KR101153995B1 - Power converter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인쇄회로기판에 장착된 무거운 부품이 외부의 충격에 의해 상기 인쇄회로기판으로부터 떨어지거나 상기 인쇄회로기판을 부러뜨리는 것을 최소화하는 전력변환장치를 개시(introduce)한다. 상기 전력변환장치는, 인쇄회로기판 및 히트싱크 베이스를 포함한다. 상기 인쇄회로기판은 상부 면에 전기 소자들이 장착된다. 상기 히트싱크 베이스는 일 면에 장착된 적어도 하나의 발열소자로부터 발생하는 열을 외부로 발산한다. 상기 인쇄회로기판의 하부 면에는 트랜스포머가 장착되며, 상기 인쇄회로기판의 하부 면에 마주보는 상기 히트싱크 베이스의 상부 면에는 상기 트랜스포머를 고정하는 가이드 지지대가 더 장착된다. The present invention discloses a power conversion apparatus that minimizes heavy parts mounted on a printed circuit board from falling off or breaking the printed circuit board by an external impact. The power converter includes a printed circuit board and a heat sink base. The printed circuit board is equipped with electrical elements on the upper surface. The heat sink base radiates heat generated from at least one heat generating element mounted on one surface thereof to the outside. A transformer is mounted on a lower surface of the printed circuit board, and a guide support for fixing the transformer is further mounted on an upper surface of the heat sink base facing the lower surface of the printed circuit board.
Description
본 발명은 전력변환장치에 관한 것으로, 특히, 인쇄회로기판에 가해진 충격 또는 진동에 의해, 인쇄회로기판에 장착된 무거운 소자들이 해당 인쇄회로기판을 부러지게 하거나 상기 무거운 소자들이 해당 인쇄회로기판으로부터 떨어지는 문제점이 해소된 전력변환장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion device, and in particular, due to an impact or vibration applied to a printed circuit board, heavy elements mounted on the printed circuit board break the printed circuit board, or the heavy elements fall from the printed circuit board. The problem relates to a power converter that has been solved.
일반적으로 전력변환장치는 전력 변환에 이용되는 복수 개의 소자들을 구비하게 되는데, 이들 복수 개의 소자들은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)의 상부에 장착된다. 상기 복수 개의 소자들은, 예를 들면, 제어용 프로세서, 인터페이스용 집적회로(Integrated Circuit), 저항, 커패시터, 인덕터, 보조전원장치, 커넥터 및 트랜스포머(transformer) 등이 있다. 부품들은 용량에 따라 부피와 무게가 다르며, 특히 트랜스포머는 부품들 가운데 가장 무겁다. In general, a power converter includes a plurality of devices used for power conversion, and the plurality of devices are mounted on an upper portion of a printed circuit board. The plurality of devices include, for example, a control processor, an integrated circuit for an interface, a resistor, a capacitor, an inductor, an auxiliary power supply, a connector, and a transformer. The parts vary in volume and weight depending on their capacity, and the transformer in particular is the heaviest of the parts.
상기 인쇄회로기판을 포함하는 전력변환장치가 강한 충격을 받거나 진동에 의한 영향이 항상 수반되는 자동차에 장착될 경우, 상기 충격이나 진동 등의 동적 영향으로 인해, 상기 트랜스포머 및 인덕터와 같은 무거운 부품은 인쇄회로기판을 부러지게 하거나 인쇄회로기판에서 떨어지게 되는 문제가 발생한다.
