될 수 있다.
제1 분할 부재(412)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 제1 분할 부재(412)는 서로 이격 배치되어, 서로 인접한 제1 분할 부재(412) 사이에 제1 유로 공간(411)이 구획된 공간이 배치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 복수 개의 제1 분할 부재(412)는 제1 유로 부재(410)의 폭 방향, 즉 좌우 방향으로 연장 형성되어, 제1 유로 부재(410)의 높이 방향, 즉 상하 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 이때, 복수 개의 제1 분할 부재(412)에 의해 구획된 복수 개의 공간은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
대안적으로, 복수 개의 제1 분할 부재(412)는 제1 유로 부재(410)의 높이 방향, 즉 상하 방향으로 연장 형성되어, 제1 유로 부재(410)의 폭 방향, 즉 좌우 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 실시 예에서, 복수 개의 제1 분할 부재(412)에 의해 구획된 복수 개의 공간은 상하 방향으로 연장 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수 개의 제1 분할 부재(412)는 서로에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 상기 실시 예에서, 구획된 복수 개의 공간에서 유동되는 유체의 양이 서로 균일하게 조정될 수 있다.
복수 개의 제1 분할 부재(412)에 의해 제1 유로 공간(411)이 보다 작은 단면적을 갖는 복수 개의 공간으로 구획됨에 따라, 제1 유로 공간(411)에서 형성되는 유체의 유로는 직선 형태로 형성될 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 실시 예에서, 구획된 각 공간으로 유입된 유체는 좌우 방향을 따라서도 소폭 유동될 수 있으나, 대부분의 유동은 전방 측에서 후방 측을 향해 형성된다. 따라서, 구획된 각 공간에서 형성되는 유동의 속도가 증가되어, 냉각 속도 및 효율이 향상될 수 있다.
더불어, 구획된 각 공간에서 유동되는 유체는 덕트 모듈(500)에 진입되기 전까지는 서로 혼합되지 않게 된다. 따라서, 구획된 각 공간에서는 와류(turbulence)가 형성되지 않게 되어, 유체가 더욱 원활하게 유동될 수 있다.
더 나아가, 제1 유로 부재(410)가 높은 열전도성을 갖는 소재로 형성되는 실시 예에서, 구획된 각 공간 중 서로 인접한 한 쌍의 공간에서 유동되는 유체는 제1 분할 부재(412)를 통해 열교환될 수 있다. 따라서, 유체가 제1 유로 부재(410)를 통과되며 유동되는 동안, 유체 간에도 열교환이 진행될 수 있어 냉각 속도 및 효율이 향상될 수 있다.
한편, 복수 개의 제1 분할 부재(412)에 의해 구획된 복수 개의 공간과 제1 통전 모듈(310) 사이의 거리는 서로 상이할 수 있다. 따라서, 복수 개의 공간에서 각각 유동되는 유체에 전달되는 열량 또한 상이할 수 있다. 상기 상황이 유지될 경우, 전력 변환 모듈(10)의 냉각 효율이 저하될 우려가 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 구획된 각 공간에서 유동된 유체가 덕트 모듈(500)에서 적어도 일 회 혼합될 수 있게 구성된다.
이에 따라, 구획된 각 공간에서 유동된, 서로 다른 양의 열을 전달받아 서로 다른 온도로 조정된 각 유체가 혼합된 후 제2 유로 부재(420)를 향해 유동될 수 있다. 결과적으로, 각 통전 모듈(310, 320)이 보다 효과적으로 냉각될 수 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제1 팬 체결공(413)은 송풍 부재(200)의 제2 팬(220)이 제1 유로 부재(410)에 결합되는 부분이다. 제1 팬 체결공(413)은 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 상기 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부에 형성된다.
제1 팬 체결공(413)은 제1 커버(110)를 향하는 제1 유로 부재(410)의 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부의 면에서 함몰 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 팬 체결공(413)은 제1 유로 부재(410)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 상기 실시 예에서, 제1 팬 체결공(413)은 제1 유로 부재(410)의 연장 방향을 따라 관통 형성될 수 있다.
제1 팬 체결공(413)은 제1 유로 부재(410)의 상기 일 단부의 면의 모서리(corner)에 배치될 수 있다. 또한, 제1 팬 체결공(413)은 복수 개 형성되어, 복수 개의 제1 팬 체결공(413)은 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 팬 체결공(413)은 네 개 형성된다. 네 개의 제1 팬 체결공(413)은 사각형의 단면을 갖는 제1 유로 부재(410)의 상기 일 단부의 네 개의 모서리에 각각 배치된다.
제1 팬 체결공(413)의 개수 및 배치 방식은 제2 팬(220)에 형성된 관통공(도면 부호 미부여)의 개수 및 배치 방식에 따라 변경될 수 있다.
제1 팬 체결공(413)에는 제2 팬(220)을 체결하기 위한 임의의 체결 부재(미도시)가 삽입 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 체결 부재(미도시)는 나사 부재로 구비되어, 제1 커버(110) 및 제2 팬(220)에 관통된 후 제1 팬 체결공(413)에 나사 결합될 수 있다.
제1 팬 체결공(413)은 제1 지지 벽(414)에 둘러싸인다.
제1 지지 벽(414)은 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 각 단부의 면의 일부를 형성한다. 제1 지지 벽(414)은 제1 팬 체결공(413)을 방사상 외측에서 둘러싸서, 제1 팬 체결공(413)과 제1 유로 공간(411) 간의 임의 연통을 차단한다.
또한, 제1 지지 벽(414)은 덕트 모듈(500)의 돌출부(516, 517)와 접촉되어, 제1 유로 부재(410)가 덕트 모듈(500)에 삽입되는 거리를 제한할 수 있다.
제1 지지 벽(414)은 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 각 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부 및 후방 측 단부의 각 면의 모서리에 배치될 수 있다. 또한, 제1 지지 벽(414)은 복수 개 형성되어, 복수 개의 제1 지지 벽(414)은 서로 다른 위치에서 제1 팬 체결공(413)을 둘러싸고, 덕트 모듈(500)의 돌출부(516, 517)와 접촉될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 지지 벽(414)은 각 단부의 면마다 네 개 형성되어, 총 여덟 개가 형성된다. 여덟 개의 제1 지지 벽(414)은 사각형의 단면을 갖는 제1 유로 부재(410)의 상기 각 단부의 네 개의 모서리에 각각 배치된다.
일 실시 예에서, 제1 지지 벽(414)은 네 개 구비되되, 그 연장 방향의 각 단부가 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 각 단부의 면의 일부를 각각 형성할 수 있다. 즉, 상기 실시 예에서, 제1 지지 벽(414)은 제1 유로 부재(410)가 연장되는 길이만큼 연장될 수 있다.
제1 지지 벽(414)은 제1 팬 체결공(413)을 둘러싸고, 돌출부(516, 517)와 접촉되어 제1 유로 부재(410)와 덕트 모듈(500)의 삽입 길이를 제한할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 지지 벽(414)은 제1 유로 부재(410)의 단부의 각 모서리에서 방사상 내측으로 연장되되, 그 단면이 사각형으로 형성된다.
제1 유로 부재(410)는 덕트 모듈(500)을 통해 제2 유로 부재(420)와 연통된다.
제2 유로 부재(420)는 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320) 중 다른 하나에 인접하게 위치되어, 상기 다른 하나의 통전 모듈과 열교환하게 구성된다. 즉, 제2 유로 부재(420)는 상기 다른 하나의 통전 모듈을 냉각하게 구성된다.
도시된 실시 예에서, 제2 유로 부재(420)는 전방 측에 위치되는 제2 통전 모듈(320)에 인접하게 위치되어, 제2 통전 모듈(320)의 열을 전달받게 구성된다.
제2 유로 부재(420)는 하우징(100)의 연장 방향과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 유로 부재(420)는 전후 방향으로 연장 형성된다.
이때, 제2 유로 부재(420)의 연장 길이는 제1 유로 부재(410)의 연장 길이보다 길게 형성될 수 있다. 이는, 제2 유로 부재(420)가 인접하게 배치되는 제2 통전 모듈(320)에서 발생되는 열이 제1 유로 부재(410)에 인접하게 배치되는 제1 통전 모듈(310)에 비해 상대적으로 많은 열을 발생시킴에 기인함은 상술한 바와 같다. 제2 유로 부재(420)의 연장 길이는 제2 통전 모듈(320)의 냉각을 위해 요구되는 유체의 유동 거리에 따라 변경될 수 있다.
