KR102477829B1

KR102477829B1 - 인쇄 회로 기판을 포함하는 컨버터 및 상기 컨버터를 포함하는 전력 변환 모듈

Info

Publication number: KR102477829B1
Application number: KR1020190043225A
Authority: KR
Inventors: 여경수; 박정규; 이재진; 강선구
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2022-12-15
Anticipated expiration: 2039-04-12
Also published as: EP3935929B1; WO2020209670A1; KR20200120379A; US11432438B2; EP3935929A1; US20200329580A1; EP3935929A4

Abstract

본 발명은 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다.
본 개시는 컨버터의 일면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력변환을 위한 제1 제어부가 배치되는 제1 인쇄 회로 기판, 상기 일면과 마주하는 상기 컨버터의 타면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을구성하는 일면에 전력 변환을 위한 제2 제어부가 배치되는 제2 인쇄 회로 기판, 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제1 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되는 제1 커넥터 및 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제2 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되고 상기 제1 커넥터와 결합되는 제2 커넥터를 포함하는 컨버터를 제공한다.

Description

인쇄 회로 기판을 포함하는 컨버터 및 상기 컨버터를 포함하는 전력 변환 모듈{A CONVERTER INCLUDING A PRINTED CIRCUIT BOARD AND POWER CONVERTING MODULE INCLUDING THE CONVERTER}

본 개시는 인쇄 회로 기판을 포함하는 컨버터 및 상기 컨버터를 포함하는 전력 변환 모듈에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

컨버터가 오랜 시간 동안 동작하게 되면, 컨버터 내부에 배치되는 전자 소자들에 의해 열이 발생하며, 발생된 열에 의해 컨버터의 성능 및 내구성이 하락될 수 있다. 따라서 본 개시에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위한 컨버터 및 전력 변환 장치 구조를 제공한다.

일 실시예에 따르면, 컨버터는 상기 컨버터의 일면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력변환을 위한 제1 제어부가 배치되는 제1 인쇄 회로 기판, 상기 일면과 마주하는 상기 컨버터의 타면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력 변환을 위한 제2 제어부가 배치되는 제2 인쇄 회로 기판, 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제1 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되는 제1 커넥터 및 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제2 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되고 상기 제1 커넥터와 결합되는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 변환 모듈은 컨버터를 포함하며, 상기 컨버터는 상기 컨버터의 일면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력변환을 위한 제1 제어부가 배치되는 제1 인쇄 회로 기판, 상기 일면과 마주하는 상기 컨버터의 타면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을구성하는 일면에 전력 변환을 위한 제2 제어부가 배치되는 제2 인쇄 회로 기판, 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제1 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되는 제1 커넥터 및 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제2 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되고 상기 제1 커넥터와 결합되는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.

본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따르면, 컨버터의 방열 성능이 향상됨으로써 컨버터의 내구성 및 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따르면, 컨버터가 분리형 구조로 구성됨으로써 컨버터의 설계 자유도가 향상될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전력 변환 모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따른 컨버터 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따른 컨버터의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따른 전력 변환 모듈 구조를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전력 변환 모듈 구조를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 컨버터(101)의 일면에는 인쇄 회로 기판(111)이 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 상기 인쇄 회로 기판은 PBA(printed board assembly board)일 수 있다.