When the power converter including the printed circuit board is mounted in a vehicle that is strongly impacted or constantly affected by vibration, heavy components such as the transformer and the inductor may be printed due to dynamic effects such as the shock or vibration. There is a problem of breaking the circuit board or falling off the printed circuit board.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 인쇄회로기판에 장착된 무거운 부품이 외부의 충격에 의해 상기 인쇄회로기판으로부터 떨어지거나 상기 인쇄회로기판을 부러뜨리는 것을 최소화하는 전력변환장치를 제공하는 것에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a power conversion device for minimizing a heavy component mounted on a printed circuit board from being separated from the printed circuit board or breaking the printed circuit board by an external impact.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 전력변환장치는, 인쇄회로기판 및 히트싱크 베이스를 포함한다. 상기 인쇄회로기판은 상부 면에 전기 소자들이 장착된다. 상기 히트싱크 베이스는 일 면에 장착된 적어도 하나의 발열소자로부터 발생하는 열을 외부로 발산한다. 상기 인쇄회로기판의 하부 면에는 트랜스포머가 장착되며, 상기 트랜스포머는 'ㄷ'자 형상의 클램프가 감싸면서 인쇄회로기판에 함께 장착된다. 상기 트랜스포머를 감싸는 클램프의 일 면에는 트랜스포머가 클램프에 완전하게 밀착되도록 판 형태의 스프링(이하 판 스프링)과 같은 형상으로 이루어져 있다. Power conversion apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem includes a printed circuit board and a heat sink base. The printed circuit board is equipped with electrical elements on the upper surface. The heat sink base radiates heat generated from at least one heat generating element mounted on one surface thereof to the outside. A transformer is mounted on a lower surface of the printed circuit board, and the transformer is mounted together on the printed circuit board while the '-' shaped clamp is wrapped. One surface of the clamp surrounding the transformer has a shape such as a plate-shaped spring (hereinafter referred to as a plate spring) so that the transformer is in close contact with the clamp.
상기 인쇄회로기판의 하부 면에 마주보는 상기 히트싱크 베이스의 상부 면에는 상기 트랜스포머와 클램프를 함께 고정하는 가이드 지지대가 더 장착된다.
A guide support for fixing the transformer and the clamp together is further mounted on the upper surface of the heat sink base facing the lower surface of the printed circuit board.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력변환장치는 외부로부터 유입되는 충격으로부터 인쇄회로기판에 부착된 트랜스포머와 같은 무거운 부품이 해당 인쇄회로기판으로부터 떨어지거나 해당 인쇄회로기판을 파괴할 확률을 최소한으로 하는 장점이 있다.
As described above, the power converter according to the present invention minimizes the probability that heavy components such as transformers attached to the printed circuit board may fall from the printed circuit board or destroy the printed circuit board from the impact from the outside. There is an advantage.
도 1은 본 발명에 따른 전력변환장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력변환장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력변환장치를 구성하는 인쇄회로기판의 하부 면을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 전력변환장치에 사용되는 클램프의 사진이다. 1 is a block diagram of a power conversion apparatus according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of a power conversion apparatus according to the present invention.
Figure 3 shows the lower surface of the printed circuit board constituting the power conversion apparatus according to the present invention.
4 is a photograph of a clamp used in the power converter according to the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
본 발명의 핵심 아이디어는 인쇄회로기판에 장착되는 부품 중 트랜스포머와 같은 무거운 부품을 인쇄회로기판의 하부에 장착하는 것에 대한 것인데, 인쇄회로기판의 하부에 장착되는 무거운 부품을 판 스프링이 내장된 클램프를 이용하여 인쇄회로기판에 밀착하여 고정시키고, 무거운 부품을 감싸는 클램프를 히트싱크 베이스와 같은 다른 기판에 이중으로 고정하는 것이다.
The core idea of the present invention is to mount a heavy component such as a transformer on the bottom of the printed circuit board among the components mounted on the printed circuit board. It is fixed to the printed circuit board by using it, and the clamp surrounding the heavy component is fixed to the other boards such as heat sink bases.
도 1은 본 발명에 따른 전력변환장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of a power conversion apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 전력변환장치의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a power conversion apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 전력변환장치를 구성하는 인쇄회로기판의 하부 면을 도시한다. Figure 3 shows the lower surface of the printed circuit board constituting the power conversion apparatus according to the present invention.