제2 유로 부재(420)는 덕트 모듈(500)과 결합된다. 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부는 덕트 모듈(500)과 결합된다.
제2 유로 부재(420)는 덕트 모듈(500)과 연통된다. 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 상기 일측 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부의 내부에 형성된 공간은 덕트 모듈(500)의 덕트 공간(515)과 연통된다.
제2 유로 부재(420)는 제2 커버(120)와 결합된다. 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 일측 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부는 제2 커버(120)와 결합된다.
제2 유로 부재(420)는 제2 커버(120)에 형성된 제2 배출부(122)와 연통된다. 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 상기 타측 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부의 내부에 형성된 공간은 제2 배출부(122)와 연통된다.
제2 유로 부재(420)는 덕트 모듈(500)을 사이에 두고 제1 유로 부재(410)를 마주하게 배치된다. 즉, 도 4에 도시된 실시 예에서, 전방 측에서 후방 측을 향해 제1 유로 부재(410), 덕트 모듈(500) 및 제2 유로 부재(420)가 차례로 배치된다.
제2 유로 부재(420)는 제2 통전 모듈(320)에 인접하게 위치된다. 일 실시 예에서, 제2 유로 부재(420)는 제2 통전 모듈(320)의 구성 요소, 예를 들면 제2 PCB(322)와 접촉되게 배치될 수 있다. 상기 실시 예에서, 제2 유로 부재(420)가 제2 통전 모듈(320)의 히트 싱크로 기능될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도시된 실시 예에서, 제2 유로 부재(420)는 제2 유로 공간(421), 제2 분할 부재(422), 제2 팬 체결공(423) 및 제2 지지 벽(424)을 포함한다.
제2 유로 공간(421)은 제2 유로 부재(420)의 내부에 형성된 공간이다. 제2 유로 공간(421)은 유입된 외부의 유체가 유동되는 통로로 기능된다.
제2 유로 공간(421)은 제2 유로 부재(420)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장된다. 제2 유로 공간(421)의 연장 방향의 각 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부 및 후방 측 단부는 각각 개방 형성된다. 제2 유로 공간(421)의 전방 측 단부는 덕트 공간(515)과 연통된다. 제2 유로 공간(421)의 후방 측 단부는 제2 커버(120)에 형성된 제2 배출부(122)와 연통된다.
제2 유로 공간(421)은 유입된 외부의 유체가 유동될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 유로 공간(421)은 제2 유로 부재(420)의 형상에 상응하게 사각형의 단면을 갖고, 전후 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상이다.
제2 유로 공간(421)에는 제2 분할 부재(422)가 배치된다.
제2 분할 부재(422)는 제2 유로 공간(421)을 복수 개의 공간으로 구획한다. 제2 분할 부재(422)에 의해 분할된 복수 개의 공간은 서로 물리적으로 이격되어, 유입된 유체가 유동되는 통로가 독립적으로 형성될 수 있다.
제2 분할 부재(422)는 제2 유로 부재(420)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장된다. 제2 분할 부재(422)의 연장 방향의 각 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부 및 후방 측 단부는 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 각 단부와 같은 평면 상에 배치될 수 있다. 달리 표현하면, 제2 분할 부재(422)는 제2 유로 부재(420)와 같은 길이만큼 제2 유로 공간(421)에서 연장 형성될 수 있다.
제2 분할 부재(422)의 상기 전방 측 단부가 덕트 공간(515)에 인접하게 형성됨에 따라, 덕트 공간(515)에서 유입되는 유체는 제2 분할 부재(422)에 의해 복수 개의 유동으로 분할되며 제2 유로 공간(421)으로 진입될 수 있다.
제2 분할 부재(422)는 판형으로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 분할 부재(422)는 제2 유로 공간(421)의 폭(즉, 좌우 방향의 길이)만큼의 폭을 갖고, 제2 유로 부재(420)의 길이(즉, 전후 방향의 길이)만큼 연장되며, 제2 유로 부재(420)의 높이(즉, 상하 방향의 길이) 방향의 두께를 갖는 사각 판형으로 구비된다.
이때, 제2 분할 부재(422)의 단면은 제2 유로 공간(421)이 구획된 각 공간의 단면보다 작게 형성될 수 있다.
제2 분할 부재(422)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 제2 분할 부재(422)는 서로 이격 배치되어, 서로 인접한 제2 분할 부재(422) 사이에 제2 유로 공간(421)이 구획된 공간이 배치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 복수 개의 제2 분할 부재(422)는 제2 유로 부재(420)의 폭 방향, 즉 좌우 방향으로 연장 형성되어, 제2 유로 부재(420)의 높이 방향, 즉 상하 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 이때, 복수 개의 제2 분할 부재(422)에 의해 구획된 복수 개의 공간은 좌우 방향으로 연장 형성된다.
대안적으로, 복수 개의 제2 분할 부재(422)는 제2 유로 부재(420)의 높이 방향, 즉 상하 방향으로 연장 형성되어, 제2 유로 부재(420)의 폭 방향, 즉 좌우 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 실시 예에서, 복수 개의 제2 분할 부재(422)에 의해 구획된 복수 개의 공간은 상하 방향으로 연장 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수 개의 제2 분할 부재(422)는 서로에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 상기 실시 예에서, 구획된 복수 개의 공간에서 유동되는 유체의 양이 서로 균일하게 조정될 수 있다.
일 실시 예에서, 복수 개의 제1 분할 부재(412)의 구조 및 배치 방식은 복수 개의 제2 분할 부재(422)의 구조 및 배치 방식과 같게 구성될 수 있다.
복수 개의 제2 분할 부재(422)에 의해 제2 유로 공간(421)이 보다 작은 단면적을 갖는 복수 개의 공간으로 구획됨에 따라, 제2 유로 공간(421)에서 형성되는 유체의 유로는 직선 형태로 형성될 수 있다.
즉, 도 10에 도시된 실시 예에서, 구획된 각 공간으로 유입된 유체는 좌우 방향을 따라서도 소폭 유동될 수 있으나, 대부분의 유동은 전방 측에서 후방 측을 향해 형성된다. 따라서, 구획된 각 공간에서 형성되는 유동의 속도가 증가되어, 냉각 속도 및 효율이 향상될 수 있다.
더불어, 구획된 각 공간에서 유동되는 유체는 하우징(100)의 외부로 배출될 때까지 서로 혼합되지 않게 된다. 따라서, 구획된 각 공간에서는 와류(turbulence)가 형성되지 않게 되어, 유체가 더욱 원활하게 유동될 수 있다.
더 나아가, 제2 유로 부재(420)가 높은 열전도성을 갖는 소재로 형성되는 실시 예에서, 구획된 각 공간 중 서로 인접한 한 쌍의 공간에서 유동되는 유체는 제2 분할 부재(422)를 통해 열교환될 수 있다. 따라서, 유체가 제2 유로 부재(420)를 통과되며 유동되는 동안, 유체 간에도 열교환이 진행될 수 있어 냉각 속도 및 효율이 향상될 수 있다.
제2 팬 체결공(423)은 송풍 부재(200)가 제2 유로 부재(420)에 결합되는 부분이다. 제2 팬 체결공(423)은 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 상기 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부에 형성된다.
제2 팬 체결공(423)은 제1 커버(110)를 향하는 제2 유로 부재(420)의 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부의 면에서 함몰 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 팬 체결공(423)은 제2 유로 부재(420)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 상기 실시 예에서, 제2 팬 체결공(423)은 제2 유로 부재(420)의 연장 방향을 따라 관통 형성될 수 있다.
제2 팬 체결공(423)은 제2 유로 부재(420)의 상기 일 단부의 면의 모서리에 배치될 수 있다. 또한, 제2 팬 체결공(423)은 복수 개 형성되어, 복수 개의 제2 팬 체결공(423)은 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 팬 체결공(423)은 네 개 형성된다. 네 개의 제2 팬 체결공(423)은 사각형의 단면을 갖는 제2 유로 부재(420)의 상기 일 단부의 네 개의 모서리에 각각 배치된다.
제2 팬 체결공(423)의 개수 및 배치 방식은 송풍 부재(200)에 형성된 관통공(도면 부호 미부여)의 개수 및 배치 방식에 따라 변경될 수 있다.