일 실시예에 따르면 상기 인쇄 회로 기판(111)의 일면은 상기 컨버터(101)의 일면과 적어도 하나의 결합 부재를 통해 고정 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는 제1 나사(151) 및 제2 나사(153)를 포함할 수 있으며, 상기 인쇄 회로 기판(111) 및 상기 컨버터(101)에는 상기 제1 나사(151) 및 상기 제2 나사(153)와 결합하기 위한 결합 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판(110)의 타면은 제1 방열판(141)과 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 방열판(141)을 통해 상기 컨버터(101)의 동작으로 인해 발생하는 열의 일부가 방출될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판(110)과 상기 제1 방열판(141)은 적어도 하나의 결합 부재를 통해 고정 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는 제3 나사(161) 및 제4 나사(163)를 포함할 수 있으며, 상기 인쇄 회로 기판(111) 및 상기 제1 방열판(141)에는 상기 제3 나사(161) 및 상기 제4 나사(163)와 결합하기 위한 결합 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 컨버터(101)의 타면에는 제2 방열판(131)이 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제2 방열판(131)의 일면에는 상기 컨버터(101)를 통해 방출되는 열을 상기 제2 방열판(131)으로 전도하기 위한 열전도 패드(121)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 방열판(131)의 일면에는 전력 변환 모듈의 방열 성능을 향상시키기 위한 방열핀(133)이 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 방열판(141)과 상기 제2 방열판(131)은 적어도 하나의 결합 부재를 통해 고정 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는 제5 나사(171) 및 제6 나사(173)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 방열판(141) 및 상기 제2 방열판(131)에는 상기 제5 나사(171) 및 상기 제6 나사(173)와 결합하기 위한 결합 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제5 나사(171) 및 상기 제6 나사(173)를 이용해 제1 방열판(141)과 제2 방열판(131)이 고정 결합되는 경우, 제2 방열판(131)과 컨버터(101)가 밀착되지 않을 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 방열판(131)과 컨버터(101)가 밀착되어 결합되지 않음으로써 전력 변환 모듈의 방열 성능이 하락할 수 있으며, 컨버터의 출력이 불안정해질 수 있다.

도 2는 본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따른 컨버터 구조를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 컨버터(200)는 두 개의 인쇄 회로 기판을 이용해 구성될 수 있다. 예를 들어 컨버터(200)는 제1 인쇄 회로 기판(231)을 이용한 제1 모듈 및 제2 인쇄 회로 기판(201)을 이용한 제2 모듈로 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 컨버터(200)는 상기 컨버터(200)의 일면을 구성하고 상기 컨버터(200)의 내측면을 구성하는 일면에 전력변환을 위한 제1 제어부(251)가 배치되는 제1 인쇄 회로 기판(231), 상기 일면과 마주하는 상기 컨버터(200)의 타면을 구성하고 상기 컨버터(200)의 내측면을 구성하는 일면에 전력 변환을 위한 제2 제어부(221)가 배치되는 제2 인쇄 회로 기판(201), 상기 컨버터(200)의 내측면을 구성하는 상기 제1 인쇄 회로 기판(231)의 일면에 배치되는 제1 커넥터(241, 243) 및 상기 컨버터(200)의 내측면을 구성하는 상기 제2 인쇄 회로 기판(201)의 일면에 배치되고 상기 제1 커넥터(241, 243)와 결합되는 제2 커넥터(211, 213)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 인쇄 회로 기판(231), 제1 제어부(251) 및 제1 커넥터(241, 243)를 포함하여 컨버터(200)의 제1 모듈을 구성할 수 있으며, 상기 제2 인쇄 회로 기판(201), 제2 제어부(220) 및 제2 커넥터(211, 213)를 포함하여 컨버터(200)의 제2 모듈을 구성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 커넥터(241, 243)와 상기 제2 커넥터(211, 213)를 통해 제1 모듈과 제2 모듈을 결합시켜 하나의 컨버터(200)를 구성할 수 있다. 일 실시예에 따르면 컨버터를 제1 모듈과 제2 모듈로 구성함으로써 분리형 구조의 컨버터가 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 제어부(251)는 전력 변환을 위한 트랜지스터, 인덕터, 모스펫 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 제어부(251)는 컨버터를 구성하는 소자 중에서 발열량이 큰 소자들을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 제어부(251)는 컨버터의 성능을 결정하는 소자들을 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 제1 제어부(251)는 인덕터를 포함할 수 있으며, 상기 인덕터의 인덕턴스값에 기반하여 컨버터의 출력 전압값이 결정될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 인쇄 회로 기판(231)을 포함하는 제1 모듈만을 다른 소자를 포함하는 모듈로 교체하여 종래의 제2 모듈과 결합함으로써 컨버터의 성능(예를 들어 출력 전악)을 변경할 수 있다. 즉, 본 개시에서 개시하고 있는 실시예에 따를 경우, 컨버터 성능 설계 자유도가 향상될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 제어부(221)는 상기 제1 제어부(251)를 제어하기 위한 제어회로를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 제어부(221)는 상기 제1 제어부(251)를 구성하는 트랜지스터 또는 모스펫의 스위칭을 제어하는 제어신호를 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2 제어부(221)는 제2 모듈에 고정하고, 제1 제어부(251)와 결합위치와 결합방법이 동일한 제3 제어부를 제1 제어부(251)에 대체하여 제1 모듈에 고정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 제3 제어부가 제1 제어부(251)를 대체하여 제1 모듈에 결합된다고 하더라도 제2 제어부(221)를 통해 제3 제어부를 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면 전압 또는 전력량과 무관한 제어회로를 포함하는 제2 제어부(221)가 고정되는 제2 모듈은 상기 컨버터(200)를 포함하는 전자 장치의 메인 인쇄회로기판에 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전압 또는 전력량에 따라 발열량이 변경되는 제1 제어부(251)를 포함하는 제1 모듈은 상기 제2 모듈과 커넥터 또는 결합부를 통해 서로 결합될 수 있다.