이하에서는 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 전력변환장치(100)의 구성에 대하여 설명한다. Hereinafter, a configuration of the
본 발명에 따른 전력변환장치(100)는, 히트싱크 베이스(110), 인쇄회로기판(120), 측면 덮개(130) 및 상부 덮개(140)를 구비한다. The
인쇄회로기판(120)의 상부 면에는 전력변환과 관련된 소자들(미도시)이 장착되며 하부 면에는 트랜스포머(125)가 장착된다. 또한 트랜스포머(125)를 인쇄회로기판(120)의 하부에 고정하는데 사용되는 클램프(126)의 양쪽 면 각각에 적어도 하나씩 형성된 트랜스포머 결합용 제2결합홀(123)에 대응되는 적어도 하나의 트랜스포머 결합용 제1결합홀(121)이 형성되어 있다. 인쇄회로기판(120)의 가장자리에는 인쇄회로기판(120)을 히트싱크 베이스(110, heat sink base)에 고정하는데 사용되는 복수 개의 제4결합홀들(122)이 설치되어 있다. Elements (not shown) related to power conversion are mounted on the upper surface of the printed
히트싱크 베이스(110)는 상부 면에 장착된 적어도 하나의 발열소자(미도시)로부터 발생하는 열을 외부로 발산하는 기능을 수행하며, 인쇄회로기판(120) 전체를 고정하는데 사용되는 복수 개의 제4결합홀들(122)에 대응되는 복수 개의 결합턱들(111)을 구비한다. 특히 인쇄회로기판(120)의 하부에 장착된 트랜스포머(125)를 고정시키는데 사용되는 가이드 지지대(112, guide support)가 더 설치되어 있다. 가이드 지지대(112)의 상부에는 트랜스포머 결합용 제1결합홀(121)과 트랜스포머 결합용 제2결합홈(123) 또는 트랜스포머 결합용 제1결합홀(121) 및 트랜스포머 결합용 제2결합홀(122)과 대응되는 트랜스포머 결합용 제3결합홈(124)이 형성되어 있다. The
클램프(126)에 형성된 결합홈과 결합홀은 아래와 같은 차이가 있다. 결합홈이라 함은 결합이 이루어지는 영역(홈)이 클램프(126)를 관통하지 않는 홈을 의미하며, 결합홀이라 함은 결합이 이루어지는 영역(홀)이 클램프(126)를 관통하는 경우를 의미한다. 도 2에는 제2결합홀(123)이 도시되어 있고, 제2결합홈(123)은 도시되어 있지 않지만, 본 발명에서 권리로 주장하는 기술적 사상은 결합홀은 물론이고 결합홈까지 포함한다. The coupling groove and the coupling hole formed in the
본 발명에서는 무게가 나가는 트랜스포머(125)와 같은 부품을 인쇄회로기판(120)의 하부에 설치함과 동시에, 트랜스포머(125)를 인쇄회로기판(120)에 강력하게 장착시키기 위하여 클램프(126)를 사용할 것을 제안한다. 트랜스포머(125)가 클램프(126)에 의해 인쇄회로기판(120)에 강하게 장착되어 있다고 하더라도, 도면에서 볼 때 인쇄회로기판(120)에 상하로 진동이 심한 경우, 인쇄회로기판(120)으로부터 트랜스포머(125)가 떨어질 수도 있고, 경우에 따라서는 인쇄회로기판(120) 자체를 부러지게 할 수도 있다. According to the present invention, the
이러한 경우를 대비하여 본 발명에서는 가이드 지지대(112)를 추가로 설치하였다. 도 2를 참조하면, 2개의 가이드 지지대(112)의 폭은 클램프(126)에 의해 인쇄회로기판(120)의 하부에 장착된 트랜스포머(125)의 폭과 거의 일치하며, 이들이 서로 결합하는 경우, 결과적으로는 트랜스포머(125)를 2중으로 고정하게 된다. In this case, the
상기와 같이 트랜스포머(125)가 클램프(126)에 감싸진 상태로 히트싱크 베이스(110)에도 접하게 된다면, 트랜스포머(125)의 위치 고정뿐만 아니라, 트랜스포머(125)로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 방출시킬 수 있다는 추가 장점이 생긴다. When the
도 1을 참조하면, 측면 덮개(130) 및 상부 덮개(140)는 히트싱크 베이스(110) 및 인쇄회로기판(120)을 보호하는 역할을 수행한다. Referring to FIG. 1, the
클램프(126)가 트랜스포머(125)를 감싸는 형태는 도 2에 자세하게 나타나 있다. 클램프(126)의 중앙부는 트랜스포머(125)를 감싸며, 트랜스포머(125)를 감싸고 남은 클램프(126)의 양쪽 가장자리에 있는 제2결합홈(123) 또는 제2결합홀(124)이 인쇄회로기판(120)의 제1결합홀(121)과 동일한 결합수단에 의해 결합한다. 여기서 결합수단의 바람직한 예로서는 나사를 들 수 있다. The form in which the
히트싱크 베이스(110)과 측면 덮개(130) 그리고 측면 덮개(130)과 상부 덮개(140)를 결합하는 수단 및 방법은 다양하지만, 인쇄회로기판(120)과 히트싱크 베이스(110)가 결합하는 동일하게 하는 것이 가능하다. Means and methods for combining the