제2 팬 체결공(423)에는 송풍 부재(200)를 체결하기 위한 임의의 체결 부재(미도시)가 삽입 결합될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 체결 부재(미도시)는 나사 부재로 구비되어, 제1 커버(110) 및 송풍 부재(200)에 관통된 후 제2 팬 체결공(423)에 나사 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서는, 제2 유로 부재(420)가 후방 측에 배치되어, 별도의 송풍 부재(200)와 결합되지 않는 것으로 도시되었다. 대안적으로, 제2 유로 부재(420)가 전방 측에 배치되는 경우, 제2 팬 체결공(423)에 송풍 부재(200)가 결합될 수 있음이 이해될 것이다.
제2 팬 체결공(423)은 제2 지지 벽(424)에 둘러싸인다.
제2 지지 벽(424)은 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 각 단부의 면의 일부를 형성한다. 제2 지지 벽(424)은 제2 팬 체결공(423)을 방사상 외측에서 둘러싸서, 제2 팬 체결공(423)과 제2 유로 공간(421) 간의 임의 연통을 차단한다.
또한, 제2 지지 벽(424)은 덕트 모듈(500)의 돌출부(516, 517)와 접촉되어, 제2 유로 부재(420)가 덕트 모듈(500)에 삽입되는 거리를 제한할 수 있다.
제2 지지 벽(424)은 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 각 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부 및 후방 측 단부의 각 면의 모서리에 배치될 수 있다. 또한, 제2 지지 벽(424)은 복수 개 형성되어, 복수 개의 제2 지지 벽(424)은 서로 다른 위치에서 제2 팬 체결공(423)을 둘러싸고, 덕트 모듈(500)의 돌출부(516, 517)와 접촉될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 지지 벽(424)은 각 단부의 면마다 네 개 형성되어, 총 여덟 개가 형성된다. 여덟 개의 제2 지지 벽(424)은 사각형의 단면을 갖는 제2 유로 부재(420)의 상기 각 단부의 네 개의 모서리에 각각 배치된다.
일 실시 예에서, 제2 지지 벽(424)은 네 개 구비되되, 그 연장 방향의 각 단부가 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 각 단부의 면의 일부를 각각 형성할 수 있다. 즉, 상기 실시 예에서, 제2 지지 벽(424)은 제2 유로 부재(420)가 연장되는 길이만큼 연장될 수 있다.
제2 지지 벽(424)은 제2 팬 체결공(423)을 둘러싸고, 돌출부(516, 517)와 접촉되어 제2 유로 부재(420)와 덕트 모듈(500)의 삽입 길이를 제한할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제2 지지 벽(424)은 제2 유로 부재(420)의 단부의 각 모서리에서 방사상 내측으로 연장되되, 그 단면이 사각형으로 형성된다.
제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)는 각각 덕트 모듈(500)에 결합될 수 있다. 제1 유로 부재(410)의 제1 유로 공간(411), 덕트 공간(515) 및 제2 유로 공간(421)은 서로 연통된다. 이때, 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)는 덕트 모듈(500)에 그 외주가 둘러싸이며 덕트 모듈(500)과 결합될 수 있다.
다시 도 5 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 덕트 모듈(500)을 포함한다.
제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)는 서로 물리적, 전기적으로 이격된다. 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)가 각각 인접하게 위치되는 제1 통전 모듈(310)과 제2 통전 모듈(320) 간의 절연 상태가 확보되기 위함이다. 즉, 제1 통전 모듈(310)과 제2 통전 모듈(320)은 변압 모듈(330)에 의해서만 통전된다.
따라서, 제1 통전 모듈(310)을 냉각하기 위해 제1 유로 부재(410)에서 유동되는 유체 및 제2 통전 모듈(320)을 냉각하기 위해 제2 유로 부재(420)에서 유동되는 유체는 별도의 흐름으로 구비됨이 일반적이다. 이에 따라, 전력 변환 모듈(10)의 설게 자유도가 저하되고, 크기의 소형화에 한계가 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 덕트 모듈(500)을 포함한다. 덕트 모듈(500)은 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420) 간의 절연, 즉 전기적인 이격 상태를 유지할 수 있다. 덕트 모듈(500)에 의해, 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420) 간의 충분한 연면거리가 확보될 수 있다.
동시에, 덕트 모듈(500)은 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420) 사이에서 연장되는 유로를 형성하여, 단일의 유로에서 유동되는 유체가 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소를 냉각하게 구성될 수 있다.
덕트 모듈(500)은 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)와 각각 결합된다. 덕트 모듈(500)은 제1 유로 부재(410)에서 제2 유로 부재(420) 사이에서 연장되는 유로를 형성한다.
덕트 모듈(500)은 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)와 각각 연통된다. 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)는 덕트 모듈(500)에 의해 서로 연통될 수 있다.
덕트 모듈(500)은 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420) 사이에 위치된다. 도시된 실시 예에서, 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)는 그 연장 방향, 즉 전후 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 덕트 모듈(500)은 서로 이격 배치되는 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420) 사이에 위치된다.
덕트 모듈(500)은 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)와 같은 방향으로 연장된다. 덕트 모듈(500)의 연장 방향의 일 단부는 제1 유로 부재(410)와 결합된다. 덕트 모듈(500)의 연장 방향의 타 단부는 제2 유로 부재(420)와 결합된다.
도시된 실시 예에서, 덕트 모듈(500)은 전후 방향으로 연장되어, 그 전방 측 단부는 제1 유로 부재(410)와 결합되고 그 후방 측 단부는 제2 유로 부재(420)와 결합된다.
덕트 모듈(500)의 내부에는 공간이 형성된다. 상기 공간은 제1 유로 부재(410)의 제1 유로 공간(411) 및 제2 유로 부재(420)의 제2 유로 공간(421)과 각각 연통된다.
덕트 모듈(500)은 비전도성 소재로 형성될 수 있다. 덕트 모듈(500)이 각각 결합되는 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420) 간의 임의 통전을 차단하기 위함이다.
덕트 모듈(500)은 열전도성이 높은 소재로 형성될 수 있다. 덕트 모듈(500)과 결합된 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)와 전도(conduction)의 형태로 열교환되기 위함이다. 또한, 상기 실시 예에서 수용 공간(140)에 체류되는 열 또한 덕트 모듈(500)에 전달되어, 냉각 효율이 향상될 수 있다.
덕트 모듈(500)은 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)와 각각 결합 및 연통되어 냉각을 위한 유체의 유로를 형성할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 덕트 모듈(500)은 사각형의 단면을 갖고 하우징(100)의 연장 방향, 즉 전후 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상이다.
덕트 모듈(500)은 제1 통전 모듈(310)(및 이와 인접하게 위치되는 제1 유로 부재(410))와 제2 통전 모듈(320)(및 이와 인접하게 위치되는 제2 유로 부재(420))를 전기적으로 절연시키기에 충분한 길이만큼 연장될 수 있다. 즉, 덕트 모듈(500)의 연장 길이는 제1 유로 부재(410)와 제2 유로 부재(420) 간의 절연을 위한 충분한 연면거리 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 덕트 모듈(500)의 연장 길이는 덕트 모듈(500)의 연장 방향의 각 단부 간의 전위 차이에 비례하여 증가되게 구성될 수 있다.
즉, 덕트 모듈(500)의 각 단부와 결합되는 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)는 각각 제1 통전 모듈(310) 및 제2 통전 모듈(320)에 통전되는 전력의 전압에 대응되는 전압으로 유지될 수 있다. 따라서, 덕트 모듈(500)의 각 단부 사이의 전압의 차이는, 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420) 사이의 전압의 차이로 이해될 수 있다.
이때, 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)에 통전되는 전력의 전위 차이가 클수록, 더 긴 연면거리가 요구된다. 따라서, 제1 유로 부재(410)와 제2 유로 부재(420)를 전기적으로 절연시키는 덕트 모듈(500)의 길이 또한, 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)에 통전되는 전력의 전위 차이에 따라 증가됨이 이해될 것이다.
달리 표현하면, 덕트 모듈(500)의 연장 길이는, 제1 통전 모듈(310)에 통전되는 전력 및 제2 통전 모듈(320)에 통전되는 전력 간의 전위 차이에 비례하여 결정될 수 있다.
덕트 모듈(500)은 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)를 외측에서 둘러싸며 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)와 결합될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 덕트 모듈(500)의 전방 측 단부는 제1 유로 부재(410)의 후방 측 단부의 외주를 둘러싼다. 또한, 덕트 모듈(500)의 후방 측 단부는 제2 유로 부재(420)의 전방 측 단부를 둘러싼다.