따라서 본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따르면, 메인 인쇄회로기판의 교체 없이 제1 모듈만을 제2 모듈로부터 탈착시켜 제1 모듈에 포함되어 있는 제1 제어부(251)만을 교체함으로써 컨버터의 성능 및 발열량을 조절할 수 있다. 즉, 본 개시에 따를 경우, 제1 제어부(251)와 동일한 결합위치와 결합방법을 가지는 제어부를 상기 제1 제어부(251)에 대체함으로써 다른 성능 또는 다른 발열량을 가지는 컨버터를 설계할 수 있다. 또한, 본 개시에 따를 경우, 컨버터의 성능 또는 발열량을 변경시키기 위해 메인 인쇄회로기판과 결합되는 제2 모듈과 제2 모듈에 배치되는 제2 제어부(221)의 설계를 변경할 필요가 없다는 장점이 있을 수 있다.

한편, 도 2에서 도시하고 있는 컨버터 구조는 본 개시의 일 실시예에 불과하므로 본 개시의 권리범위가 도 2에서 도시한 컨버터 구조에 국한되어서는 안 될 것이다.

도 3은 본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따른 컨버터의 회로 구성을 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 컨버터(300)는 V₁의 입력 전압을 수신하여 V₂의 출력 전압을 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면 컨버터(300)는 인덕터, 트랜지스터, 모스펫 등을 포함하는 제1 제어부(320)와 상기 제1 제어부(320)를 제어하기 위한 제2 제어부(310)로 구성될 수 있다. 즉, 본 개시에 따를 경우 컨버터(300)는 컨버터를 구성하는 물리적 소자를 포함하는 제1 제어부(320)와 회로 또는 프로그램등을 통해 구현되며 상기 제1 제어부(320)를 제어하는 제2 제어부(310)로 구성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 제어부(320)와 상기 제2 제어부(310)는 각각 별도의 인쇄 회로 기판에 결합될 수 있으며, 각 인쇄 회로 기판에 배치된 커넥터에 의해 상기 제1 제어부(320)와 상기 제2 제어부(310)가 결합될 수 있다. 즉 본 개시에 의하면 하나의 컨버터는 제1 제어부(320)를 포함하는 제1 모듈과 제2 제어부(310)를 포함하는 제2 모듈로 구성될 수 있으며, 상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈은 커넥터를 통해 결합되거나 분리될 수 있다.