상기의 설명은 무거운 부품으로써 트랜스포머 또는 인덕터를 예로 들었지만, 본 발명의 권리가 이에 한정되는 것은 아니며, 인쇄회로기판에 장착되는 부품이라도 무거운 것은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 점을 분명하게 밝힌다. Although the above description takes a transformer or an inductor as a heavy component as an example, the right of the present invention is not limited thereto, and it is clear that all of the components mounted on the printed circuit board belong to the scope of the present invention.
또한 본 발명의 권리가 발명의 명칭으로 기재한 전력변환장치에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상이 적용된 모든 장치 및 시스템에까지 미친다.
In addition, the right of the present invention is not limited to the power converter described in the name of the invention, but extends to all devices and systems to which the technical idea of the present invention is applied.
도 4는 도 4는 본 발명에 따른 전력변환장치에 사용되는 클램프의 사진이다. 4 is a photograph of a clamp used in the power converter according to the present invention.
도 4를 참조하면, 클램프의 부분 중 트랜스포머의 중심부를 감싸는 부분에 판 스프링을 형성시켜 스프링의 힘을 이용하여 트랜스포머를 인쇄회로기판에 보다 강력하게 밀착시키고 고정시킨다.
Referring to FIG. 4, a plate spring is formed in a portion of the clamp to cover the center of the transformer, and the transformer is strongly adhered to the printed circuit board by using the force of the spring.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
100: 전력변환장치 110: 히트싱크 베이스
111: 결합턱 112: 가이드 지지대
120: 인쇄회로기판 121: 트랜스포머 결합용 제1결합홀
122: 제4결합홀 123: 제2결합홀 또는 제2결합홈
124: 트랜스포머 결합용 제3결합홀 125: 트랜스포머
126: 클램프 130: 측면 덮개
140: 상부 덮개 100: power converter 110: heat sink base
111: engaging jaw 112: guide support
120: printed circuit board 121: first coupling hole for transformer coupling
122: fourth coupling hole 123: second coupling hole or second coupling groove
124: third coupling hole for transformer coupling 125: transformer
126: clamp 130: side cover
140: top cover
Claims (11)
일 면에 장착된 적어도 하나의 발열소자로부터 발생하는 열을 외부로 발산하는 히트싱크 베이스를 포함하고,
상기 인쇄회로기판의 하부 면에는 트랜스포머가 장착되며, 상기 인쇄회로기판의 하부 면에 마주보는 상기 히트싱크 베이스의 상부 면에는 상기 트랜스포머를 고정하는 가이드 지지대가 더 장착된 전력변환장치. A printed circuit board having electrical, electronic and power devices mounted on an upper surface thereof; And
It includes a heat sink base for dissipating heat generated from at least one heating element mounted on one surface to the outside,
A transformer is mounted on a lower surface of the printed circuit board, and a guide support for fixing the transformer is further mounted on an upper surface of the heat sink base facing the lower surface of the printed circuit board.