이에 따라, 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)의 과다한 구조 변경 없이도 덕트 모듈(500)이 적용될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 덕트 모듈(500)은 덕트 몸체(510) 및 유로 결합부(520)를 포함한다.
덕트 몸체(510)는 덕트 모듈(500)의 몸체 및 외형을 형성한다. 덕트 몸체(510)는 덕트 모듈(500)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장 형성된다.
덕트 몸체(510)는 복수 개의 부분으로 구분될 수 있다. 복수 개의 상기 부분은 각각 덕트 몸체(510)의 서로 다른 부분을 구성하고, 결합되어 덕트 몸체(510)를 형성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 덕트 몸체(510)는 일 부분을 형성하는 제1 부분(510a) 및 다른 부분을 형성하는 제2 부분(510b)을 포함한다.
제1 부분(510a)은 덕트 몸체(510)의 일 부분, 도시된 실시 예에서 상측 및 좌측을 형성한다. 제2 부분(510b)은 덕트 몸체(510)의 다른 부분, 도시된 실시 예에서 하측 및 우측을 형성한다.
제1 부분(510a) 및 제2 부분(510b)은 각각 적어도 한 개의 절곡부(bend part)를 포함할 수 있다. 상기 실시 예에서, 각 플레이트가 이루는 소정의 각도는 직각일 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 부분(510a)은 상측 부분을 형성하는 단수 개의 플레이트, 좌측 부분을 형성하는 단수 개의 플레이트 및 상기 플레이트들이 소정의 각도를 이루며 걸합되는 복수 개의 절곡부를 포함한다.
마찬가지로, 제2 부분(510b)은 우측 부분을 형성하는 단수 개의 플레이트, 하측 부분을 형성하는 단수 개의 플레이트 및 상기 플레이트들이 소정의 각도를 이루며 결합되는 복수 개의 절곡부를 포함한다.
따라서, 제1 부분(510a) 및 제2 부분(510b)이 결합되면, 덕트 몸체(510)는 상측, 하측, 좌측 및 우측이 폐쇄될 수 있다. 제1 부분(510a) 및 제2 부분(510b)은 덕트 몸체(510)의 내부에 형성된 공간, 즉 덕트 공간(515)을 둘러싸게 배치된다.
제1 부분(510a) 및 제2 부분(510b)은 덕트 몸체(510)가 연장되는 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장 형성된다. 제1 부분(510a) 및 제2 부분(510b)의 연장 방향의 각 단부에는 유로 결합부(520)가 결합된다.
구체적으로, 제1 부분(510a)의 전방 측 단부에는 제1 유로 결합부(521)의 제1 외주(521a)가, 그 후방 측 단부에는 제2 유로 결합부(522)의 제1 외주(522a)가 결합된다.
또한, 제2 부분(510b)의 전방 측 단부에는 제1 유로 결합부(521)의 제2 외주(522b)가, 그 후방 측 단부에는 제2 유로 결합부(522)의 제2 외주(522b)가 결합된다.
제1 부분(510a) 및 제2 부분(510b)의 각 단부는 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)를 부분적으로 감싸게 형성될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 부분(510a)의 전방 측 단부 및 제2 부분(510b)의 전방 측 단부는 각각 제1 유로 부재(410)의 후방 측 단부를 둘러싸게 배치된다. 마찬가지로, 제1 부분(510a)의 후방 측 단부 및 제2 부분(510b)의 후방 측 단부는 각각 제2 유로 부재(420)의 전방 측 단부를 둘러싸게 배치된다.
따라서, 제1 유로 부재(410)의 후방 측 단부 및 제2 유로 부재(420)의 전방 측 단부는 후술될 덕트 공간(515)에 부분적으로 수용된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도시된 실시 예에서, 덕트 몸체(510)는 제1 면(511), 제2 면(512), 제3 면(513), 제4 면(514), 덕트 공간(515), 제1 돌출부(516) 및 제2 돌출부(517)를 포함한다.
제1 면(511), 제2 면(512), 제3 면(513) 및 제4 면(514)은 각각 덕트 몸체(510)의 일 면을 형성한다. 상술한 바와 같이, 덕트 몸체(510)는 제1 부분(510a) 및 제2 부분(510b)으로 구분될 수 있는 바, 제1 면(511), 제2 면(512), 제3 면(513) 및 제4 면(514)은 각각 제1 부분(510a) 및 제2 부분(510b)의 일부를 형성한다고 할 수 있을 것이다.
도시된 실시 예에서, 제1 면(511)은 덕트 몸체(510)의 상측 면, 제2 면(512)은 덕트 몸체(510)의 하측 면, 제3 면(513)은 덕트 몸체(510)의 좌측 면 및 제4 면(514)은 덕트 몸체(510)의 우측 면을 형성한다.
제1 내지 제4 면(511, 512, 513, 514)은 덕트 몸체(510)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 연장 형성된다. 제1 내지 제4 면(511, 512, 513, 514)의 연장 방향의 각 단부는 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)를 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 내지 제4 면(511, 512, 513, 514)의 전방 측 단부는 제1 유로 부재(410)의 후방 측 단부를 둘러싸게 배치된다. 제1 내지 제4 면(511, 512, 513, 514)의 후방 측 단부는 제2 유로 부재(420)의 전방 측 단부를 둘러싸게 배치된다.
제1 내지 제4 면(511, 512, 513, 514)에 둘러싸여 형성되는 공간, 즉 덕트 몸체(510)의 내부에 형성된 공간은 덕트 공간(515)으로 정의될 수 있다.
덕트 공간(515)은 외부에서 제1 유로 공간(411)으로 유입된 유체가 유동되는 공간이다. 덕트 공간(515)은 덕트 몸체(510)의 내부에 형성되며, 제1 내지 제4 면(511, 512, 513, 514)에 둘러싸여 형성된 공간이다. 달리 표현하면, 덕트 공간(515)은 제1 부분(510a) 및 제2 부분(510b)에 둘러싸여 형성된 공간이다.
덕트 공간(515)은 덕트 몸체(510)의 내부에 관통 형성된다. 달리 표현하면, 덕트 공간(515)은 덕트 몸체(510)를 따라 연장 형성되되, 그 연장 방향의 각 단부가 개방 형성되어 외부와 연통된다.
도시된 실시 예에서, 덕트 공간(515)의 전방 측 단부는 제1 유로 공간(411)과 연통되고, 덕트 공간(515)의 후방 측 단부는 제2 유로 공간(421)과 연통된다. 외부에서 제1 유로 공간(411)으로 유입된 유체는 열을 흡수하며 덕트 공간(515)을 향해 유동될 수 있다. 또한, 덕트 공간(515)에 유입된 유체는 혼합된 후 제2 유로 공간(421)을 향해 유동되어 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있다.
덕트 공간(515)은 내부에서 유체가 유동될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 덕트 공간(515)은 사각기둥 형상의 덕트 몸체(510)와 유사하게, 사각형의 단면을 갖고 전후 방향으로 연장 형성된 사각기둥 형상의 공간이다.
덕트 공간(515)의 내부에는 별도의 부재가 구비되지 않을 수 있다. 달리 표현하면, 덕트 공간(515)은 빈 공간(void)으로 형성된다. 따라서, 제1 분할 부재(412)에 의해 제1 유로 공간(411)이 구획되어 형성된 복수 개의 공간에서 각각 유입된 유체는 덕트 공간(515)에서 혼합될 수 있다.
따라서, 제1 유로 공간(411)에서 유동되며 서로 다른 양의 열을 흡수한 유체의 지류(branch)는 덕트 공간(515)에서 혼합되며 서로 열교환될 수 있다. 이에 따라, 덕트 공간(515)에 유입된 유체는 열평형 상태가 된 후 제2 유로 공간(421)으로 진입될 수 있다.
이에 따라, 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소의 냉각 효율이 향상될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제1 돌출부(516)는 덕트 모듈(500)과 제1 유로 부재(410)의 결합 길이를 제한한다. 제1 유로 부재(410)가 덕트 모듈(500)에 삽입됨에 따라, 제1 돌출부(516)는 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부와 접촉될 수 있다. 이에 따라, 제1 유로 부재(410)는 기 설정된 길이만큼만 덕트 공간(515)에 수용될 수 있다.