도 4는 본 개시에서 개시하고 있는 일 실시예에 따른 전력 변환 모듈 구조를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 전력 변환 모듈은 컨버터를 포함할 수 있으며, 상기 컨버터는 상기 컨버터의 일면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력변환을 위한 제1 제어부(451)가 배치되는 제1 인쇄 회로 기판(431), 상기 일면과 마주하는 상기 컨버터의 타면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력 변환을 위한 제2 제어부(421)가 배치되는 제2 인쇄 회로 기판(401), 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제1 인쇄 회로 기판(431)의 일면에 배치되는 제1 커넥터(441, 443) 및 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제2 인쇄 회로 기판(401)의 일면에 배치되고 상기 제1 커넥터(441, 443)와 결합되는 제2 커넥터(411, 413)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 인쇄 회로 기판(431), 제1 제어부(451) 및 제1 커넥터(441, 443)를 포함하여 컨버터의 제1 모듈을 구성할 수 있으며, 상기 제2 인쇄 회로 기판(401), 제2 제어부(421) 및 제2 커넥터(411, 413)를 포함하여 컨버터의 제2 모듈을 구성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 커넥터(441, 443)와 상기 제2 커넥터(411, 413)를 통해 제1 모듈과 제2 모듈을 결합시켜 하나의 컨버터를 구성할 수 있다. 일 실시예에 따르면 컨버터를 제1 모듈과 제2 모듈로 구성함으로써 분리형 구조의 컨버터가 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 제어부(451)는 전력 변환을 위한 트랜지스터, 인덕터, 모스펫 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 제어부(451)는 컨버터를 구성하는 소자 중에서 발열량이 큰 소자들을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 제어부(451)는 컨버터의 성능을 결정하는 소자들을 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 제1 제어부(451)는 인덕터를 포함할 수 있으며, 상기 인덕터의 인덕턴스값에 기반하여 컨버터의 출력 전압값이 결정될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 인쇄 회로 기판(431)을 포함하는 제1 모듈만을 다른 소자를 포함하는 모듈로 교체하여 종래의 제2 모듈과 결합함으로써 컨버터의 성능(예를 들어 출력 전악)을 변경할 수 있다. 즉, 본 개시에서 개시하고 있는 실시예에 따를 경우, 컨버터 성능 설계 자유도가 향상될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 제어부(421)는 상기 제1 제어부(451)를 제어하기 위한 제어회로를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 제어부(421)는 상기 제1 제어부(451)를 구성하는 트랜지스터 또는 모스펫의 스위칭을 제어하는 제어신호를 전송할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1 인쇄 회로 기판(431)의 타면에는 제1 방열판(471)이 배치될 수 잇으며, 제2 인쇄 회로 기판(401)의 타면에는 제2 방열판(461)이 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 방열판(471)의 일면과 상기 제1 인쇄 회로 기판(431)의 일면 사이에 열전도 패드(475)가 배치될 수 있으며, 상기 제1 방열판(471)의 타면에는 상기 열전도 패드(475)를 통해 전도되는 컨버터에 의해 발생한 열을 방출하기 위한 방열핀(473)이 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 인쇄 회로 기판(431)은 상기 제1 방열판(471)과 적어도 하나의 결합 부재를 통해 고정 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는 제1 나사(485) 및 제2 나사(487)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 인쇄 회로 기판(431) 및 상기 제1 방열판(471)에는 상기 제1 나사(485) 및 상기 제2 나사(487)와 결합하기 위한 결합 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 컨버터가 동작하는 경우, 제1 제어부(451)에 배치되는 소자에 의해 열이 발생할 수 있으며, 제1 제어부(451)에서 발생하는 열은 열전도 패드(475)를 통해 제1 방열판(471)에 전달되어 전력 변환 모듈 외부로 방사될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 인쇄 회로 기판(401)과 상기 제2 방열판(461)은 적어도 하나의 결합 부재를 통해 고정 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는 제3 나사(481) 및 제4 나사(483)를 포함할 수 있으며, 상기 제2 인쇄 회로 기판(401) 및 상기 제2 방열판(461)에는 상기 제3 나사(481) 및 상기 제4 나사(483)와 결합하기 위한 결합 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 방열판(471)과 상기 제2 방열판(461)은 적어도 하나의 결합 부재를 통해 고정 결합될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는 제5 나사(491) 및 제6 나사(493)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 방열판(471) 및 상기 제2 방열판(461)에는 상기 제5 나사(491) 및 상기 제6 나사(493)와 결합하기 위한 결합 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 컨버터의 제1 모듈을 구성하는 제1 인쇄 회로 기판(431)은 제1 나사(485)와 제2 나사(487)를 통해 제1 방열판(471) 및 열전도 패드(475)와 고정 결합될 수 있으며, 컨버터의 제2 모듈을 구성하는 제2 인쇄 회로 기판(401)은 제3 나사(481)와 제4 나사(483)를 통해 제2 방열판(461)과 고정 결합될 수 있다. 따라서 본 개시에서 개시하고 있는 전력 변환 모듈 구조에 따를 경우 제1 인쇄 회로 기판(431)과 결합된 제1 제어부(451)에서 발생하는 열과 제2 인쇄 회로 기판(401)과 결합된 제2 제어부(421)에서 발생하는 열은 각 인쇄 회로 기판과 결합된 방열판을 통해 효율적으로 전도될 수 있다.