상기 트랜스포머는 클램프에 의해 상기 인쇄회로기판의 하부에 고정되며,
상기 클램프의 중앙부는 상기 트랜스포머를 감싸며 상기 트랜스포머를 감싸고 남은 양쪽 가장자리는 상기 인쇄회로기판과 물리적으로 결합하는 전력변환장치. The method of claim 1,
The transformer is fixed to the lower portion of the printed circuit board by a clamp,
The center portion of the clamp wraps the transformer, and the power conversion device that surrounds the transformer and both remaining edges are physically coupled to the printed circuit board.
상기 클램프의 양쪽 가장자리와 결합하는 인쇄회로기판의 각 해당부분에는 적어도 하나의 트랜스포머 결합용 제1결합홀이 형성되어 있고,
상기 클램프의 양쪽 가장자리에는 상기 적어도 하나의 트랜스포머 결합용 제1결합홀에 대응하는 트랜스포머 결합용 제2결합홈 또는 트랜스포머 결합용 제2결합홀이 형성되는 전력변환장치. The method of claim 2,
At least one transformer coupling first coupling hole is formed in each corresponding portion of the printed circuit board coupled to both edges of the clamp,
Both edges of the clamp is formed with a second coupling groove for transformer coupling or a second coupling hole for transformer coupling corresponding to the at least one transformer coupling first coupling hole.
상기 트랜스포머를 감싸는 밑면의 양쪽 가장자리로부터 중앙부분 쪽으로 형성된 판 스프링이 구비된 전력변환장치. The method of claim 3, wherein the center portion of the clamp,
And a leaf spring formed from both edges of the bottom surface surrounding the transformer toward the center portion.
상기 가이드 지지대의 상부 면에는, 상기 트랜스포머 결합용 제1결합홀과 상기 트랜스포머 결합용 제2결합홈 또는 상기 트랜스포머 결합용 제1결합홀 및 상기 트랜스포머 결합용 제2결합홀과 대응되는 트랜스포머 결합용 제3결합홈이 형성된 전력변환장치. The method of claim 4, wherein
The upper surface of the guide support, the transformer coupling agent corresponding to the first coupling hole for the transformer coupling and the second coupling groove for the transformer coupling or the first coupling hole for the transformer coupling and the second coupling hole for the transformer coupling Power conversion device formed with three coupling grooves.
서로 연관된 상기 제1결합홀, 상기 제2결합홀 및 상기 제3결합홈들은 동일한 결합수단으로 서로 결합되는 전력변환장치. The method of claim 5,
The first coupling hole, the second coupling hole and the third coupling grooves associated with each other are coupled to each other by the same coupling means.
상기 결합수단은 나사인 전력변환장치. The method of claim 6,
The coupling means is a screw power conversion device.
상기 인쇄회로기판에는 상기 히트싱크 베이스와 물리적으로 결합하는 복수 개의 제4결합홀들이 형성되고,
상기 히트싱크 베이스의 일 면에는, 상기 제4결합홀들과 대응되는 부분에 복수 개의 결합턱들이 형성된 전력변환장치. The method of claim 1,
A plurality of fourth coupling holes are formed in the printed circuit board to physically couple with the heat sink base.
And a plurality of coupling projections formed at one surface of the heat sink base to correspond to the fourth coupling holes.
상기 복수 개의 결합턱들의 높이와 상기 가이드 지지대의 높이는 동일한 전력변환장치. The method of claim 8,
The height of the coupling jaw and the height of the guide support is the same power converter.
상기 히트싱크 베이스 및 상기 인쇄회로기판의 측면을 감싸는 측면 덮개를 더 구비하는 전력변환장치. The method of claim 1,
And a side cover surrounding a side surface of the heat sink base and the printed circuit board.
상기 측면 덮개의 상부를 감싸는 상부 덮개를 더 구비하는 전력변환장치. The method of claim 10,
And a top cover surrounding the top of the side cover.
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