또한, 제1 돌출부(516)는 덕트 몸체(510)를 따라 연장되어, 덕트 모듈(500)과 제2 유로 부재(420)의 결합 길이를 제한한다. 제2 유로 부재(420)가 덕트 모듈(500)에 삽입됨에 따라, 제1 돌출부(516)는 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부와 접촉될 수 있다. 이에 따라, 제2 유로 부재(420) 역시 기 설정된 길이만큼만 덕트 공간(515)에 수용될 수 있다.
제1 돌출부(516)는 제1 내지 제4 면(511, 512, 513, 514) 중 어느 하나 이상의 면에서 덕트 공간(515)을 향해 돌출 형성될 수 있다. 도 9에 도시된 실시 예에서, 제1 돌출부(516)는 우측에 위치되는 제4 면(514)에서 덕트 공간(515)을 향해 돌출 형성된다.
제1 돌출부(516)는 이와 결합된 상기 어느 하나 이상의 면을 따라 연장될 수 있다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제1 돌출부(516)는 제4 면(514)과 마찬가지로 전후 방향을 향해 연장될 수 있다.
제1 돌출부(516)의 연장 방향의 각 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부 및 후방 측 단부는, 상기 어느 하나의 면, 도시된 실시 예에서 제4 면(514)의 전방 측 단부 및 후방 측 단부와 같은 평면 상에 위치될 수 있다.
따라서, 제1 돌출부(516)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부는 제1 유로 부재(410)의 제1 지지 벽(414)과 접촉되게 배치될 수 있다. 또한, 제1 돌출부(516)의 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부는 제2 유로 부재(420)의 제2 지지 벽(424)과 접촉되게 배치될 수 있다.
제1 돌출부(516)는 상기 어느 하나의 면과 연속되는 다른 하나의 면에 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 돌출부(516)는 덕트 공간(515)을 둘러싸는 다른 면에 가능한 한 인접하게 위치될 수 있다.
이에 따라, 제1 돌출부(516)는 덕트 공간(515)에서 유동되는 유체를 방해하지 않게 된다. 또한, 제1 돌출부(516)는 유로 결합부(520)에 관통되는 체결 부재(미도시)와 이격될 수 있다.
제1 돌출부(516)와 다른 위치에 제2 돌출부(517)가 위치된다.
제2 돌출부(517)는 덕트 모듈(500)과 제1 유로 부재(410)의 결합 길이를 제한한다. 제1 유로 부재(410)가 덕트 모듈(500)에 삽입됨에 따라, 제2 돌출부(517)는 제1 유로 부재(410)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부와 접촉될 수 있다. 이에 따라, 제1 유로 부재(410)는 기 설정된 길이만큼만 덕트 공간(515)에 수용될 수 있다.
또한, 제2 돌출부(517)는 덕트 몸체(510)를 따라 연장되어, 덕트 모듈(500)과 제2 유로 부재(420)의 결합 길이를 제한한다. 제2 유로 부재(420)가 덕트 모듈(500)에 삽입됨에 따라, 제2 돌출부(517)는 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부와 접촉될 수 있다. 이에 따라, 제2 유로 부재(420) 역시 기 설정된 길이만큼만 덕트 공간(515)에 수용될 수 있다.
제2 돌출부(517)는 제1 내지 제4 면(511, 512, 513, 514) 중 어느 하나 이상의 면에서 덕트 공간(515)을 향해 돌출 형성될 수 있다. 도 9에 도시된 실시 예에서, 제2 돌출부(517)는 좌측에 위치되는 제3 면(513)에서 덕트 공간(515)을 향해 돌출 형성된다.
제2 돌출부(517)는 이와 결합된 상기 어느 하나 이상의 면을 따라 연장될 수 있다. 즉, 도시된 실시 예에서, 제2 돌출부(517)는 제3 면(513)과 마찬가지로 전후 방향을 향해 연장될 수 있다.
제2 돌출부(517)의 연장 방향의 각 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부 및 후방 측 단부는, 상기 어느 하나의 면, 도시된 실시 예에서 제3 면(513)의 전방 측 단부 및 후방 측 단부와 같은 평면 상에 위치될 수 있다.
따라서, 제2 돌출부(517)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부는 제1 유로 부재(410)의 제1 지지 벽(414)과 접촉되게 배치될 수 있다. 또한, 제2 돌출부(517)의 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부는 제2 유로 부재(420)의 제2 지지 벽(424)과 접촉되게 배치될 수 있다.
제2 돌출부(517)는 상기 어느 하나의 면과 연속되는 다른 하나의 면에 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 제2 돌출부(517)는 덕트 공간(515)을 둘러싸는 다른 면에 가능한 한 인접하게 위치될 수 있다.
이에 따라, 제2 돌출부(517)는 덕트 공간(515)에서 유동되는 유체를 방해하지 않게 된다. 또한, 제2 돌출부(517)는 유로 결합부(520)에 관통되는 체결 부재(미도시)와 이격될 수 있다.
제1 돌출부(516) 및 제2 돌출부(517)는 각각 그 단면이 최소화되게 형성될 수 있다. 덕트 공간(515)에서 유동되는 유체의 흐름을 방해하지 않기 위함이다.
제1 돌출부(516) 및 제2 돌출부(517)는 복수 개의 지점에서 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)의 삽입 거리를 제한할 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 제1 돌출부(516) 및 제2 돌출부(517)는 덕트 공간(515)의 사선 방향으로 이격되어 배치된다. 대안적으로, 제1 돌출부(516) 및 제2 돌출부(517)는 덕트 공간(515)의 상측 또는 하측에 배치될 수 있다.
덕트 몸체(510)의 외주의 일부는 유로 결합부(520)에 둘러싸인다.
유로 결합부(520)는 덕트 몸체(510)와 유로부(400)를 결합시킨다. 유로 결합부(520)는 덕트 몸체(510) 및 유로부(400)와 각각 결합되어, 제1 유로 공간(411), 제2 유로 공간(421) 및 덕트 공간(515)을 서로 연통시키되, 그 방사 방향으로 밀폐시킨다.
유로 결합부(520)는 덕트 몸체(510)의 외주를 부분적으로 둘러싼다. 구체적으로, 유로 결합부(520)는 덕트 몸체(510)의 외주 중 유로부(400)를 둘러싸는 부분인 그 연장 방향의 단부, 도시된 실시 예에서 전후 방향의 각 단부의 외주를 둘러싼다.
유로 결합부(520)는 덕트 몸체(510)에 결합된 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)의 연장 방향의 각 단부의 외주를 부분적으로 둘러싼다. 도시된 실시 예에서, 전방 측에 위치되는 제1 유로 결합부(521)는 제1 유로 부재(410)의 후방 측 단부를 부분적으로 둘러싼다. 또한, 후방 측에 위치되는 제2 유로 결합부(522)는 제2 유로 부재(420)의 전방 측 단부를 부분적으로 둘러싼다.
따라서, 제1 유로 결합부(521)는 제1 유로 부재(410)의 후방 측 단부와 덕트 몸체(510)의 전방 측 단부를 둘러싸게 전후 방향으로 연장된다고 할 수 있을 것이다.
마찬가지로, 제2 유로 결합부(522)는 덕트 몸체(510)의 후방 측 단부와 제2 유로 부재(420)의 전방 측 단부를 둘러싸게 전후 방향으로 연장된다고 할 수 있을 것이다.
따라서, 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)는 덕트 공간(515)과 연통되는, 유로 결합부(520)에 둘러싸인 공간에 삽입 결합된다고 할 수 있을 것이다.
이에 따라, 덕트 모듈(500)이 구비되는 실시 예에서도 제1 유로 부재(410) 및 제2 유로 부재(420)의 과다한 구조 변경이 요구되지 않음은 상술한 바와 같다.
유로 결합부(520)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 유로 결합부(520)는 서로 다른 위치에서 덕트 몸체(510)와 유로부(400)에 각각 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 유로 결합부(520)는 덕트 몸체(510)의 전방 측에 위치되는 제1 유로 결합부(521) 및 덕트 몸체(510)의 후방 측에 위치되는 제2 유로 결합부(522)를 포함한다.
제1 유로 결합부(521)는 덕트 몸체(510)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부에 위치된다. 제1 유로 결합부(521)는 덕트 몸체(510)의 상기 일 단부를 외측에서 둘러싸게 형성된다.