한편, 도 4에서 도시하고 있는 전력 변환 모듈 구조는 본 개시의 일 실시예에 불과하므로 본 개시의 권리범위가 도 4에서 도시한 전력 변환 모듈 구조에 국한되어서는 안 될 것이다. 예를 들어, 본 개시에서 제1 인쇄회로기판(431)과 제1 방열판(471)을 결합하기 위한 제1 나사(485) 및 상기 제2 나사(487), 제2 인쇄회로기판(401)과 제2 방열판(461)을 결합하기 위한 제3 나사(481) 및 제4 나사(483), 제1 방열판(471)과 제2 방열판(461)을 결합하기 위한 제5 나사(491) 및 제6 나사(493)는 상기 나사와 동일한 효과를 가지는 집게, 클램프등으로 대체될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 컨버터는 상기 컨버터의 일면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력변환을 위한 제1 제어부가 배치되는 제1 인쇄 회로 기판, 상기 일면과 마주하는 상기 컨버터의 타면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력 변환을 위한 제2 제어부가 배치되는 제2 인쇄 회로 기판, 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제1 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되는 제1 커넥터, 및 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제2 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되고 상기 제1 커넥터와 결합되는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 제어부는 전력 변환을 위한 트랜지스터, 인덕터, 모스펫 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 제어부는 상기 제1 제어부를 구성하는 상기 트랜지스터, 상기 인덕터 및 상기 모스펫을 제어하기 위한 제어회로를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 제어부는 상기 컨버터를 구성하는 소자 중에서 발열량이 기설정된 기준값 이상인 소자를 포함하며, 상기 제2 제어부는 상기 컨버터?z 구성하는 소자 중에서 발열량이 상기 기준값 미만인 소자를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전력 변환 모듈은 컨버터를 포함할 수 있으며, 상기 컨버터는 상기 컨버터의 일면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력변환을 위한 제1 제어부가 배치되는 제1 인쇄 회로 기판, 상기 일면과 마주하는 상기 컨버터의 타면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력 변환을 위한 제2 제어부가 배치되는 제2 인쇄 회로 기판, 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제1 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되는 제1 커넥터 및 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제2 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되고 상기 제1 커넥터와 결합되는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전력 변환 모듈은 상기 제1 인쇄 회로 기판의 타면에 배치되는 제1 방열판 및 상기 제2 인쇄 회로 기판의 타면에 배치되는 제2 방열판을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 방열판의 일면에는 방열핀이 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전력 변환 모듈은 상기 제1 인쇄 회로 기판의 타면과 상기 제1 방열판 사이에 배치되는 열전도 패도(thermal pad)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전력 변환 모듈은 상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 제1 방열판을 고정 결합하는 적어도 하나의 결합 부재를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 결합 부재가 배치되는 상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 제1 방열판의 일면에는 상기 결합 부재와 결합되는 결합 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전력 변환 모듈은 상기 제2 인쇄 회로 기판과 상기 제2 방열판을 고정 결합하는 적어도 하나의 결합 부재를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 결합 부재가 배치되는 상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 제1 방열판의 일면에는 상기 결합 부재와 결합되는 결합 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전력 변환 모듈은 상기 제1 방열판과 상기 제2 방열판을 고정 결합하는 적어도 하나의 결합 부재를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 결합 부재가 배치되는 상기 제1 방열판과 상기 제2 방열판의 일면에는 상기 결합 부재와 결합되는 결합 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 인쇄 회로 기판은 상기 전자 장치의 메인 인쇄 회로 기판이며, 상기 제1 제어부는 상기 제1 제어부와 다른 발열량 및 다른 전기적 특성을 가지는 트랜지스터, 인덕터 또는 모스펫을 포함하는 제3 제어부로 대체 가능할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 결합 부재는 나사, 집게, 클램프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 제안하는 방법들의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다.

Claims

인쇄 회로 기판을 포함하는 컨버터에 있어서,
상기 컨버터의 일면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력변환을 위한 제1 제어부가 배치되는 제1 인쇄 회로 기판;
상기 일면과 마주하는 상기 컨버터의 타면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을구성하는 일면에 전력 변환을 위한 제2 제어부가 배치되는 제2 인쇄 회로 기판;
상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제1 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되는 제1 커넥터; 및
상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제2 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되고 상기 제1 커넥터와 결합되는 제2 커넥터를 포함하는,
컨버터.
제1항에 있어서,
상기 제1 제어부는 전력 변환을 위한 트랜지스터, 인덕터, 모스펫 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
컨버터.
제2항에 있어서,
상기 제2 제어부는 상기 제1 제어부를 구성하는 상기 트랜지스터, 상기 인덕터 및 상기 모스펫을 제어하기 위한 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는,
컨버터.
제1항에 있어서,
상기 제1 제어부는 상기 컨버터를 구성하는 소자 중에서 발열량이 기설정된 기준값 이상인 소자를 포함하며, 상기 제2 제어부는 상기 컨버터를 구성하는 소자 중에서 발열량이 상기 기준값 미만인 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는,
컨버터.
컨버터를 포함하는 전력 변환 모듈에 있어서,
상기 컨버터는,
상기 컨버터의 일면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을 구성하는 일면에 전력변환을 위한 제1 제어부가 배치되는 제1 인쇄 회로 기판;
상기 일면과 마주하는 상기 컨버터의 타면을 구성하고 상기 컨버터의 내측면을구성하는 일면에 전력 변환을 위한 제2 제어부가 배치되는 제2 인쇄 회로 기판;
상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제1 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되는 제1 커넥터; 및
상기 컨버터의 내측면을 구성하는 상기 제2 인쇄 회로 기판의 일면에 배치되고 상기 제1 커넥터와 결합되는 제2 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제1 인쇄 회로 기판의 타면에 배치되는 제1 방열판; 및
상기 제2 인쇄 회로 기판의 타면에 배치되는 제2 방열판을 더 포함하는,
전력 변환 모듈.
제6항에 있어서,
상기 제1 방열판의 일면에는 방열핀이 배치되는 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.
제6항에 있어서,
상기 제1 인쇄 회로 기판의 타면과 상기 제1 방열판 사이에 배치되는 열전도 패도(thermal pad)를 더 포함하는,
전력 변환 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제1 제어부는 전력 변환을 위한 트랜지스터, 인덕터, 모스펫 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.
제9항에 있어서,
상기 제2 제어부는 상기 제1 제어부를 구성하는 상기 트랜지스터, 상기 인덕터 및 상기 모스펫을 제어하기 위한 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제1 제어부는 상기 컨버터를 구성하는 소자 중에서 발열량이 기설정된 기준값 이상인 소자를 포함하며, 상기 제2 제어부는 상기 컨버터를 구성하는 소자 중에서 발열량이 상기 기준값 미만인 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.
제6항에 있어서,
상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 제1 방열판을 고정 결합하는 적어도 하나의 결합 부재를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 결합 부재가 배치되는 상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 제1 방열판의 일면에는 상기 결합 부재와 결합되는 결합 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.
제6항에 있어서,
상기 제2 인쇄 회로 기판과 상기 제2 방열판을 고정 결합하는 적어도 하나의 결합 부재를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 결합 부재가 배치되는 상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 제1 방열판의 일면에는 상기 결합 부재와 결합되는 결합 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.
제6항에 있어서,
상기 제1 방열판과 상기 제2 방열판을 고정 결합하는 적어도 하나의 결합 부재를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 결합 부재가 배치되는 상기 제1 방열판과 상기 제2 방열판의 일면에는 상기 결합 부재와 결합되는 결합 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제2 인쇄 회로 기판은 상기 전력 변환 모듈의 메인 인쇄 회로 기판이며,
상기 제1 제어부는 상기 제1 제어부와 다른 발열량 및 다른 전기적 특성을 가지는 트랜지스터, 인덕터 또는 모스펫을 포함하는 제3 제어부로 대체 가능한 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.
제12항에 있어서,
상기 적어도 하나의 결합 부재는 나사, 집게, 클램프 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전력 변환 모듈.