제1 유로 결합부(521)는 덕트 몸체(510)의 상기 일 단부 및 상기 일 단부에 삽입되는 제1 유로 부재(410)의 일 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부와 결합된다. 일 실시 예에서, 제1 유로 결합부(521)는 덕트 몸체(510)와 일체로 형성되거나, 별도로 형성되어 용접 등의 형태로 덕트 몸체(510)에 결합될 수 있다.
제1 유로 결합부(521)는 제1 유로 부재(410)와 결합된다. 상기 결합은 나사 부재 등의 체결 부재(미도시)에 의해 형성될 수 있다. 이를 위해, 제1 유로 결합부(521)에는 상기 체결 부재(미도시)가 관통되기 위한 관통공(도면 부호 미부여)이 형성될 수 있다.
제1 유로 결합부(521)는 덕트 몸체(510)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 소정의 길이만큼 연장될 수 있다. 제1 유로 결합부(521)는 덕트 공간(515)에 수용된 제1 유로 부재(410)의 후방 측 단부와 방사 방향으로 겹쳐질 수 있게 충분히 길게 형성되는 것이 바람직하다.
제1 유로 결합부(521)는 복수 개의 부분으로 구분될 수 있다. 제1 유로 결합부(521)의 복수 개의 부분은 서로 다른 측의 부분을 형성하며 덕트 몸체(510)의 서로 다른 면(511, 512, 513, 514)에 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제1 유로 결합부(521)는 좌측, 상측 및 하측의 일부를 형성하는 제1 외주(521a) 및 상측의 일부, 우측 및 하측을 형성하는 제2 외주(521b)를 포함한다.
제1 외주(521a) 및 제2 외주(521b)는 덕트 몸체(510)의 상기 일 단부, 즉 전방 측 단부를 각각 둘러싼다. 도시된 실시 예에서, 제1 외주(521a)는 제1 면(511) 및 제3 면(513)을 부분적으로 둘러싼다. 제2 외주(521b)는 제2 면(512) 및 제4 면(514)을 부분적으로 둘러싼다.
제2 유로 결합부(522)는 덕트 몸체(510)의 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 후방 측 단부에 위치된다. 제2 유로 결합부(522)는 덕트 몸체(510)의 상기 타 단부를 외측에서 둘러싸게 형성된다.
제2 유로 결합부(522)는 덕트 몸체(510)의 상기 타 단부 및 상기 타 단부에 삽입되는 제2 유로 부재(420)의 일 단부, 도시된 실시 예에서 전방 측 단부와 결합된다. 일 실시 예에서, 제2 유로 결합부(522)는 덕트 몸체(510)와 일체로 형성되거나, 별도로 형성되어 용접 등의 형태로 덕트 몸체(510)에 결합될 수 있다.
제2 유로 결합부(522)는 제2 유로 부재(420)와 결합된다. 상기 결합은 나사 부재 등의 체결 부재(미도시)에 의해 형성될 수 있다. 이를 위해, 제2 유로 결합부(522)에도 상기 체결 부재(미도시)가 관통되기 위한 관통공(도면 부호 미부여)이 형성될 수 있다.
제2 유로 결합부(522)는 덕트 몸체(510)의 연장 방향, 도시된 실시 예에서 전후 방향으로 소정의 길이만큼 연장될 수 있다. 제2 유로 결합부(522)는 덕트 공간(515)에 수용된 제2 유로 부재(420)의 전방 측 단부와 방사 방향으로 겹쳐질 수 있게 충분히 길게 형성되는 것이 바람직하다.
제2 유로 결합부(522)는 복수 개의 부분으로 구분될 수 있다. 제2 유로 결합부(522)의 복수 개의 부분은 서로 다른 측의 부분을 형성하며 덕트 몸체(510)의 서로 다른 면(511, 512, 513, 514)에 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 제2 유로 결합부(522)는 좌측, 상측 및 하측의 일부를 형성하는 제1 외주(522a) 및 상측의 일부, 우측 및 하측을 형성하는 제2 외주(522b)를 포함한다.
제1 외주(522a) 및 제2 외주(522b)는 덕트 몸체(510)의 상기 타 단부, 즉 후방 측 단부를 각각 둘러싼다. 도시된 실시 예에서, 제1 외주(522a)는 제1 면(511) 및 제3 면(513)을 부분적으로 둘러싼다. 제2 외주(522b)는 제2 면(512) 및 제4 면(514)을 부분적으로 둘러싼다.
도시되지는 않았으나, 유로부(400)의 외주면 또는 덕트 모듈(500)의 외주면은 복수 개의 오목부 및 볼록부가 형성되어, 그 면적이 증가되게 형성될 수 있다.
상기 실시 예에서, 유로부(400)의 외주면 또는 덕트 모듈(500)의 외주면은 전기적 절연에 요구되는 면적 이상의 면적을 갖게 형성될 수 있다. 이에 따라, 덕트 모듈(500)의 길이, 즉 제1 유로 부재(410)와 제2 유로 부재(420)의 이격 거리가 감소될 수 있어, 전력 변환 모듈(10)이 더욱 소형화될 수 있다.
5. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)에서의 유체의 유동의 설명
본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)은 상술한 구성을 통해, 구성 요소를 냉각하기 위한 유체의 유로가 간명하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 전력 변환 모듈(10)의 각 구성 요소가 신속하고 효과적으로 냉각될 수 있다.
동시에, 전력 변환 모듈(10)의 각 구성 요소는 전기적으로 충분히 이격되어, 절연 상태가 보장될 수 있다. 따라서, 유로가 단순화됨에 따라 전력 변환 모듈(10)이 소형화되면서도, 안정적인 작동이 가능해진다.
이하, 도 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 모듈(10)의 내부에서, 각 구성 요소를 냉각하기 위한 유체의 유동 과정을 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 전력 변환 모듈(10)의 내부로 유입되는 유체는 프레임(20)의 내부에 체류되던 유체일 수 있다. 즉, 전력 변환 모듈(10)의 내부로 유입되는 유체는 먼지 또는 부유 물질이 제거된 상태이다.
도시된 실시 예에서는, 구성 요소를 냉각하기 위한 유체 중 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)에서 유동되는 유체의 유로가 도시되었다. 다만, 상술한 바와 같이, 수용 공간(140) 자체에 대한 냉각 과정이 함께 수행될 수 있음이 이해될 것이다.
구체적으로, 외부의 유체는 제1 커버(110)에 형성된 제1 유입부(111)를 통해 수용 공간(140)으로 유입될 수 있다. 유입된 유체는 수용 공간(140)에 배치된 다양한 구성 요소와 열교환되며 상기 구성 요소들을 냉각한 후, 제2 커버(120)에 형성된 제1 배출부(121)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
이하의 설명에서는, 유로부(400) 및 덕트 모듈(500)에서 형성되는 유로를 중심으로 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 "제1 유로(F1)"라는 용어는 제1 유로 부재(410) 내부에서의 유체의 유동을, "제2 유로(F2)"라는 용어는 제2 유로 부재(420) 내부에서의 유체의 유동을 의미한다. 더 나아가, "덕트 유로(FD)"라는 용어는 덕트 모듈(500) 내부에서의 유체의 유동을 의미한다.
제1 커버(110)에 배치된 제2 팬(220)이 작동됨에 따라, 외부의 유체는 이송력을 인가받아 제2 유입부(112)를 통해 제1 유로 부재(410)의 제1 유로 공간(411)으로 유입된다.
이때, 제1 유로 공간(411)은 복수 개의 제1 분할 부재(412)에 의해 복수 개의 소공간으로 구획된다. 따라서, 제1 유로(F1)는 유입된 외부의 유체가 분할되어, 상기 복수 개의 소공간에서 연장되는 복수 개의 지류로 형성된다.
상술한 바와 같이, 제1 유로 부재(410)는 열전도성이 높은 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 유로(F1)를 형성하는 복수 개의 지류 간에도 열교환이 진행될 수 있다.
제1 유로(F1)는 제1 유로 부재(410)의 연장 방향을 따라 연장된다. 즉, 제1 유로(F1)의 상류 측은 제2 유입부(112)와 연통되는 제1 유로 공간(411)의 전방 측 단부에 위치된다. 제1 유로(F1)의 하류 측은 덕트 공간(515)과 연통되는 제1 유로 공간(411)의 후방 측 단부에 위치되어, 덕트 유로(FD)와 연속된다.
제1 유로 공간(411)을 통과된 유체는 덕트 유로(FD)를 형성한다.
상술한 바와 같이, 덕트 공간(515)은 별도의 구획을 위한 부재가 구비되지 않은 빈 공간으로 형성된다. 따라서, 제1 유로(F1)를 형성하는 복수 개의 지류는 덕트 공간(515)에서 혼합되며 덕트 유로(FD)를 형성한다. 서로 다른 양의 열을 흡수한 복수 개의 지류가 혼합됨에 따라, 덕트 유로(FD)를 형성하는 유체는 서로 열교환되며 열평형 상태로 조정될 수 있다.
덕트 모듈(500)이 열전도성이 높은 소재로 형성되는 실시 예에서, 덕트 유로(FD)를 따르는 유체는 덕트 모듈(500)과 추가 열교환될 수 있다. 이에 따라, 전력 변환 모듈(10)의 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있다.
덕트 유로(FD)는 덕트 몸체(510)의 연장 방향을 따라 연장된다. 즉, 덕트 유로(FD)의 상류 측은 제1 유로 공간(411)과 연통되는 덕트 공간(515)의 전방 측에 위치된다. 덕트 유로(FD)의 하류 측은 제2 유로 공간(421)과 연통되는 제2 유로 공간(421)의 전방 측 단부에 위치되어, 제2 유로(F2)와 연속된다.
덕트 공간(515)을 통과된 유체는 제2 유로(F2)를 형성한다.
상술한 바와 같이, 제2 유로 공간(421) 역시 복수 개의 제2 분할 부재(422)에 의해 복수 개의 소공간으로 구획된다. 따라서, 제2 유로(F2) 또한 덕트 유로(FD)를 형성하던 유체가 분할되어, 상기 복수 개의 소공간에서 연장되는 복수 개의 지류로 형성된다.
상술한 바와 같이, 제2 유로 부재(420) 또한 열전도성이 높은 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 제2 유로(F2)를 형성하는 복수 개의 지류 간에도 열교환이 진행될 수 있다.
제2 유로(F2)는 제2 유로 부재(420)의 연장 방향을 따라 연장된다. 즉, 제2 유로(F2)의 상류 측은 덕트 공간(515)과 연통되는 제2 유로 공간(421)의 전방 측 단부에 위치된다. 제 유로(F21)의 하류 측은 제2 커버(120)의 제2 배출부(122)와 연통되는 제2 유로 공간(421)의 후방 측 단부에 위치된다.
도 11에 도시된 실시 예에서, 제1 유로(F1)에 비해 제2 유로(F2)가 더 길게 형성된다. 이는, 제2 유로(F2)가 형성되는 제2 유로 부재(420)가, 상대적으로 더 많은 열을 생성하는 제2 통전 모듈(320)에 인접하게 위치됨에 기인한다.
제2 유로(F2)를 형성하는 유체는 제2 배출부(122)를 통해 제2 유로 부재(420) 및 하우징(100)의 외측으로 배출된다. 배출된 유체는 프레임(20)의 내부에서 냉각된 후 다시 전력 변환 모듈(10)의 내부로 유입되어, 전력 변환 모듈(10)의 구성 요소를 냉각하기 위해 활용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1: 전력 공급 장치 10: 전력 변환 모듈
20: 프레임 30: 도어
100: 하우징 110: 제1 커버
111: 제1 유입부 112: 제2 유입부
120: 제2 커버 121: 제1 배출부
122: 제2 배출부 130: 핸들 부재
140: 수용 공간 200: 송풍 부재
210: 제1 팬 220: 제2 팬
300: 통전부 310: 제1 통전 모듈
311: 제1 단자 312: 제1 PCB
320: 제2 통전 모듈 321: 제2 단자
322: 제2 PCB 330: 변압 모듈
400: 유로부 410: 제1 유로 부재
411: 제1 유로 공간 412: 제1 분할 부재
413: 제1 팬 체결공 414: 제1 지지 벽
420: 제2 유로 부재 421: 제2 유로 공간
422: 제2 분할 부재 423: 제2 팬 체결공
424: 제2 지지 벽 500: 덕트 모듈
510: 덕트 몸체 510a: 제1 부분
510b: 제2 부분 511: 제1 면
512: 제2 면 513: 제3 면
514: 제4 면 515: 덕트 공간
516: 제1 돌출부 517: 제2 돌출부
520: 유로 결합부 521: 제1 유로 결합부
521a: 제1 외주 521b: 제2 외주
522: 제2 유로 결합부 522a: 제1 외주
522b: 제2 외주 F1: 제1 유로
F2: 제2 유로 FD: 덕트 유로

Claims (20)

  1. 외부의 전원 및 부하 중 어느 하나와 통전되는 제1 통전 모듈;
    외부의 전원 및 부하 중 다른 하나와 통전되는 제2 통전 모듈; 및
    상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈과 각각 통전되어, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈 중 어느 하나의 모듈로부터 전력을 전달받고, 전달받은 상기 전력을 변압하여 다른 하나의 통전 모듈에 전달하는 변압 모듈을 포함하며,
    상기 제1 통전 모듈, 상기 제2 통전 모듈 및 상기 변압 모듈은 일 방향을 따라 나란하게 배치되는,
    전력 변환 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈에 인접하게 위치되어, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈과 열교환되게 구성되는 유로부; 및
    상기 유로부와 연통되어, 상기 유로부와 함께 외부에서 유입된 유체가 유동되는 통로를 형성하는 덕트 모듈을 포함하며,
    상기 유로부 및 상기 덕트 모듈은 상기 일 방향으로 연장 형성되어, 상기 유체는 상기 유로부의 내부 및 상기 덕트 모듈의 내부에서 상기 일 방향을 따라 유동되는,
    전력 변환 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유로부는,
    상기 일 방향으로 연장되어 그 연장 방향의 일 단부가 외부와 연통되는 제1 유로 부재; 및
    상기 일 방향으로 연장되어 그 연장 방향의 일 단부가 외부와 연통되는 제2 유로 부재를 포함하는,
    전력 변환 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재는 상기 일 방향을 따라 서로 이격되어 배치되고,
    상기 덕트 모듈은 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 사이에 위치되는,
    전력 변환 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 유로 부재는, 그 연장 방향의 타 단부가 상기 덕트 모듈과 연통되고,
    상기 제2 유로 부재는, 그 연장 방향의 타 단부가 상기 덕트 모듈과 연통되어,
    상기 유체는, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 중 어느 하나, 상기 덕트 모듈 및 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 중 다른 하나를 차례로 통과되게 유동되는,
    전력 변환 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 통전 모듈은 상기 제1 유로 부재에 인접하게 위치되고,
    상기 제2 통전 모듈은 상기 제2 유로 부재에 인접하되 상기 제1 통전 모듈과 이격되게 위치되는,
    전력 변환 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 유로부는,
    상기 일 방향으로 연장되며, 상기 제1 통전 모듈에 인접하게 위치되는 제1 유로 부재; 및
    상기 일 방향으로 연장되며, 상기 제2 통전 모듈에 인접하게 위치되고, 상기 제1 유로 부재와 연통되는 제2 유로 부재를 포함하며,
    상기 덕트 모듈은, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 사이에 위치되어, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재와 각각 연통되는,
    전력 변환 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈은 서로 다른 개수의 스위칭 소자(switching device)를 각각 포함하고,
    상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재는,
    상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈 중 더 많은 개수의 상기 스위칭 소자를 포함하는 어느 하나의 모듈에 인접하게 위치되는 어느 하나의 유로 부재의 연장 길이가, 다른 하나의 연장 길이보다 길게 형성되는,
    전력 변환 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 덕트 모듈은 전기 절연(electric insulation)성 소재로 형성되는,
    전력 변환 모듈.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 통전 모듈, 상기 제2 통전 모듈, 상기 변압 모듈, 상기 유로부 및 상기 덕트 모듈을 수용하며, 상기 일 방향으로 연장 형성된 하우징을 포함하며,
    상기 하우징은,
    상기 유로부의 연장 방향의 일 단부와 결합되는 제1 커버; 및
    상기 유로부의 연장 방향의 타 단부와 결합되는 제2 커버를 포함하는,
    전력 변환 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유로부의 내부 공간 및 상기 덕트 모듈의 내부 공간은, 상기 하우징의 내부 공간과 물리적으로 이격되어 연통이 차단되게 구성되는,
    전력 변환 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 커버는, 그 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 상기 일 단부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 유입부를 포함하고,
    상기 제2 커버는, 그 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 상기 타 단부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 배출부를 포함하는,
    전력 변환 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유입부는,
    상기 제1 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 하우징의 내부 공간과 상기 하우징의 외부를 연통하는 제1 유입부; 및
    상기 제1 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 내부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 제2 유입부를 포함하고,
    상기 배출부는,
    상기 제2 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 하우징의 내부 공간과 상기 하우징의 외부를 연통하는 제1 배출부; 및
    상기 제2 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 내부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 제2 배출부를 포함하는,
    전력 변환 모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 유입부에 배치되어, 상기 하우징의 외부의 유체를 상기 유로부로 유동시키는 송풍 부재를 포함하는,
    전력 변환 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유입부는,
    상기 제1 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 하우징의 내부 공간과 상기 하우징의 외부를 연통하는 제1 유입부; 및
    상기 제1 커버의 내부에 관통 형성되어 상기 유로부의 내부와 상기 하우징의 외부를 연통하는 제2 유입부를 포함하고,
    상기 송풍 부재는,
    상기 제1 유입부에 배치되어 상기 하우징의 외부의 유체를 상기 하우징의 상기 내부 공간으로 유동시키는 제1 팬; 및
    상기 제2 유입부에 배치되어 상기 하우징의 외부의 유체를 상기 유로부의 내부로 유동시키는 제2 팬을 포함하는,
    전력 변환 모듈.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 유로부는,
    그 내부에 관통 형성되어, 상기 유체가 유동되는 통로를 형성하는 유로 공간; 및
    상기 유로 공간에 배치되며, 상기 일 방향을 따라 연장된 판 형으로 구비되어 상기 유로 공간을 복수 개의 공간으로 구획하는 분할 부재를 포함하여,
    유입된 상기 유체는 분지되어 복수 개의 상기 공간에서 각각 유동되는,
    전력 변환 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 유로부는,
    외부와 연통되어, 상기 유체가 유입되는 제1 유로 부재; 및
    외부와 연통되어, 열교환된 상기 유체가 외부로 배출되는 제2 유로 부재를 포함하며,
    상기 덕트 모듈은, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재 사이에 위치되어, 상기 제1 유로 부재 및 상기 제2 유로 부재와 각각 연통되는,
    전력 변환 모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    유입된 상기 유체는,
    상기 제1 유로 부재, 상기 덕트 모듈 및 상기 제2 유로 부재의 내부 공간을 차례로 유동된 후 외부로 배출되며,
    복수 개의 유동으로 분지되어 상기 제1 유로 부재의 복수 개의 상기 공간을 통과된 상기 유체는, 상기 덕트 모듈의 내부에 형성된 덕트 공간에서 혼합되는,
    전력 변환 모듈.
  19. 내부에 공간이 형성된 프레임; 및
    외부의 전원 및 부하와 통전되고, 상기 프레임의 상기 공간에 수용되는 복수 개의 전력 변환 모듈을 포함하며,
    상기 전력 변환 모듈은,
    외부의 전원 및 부하 중 어느 하나와 통전되는 제1 통전 모듈;
    외부의 전원 및 부하 중 다른 하나와 통전되는 제2 통전 모듈; 및
    상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈과 각각 통전되어, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈 중 어느 하나의 모듈로부터 전력을 전달받고, 전달받은 상기 전력을 변압하여 다른 하나의 통전 모듈에 전달하는 변압 모듈을 포함하며,
    상기 제1 통전 모듈, 상기 제2 통전 모듈 및 상기 변압 모듈은 일 방향을 따라 나란하게 배치되고,
    복수 개의 상기 전력 변환 모듈은 타 방향을 따라 나란하게 배치되어,
    복수 개의 상기 전력 변환 모듈에 구비되는 복수 개의 상기 제1 통전 모듈은 상기 일 방향의 일측에 치우치게 배치되고,
    복수 개의 상기 전력 변환 모듈에 구비되는 복수 개의 상기 제2 통전 모듈은 상기 일 방향의 타측에 치우치게 배치되는,
    전력 공급 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전력 변환 모듈은,
    상기 제1 통전 모듈, 상기 제2 통전 모듈 및 상기 변압 모듈을 수용하는 하우징;
    상기 하우징에 수용되며, 상기 제1 통전 모듈 및 상기 제2 통전 모듈과 인접하게 위치되는 복수 개의 유로부; 및
    복수 개의 상기 유로부 사이에 상기 일 방향을 따라 나란하게 배치되고, 복수 개의 상기 유로부와 각각 연통되는 덕트 모듈을 포함하며,
    상기 하우징은,
    상기 프레임의 상기 공간과 연통되며, 상기 프레임의 외부와의 연통이 차단되는 제1 유입부; 및
    복수 개의 상기 유로부 및 상기 덕트 모듈의 내부와 각각 연통되며, 상기 프레임의 외부와 연통되되 상기 제1 유입부와의 연통이 차단되는 제2 유입부를 포함하는,
    전력 공급 장치.
PCT/KR2022/015772 2021-12-22 2022-10-17 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치 WO2023120915A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280051527.XA CN117769751A (zh) 2021-12-22 2022-10-17 电力转换模块和包括该电力转换模块的电力供应装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0185355 2021-12-22
KR1020210185355A KR102728098B1 (ko) 2021-12-22 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023120915A1 true WO2023120915A1 (ko) 2023-06-29

Family

ID=86902839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/015772 WO2023120915A1 (ko) 2021-12-22 2022-10-17 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN117769751A (ko)
WO (1) WO2023120915A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120014154A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor drive cooling duct system and method
JP2016005315A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 株式会社デンソー 電力変換装置
KR20170135491A (ko) * 2016-05-31 2017-12-08 엘지전자 주식회사 에너지저장시스템의 전력변환장치
CN211209570U (zh) * 2019-12-31 2020-08-07 石家庄融智科创电子有限责任公司 高频电源模块的安装箱结构
CN111541357A (zh) * 2020-05-09 2020-08-14 烟台汽车工程职业学院 一种新能源充电模块

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120014154A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor drive cooling duct system and method
JP2016005315A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 株式会社デンソー 電力変換装置
KR20170135491A (ko) * 2016-05-31 2017-12-08 엘지전자 주식회사 에너지저장시스템의 전력변환장치
CN211209570U (zh) * 2019-12-31 2020-08-07 石家庄融智科创电子有限责任公司 高频电源模块的安装箱结构
CN111541357A (zh) * 2020-05-09 2020-08-14 烟台汽车工程职业学院 一种新能源充电模块

Also Published As

Publication number Publication date
CN117769751A (zh) 2024-03-26
KR20230095668A (ko) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018016803A1 (en) Case for electric motor
WO2020153560A1 (ko) 인버터 장치 및 이를 포함하는 인버터 패널
WO2021157873A1 (ko) 냉각 플레이트 및 이의 제조 방법
WO2019203391A1 (ko) 전극 보일러 시스템
WO2021182788A2 (ko) 기중 차단기
WO2019066233A1 (ko) 제어기 및 이를 포함하는 모터 조립체
EP3488514A1 (en) Case for electric motor
WO2021157874A1 (ko) 서브 모듈
WO2021182786A1 (ko) 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기
WO2020197334A1 (ko) 분리형 능동 emi 필터 모듈
WO2020204270A1 (ko) 모터부 및 이를 포함하는 전동식 압축기
WO2023120915A1 (ko) 전력 변환 모듈 및 이를 포함하는 전력 공급 장치
WO2023167409A1 (ko) 진동 저감부 및 이를 포함하는 변압기
WO2023120916A1 (ko) 덕트 모듈 및 이를 포함하는 전력 변환 모듈
WO2020153559A1 (ko) 인버터 장치 및 이를 포함하는 전력변환장치
WO2021182789A2 (ko) 기중 차단기
WO2021157875A1 (ko) 서브 모듈
WO2020153558A1 (ko) 전력 변환 장치
WO2020055080A1 (ko) 전원 공급 시스템
WO2023171907A1 (ko) 유로 모듈 및 이를 포함하는 전력 기기
WO2020055079A1 (ko) 전원 공급 시스템
WO2024147528A1 (ko) 고정 접점부 및 이를 포함하는 차단기
WO2022098217A1 (ko) 단락 조정 장치 및 이를 포함하는 모듈형 멀티 레벨 컨버터
WO2023224149A1 (ko) 양면 냉각형 전력반도체 패키지
WO2023204454A1 (ko) 냉각 모듈 및 이를 포함하는 배터리 차단 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22911554

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280051527.X

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE