KR102536990B1

KR102536990B1 - Dc-dc 컨버터

Info

Publication number: KR102536990B1
Application number: KR1020170152771A
Authority: KR
Inventors: 김지훈
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2037-11-16
Also published as: KR20180077014A

Abstract

본 실시예는 냉각판을 포함하는 하우징; 상기 냉각판의 일면에 배치되는 냉각 유로; 상기 냉각판의 타면에 배치되는 절연층; 상기 절연층 상에 배치되는 패턴층; 상기 패턴층 상에 배치되는 전기소자; 상기 냉각판과 이격되어 상기 패턴층과 전기적으로 연결되는 기판을 포함하는 DC-DC 컨버터에 관한 것이다.

Description

DC-DC 컨버터{DC-DC CONVERTER}

본 실시예는 DC-DC 컨버터에 관한 것이다.

이하에서 기술되는 내용은 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 기재한 것은 아니다.

전력을 이용한 친환경 자동차의 출현 등과 함께 차량용 전장 부품의 경량화, 사이즈의 축소가 요구되고 있다. 차량용 DC-DC 컨버터는 차량 내에서 직류전압을 제어하는 장치이다.

특히, 전기 자동차에서는 전지에서 생산된 전류의 전압을 변경하여 모터에 공급하는 역할을 한다. 또, 전기 자동차가 경사길을 내려갈 때는 모터가 발전기가 되어 전지를 충전하는데, 이 경우, 모터에서 생산된 전류의 전압을 변경하여 전지에 공급하는 역할을 한다.

DC-DC 컨버터에는 다양한 전자 부품이 배치되는데, DC-DC 컨버터의 경량화와 컴팩트한 구조의 구현 등 다양한 이유로 발열 모듈의 냉각 효율을 개선할 필요가 있다.

한편, DC-DC 컨버터의 주요 구성은, 외부로부터 공급받은 전류가 흐르는 1차코일, 1차코일을 흐르는 전류에 의해 유도 전류가 생성되는 2차코일 및 2차코일과 전기적으로 연결되어 변환된 전류의 주파수를 제어하는 인덕터코일이다. 좀 더 상세하게, 전류의 변환은 1차코일과 2차코일의 전자기적 상호작용에 의해 이루어지고, 변환된 전류는 인덕터코일을 거쳐 노이즈 주파수가 필터링된 후 버스바(busbar)를 통해 외부 장치로 공급된다. 일반적으로, 2차코일, 인덕터코일, 버스바는 시트 프레스 절단, 볼트 홀 타발, 절곡, 단조 등의 복잡한 과정을 거쳐 각각의 단일 부재로 제작된 후 볼트에 의해 결합되어 전기적으로 연결된다. 그러나 이러한 제작 과정은 너무 복잡하고, 나아가 볼트 체결시 체결이 완전히 안 되거나 소재 뒤틀림 등으로 갭을 유발할 수 있는 문제점이 있다. 특히, 2차코일-인덕터코일, 인덕터코일-버스바 사이의 갭은 전기적 특성 저하뿐만 아니라 접촉 저항 상승으로 발열 등의 문제를 유발한다. 또, 2차코일, 인덕터코일, 버스바가 단일 부재로 제작됨으로써 DC-DC 컨버터의 사이즈와 무게가 증가하는 문제점이 있다.

한편, DC-DC 컨버터는 하우징과 하우징에 수평 격벽 형태로 배치되어 하우징을 제1영역과 제2영역으로 구획하는 냉각판을 포함할 수 있다. 또, 제1영역에는 냉각유로가 형성되어 있어 냉각수가 흐르고 제2영역에는 전자부품(예를 들면, 여러 소자를 실장하는 기판)이 배치된다. 즉, 제1영역은 냉각부로 전자부품부를 냉각하는 기능을 수행하고, 제2영역은 전자부품부로 외부전원의 전압을 변환시키는 전자제어 기능을 수행한다. 최근 차량 제작사의 요청과 스마트 및 하이브리드 자동차의 도래에 의해, DC-DC 컨버터의 사이즈 축소와 전자부품부의 냉각효율을 높이는 것에 대한 연구가 이루어지고 있다.

본 제1실시예에서는 발열 모듈의 냉각 효율이 개선된 DC-DC 컨버터를 제공하고자 한다.

본 제2실시예에서는 2차코일, 인덕터코일, 버스바를 일체로 형성함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있고, 변환 효율을 향상시킬 수 있으며, 컨팩트(compact)한 구조를 가지는 코일 모듈을 포함하는 DC-DC 컨버터를 제공하고자 한다.

본 제3실시예에서는 사이즈가 축소될 수 있고, 냉각효율이 높은 DC-DC 컨버터를 제공하고자 한다.

본 제1실시예의 DC-DC 컨버터는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되는 복수 개의 전자 부품; 상기 하우징의 하판에 배치되는 유로를 포함하고, 상기 유로는 확장부를 포함하고, 상기 확장부의 가로 폭은 상기 확장부의 앞단의 유로의 가로 폭보다 크고, 상기 확장부의 세로 폭은 상기 확장부의 앞단의 유로의 세로 폭보다 작고, 상기 유로의 냉각 물질의 이동 방향과 수직인 단면의 면적이 가장 큰 부분과 가장 작은 부분의 차이는 10% 이내일 수 있다.

상기 복수 개의 전자 부품은 복수 개의 발열 소자를 포함하고, 상기 복수 개의 상기 발열 소자 중 하나는 상기 확장부와 대응되게 배치될 수 있다.

상기 복수 개의 상기 발열 소자 중 하나는 상기 확장부와 수직 방향으로 오버랩될 수 있다.

상기 확장부의 최대 수평 단면에서 상기 복수 개의 상기 발열 소자 중 하나와 수직 방향으로 오버랩되는 면적은 30% 이상일 수 있다.

상기 확장부의 최대 수평 단면은 상기 복수 개의 상기 발열 소자 중 하나의 최대 수평 단면의 90% 이상일 수 있다.

상기 확장부의 바닥면에는 상기 하판 방향으로 돌출된 돌출부가 위치할 수 있다.

상기 돌출부의 돌출 높이는 상기 냉각 물질의 이동 방향을 따라 증가하다가 감소할 수 있다.

상기 돌출부는 수직 단면이 사각 형태이고, 상기 돌출부의 수직 단면의 면적은 상기 냉각 물질의 이동 방향을 따라 증가하다가 감소할 수 있다.

상기 돌출부의 수평 단면은 상기 하판을 향하여 볼록하게 곡률이 형성되는 형태이고, 상기 돌출부의 수평 단면의 면적은 상기 유로의 가로 폭의 중심에서 가장자리로 갈수록 감소할 수 있다.

상기 유로의 수직 단면의 면적은 상기 냉각 물질의 이동 방향을 따라 동일할 수 있다.

상기 복수 개의 상기 전자 부품은 복수 개의 발열 소자를 포함하고, 상기 복수 개의 상기 발열 소자는 다이오드 모듈을 포함하고, 상기 다이오드 모듈은 상기 확장부와 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있다.

상기 유로는 상기 냉각 물질이 순차적으로 이동하는 유입부와, 제1커브부와, 제2커브부와, 배출부를 더 포함하고, 상기 유입부와 상기 배출부는 상기 유로의 가로 폭 방향으로 이격되고, 상기 제1커브부와 상기 확장부는 상기 유로의 가로 폭 방향으로 이격될 수 있다.

상기 유입부와 상기 배출부는 상호 평행하게 배치되고, 상기 제1커브부는 상기 확장부가 위치한 방향으로 볼록하게 곡률이 형성되고, 상기 제2커브부는 상기 제1커브부와 상기 확장부 사이의 공간이 위치한 방향과 반대 방향으로 볼록하게 곡률이 형성될 수 있다.

상기 복수 개의 전자 부품은 발열 소자를 포함하고, 상기 발열 소자는 인덕터와, 트랜스 포머와, ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터와, 스위칭 모듈과, 다이오드 모듈을 포함하고, 상기 인덕터는 상기 유입부와 수직 방향으로 대응되게 배치되고, 상기 트랜스 포머는 상기 제1커브부와 수직 방향으로 대응되게 배치되고, 상기 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터는 상기 제2커브부의 앞단과 수직 방향으로 대응되게 배치되고, 상기 스위칭 모듈은 상기 제2커브부와 수직 방향으로 대응되게 배치되고, 상기 다이오드 모듈은 상기 확장부와 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있다.

상기 인덕터는 전류의 흐름을 연속적으로 제어하고, 상기 트랜스 포머는 전류의 전압을 변화시켜 전력을 제어하고, 상기 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터는 경부하(light load, 輕負荷)를 제어하고, 상기 스위칭 모듈은 전류의 On/Off를 제어하고, 상기 다이오드 모듈은 전류의 방향을 제어할 수 있다.

상기 하우징은 상기 하판에서 위로 연장되는 측판과, 상기 측판의 위에 배치되는 상부 커버를 포함하고, 상기 복수 개의 전자 부품은 상기 하판과 상기 측판과 상기 상부 커버에 의해 형성되는 공간 내에 배치될 수 있다.

외부의 전자 기기와 전기적으로 연결되는 커넥터와, 상기 유로로 냉각 물질이 유입되는 유입구와, 상기 유로에서 냉각 물질이 배출되는 배출구를 더 포함하고, 상기 커넥터는 상기 측판에 배치되고, 상기 유입구와 상기 배출구는 상기 커넥터의 반대편에 위치하며 상기 측판에 배치될 수 있다.

상기 하우징은 상기 하판에서 아래로 연장되는 제1측벽과, 상기 하판에서 아래로 연장되고 상기 제1측벽과 이격되는 제2측벽과, 상기 제1측벽과 상기 제2측벽의 아래에 배치되는 하부 커버를 포함하고, 상기 유로는 상기 하판과 상기 제1측벽과 상기 제2측벽과 상기 하부 커버에 의해 형성될 수 있다.

상기 유로의 천장면은 상기 하판에 위치하고, 상기 유로의 바닥면은 상기 하부 커버에 위치하고, 상기 유로의 측면은 상기 제1측벽과 상기 제2측벽에 위치할 수 있다.

상기 하판과 상기 하부 커버 사이의 수직 방향 최단 거리에 의해 상기 유로의 세로 폭이 정의되고, 상기 제1측벽과 상기 제2측벽 사이의 수평 방향 최단 거리에 의해 상기 유로의 가로 폭이 정의될 수 있다.

본 제2실시예의 DC-DC 컨버터는 1차코일; 상기 1차코일에 의해 유도 전류가 발생하는 2차코일; 상기 2차코일로부터 연장된 제1터미널과 제2터미널; 상기 제2터미널과 연결되어 전류를 정류하는 인덕터코일; 상기 인덕터코일로부터 연장된 제3터미널을 포함하고, 상기 제1터미널, 상기 1차코일, 상기 제2터미널, 상기 인덕터코일 및 상기 제3터미널은 일체로 형성될 수 있다.

상기 2차코일은, 윗면과 아랫면을 포함하는 플레이트가 개방된 링를 형성하는 형태로, 일단은 상기 제1터미널과 연결되고, 타단은 상기 제2터미널과 연결될 수 있다.

상기 인덕터코일은 윗면과 아랫면을 포함하는 플레이트가 입체나선으로 성장한 형태일 수 있다.

상기 인덕터코일은 복수 개의 모서리부를 포함한 각진 입체나선 형태일 수 있다.

상기 제1터미널, 상기 제2터미널, 상기 제3터미널 중 적어도 하나 이상은 절곡부 또는 만곡부 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제1터미널, 상기 2차코일, 상기 제2터미널, 상기 인덕터코일 및 상기 제3터미널에는 쌍방향으로 전류가 흐를 수 있다.

상기 2차코일이 배치되는 제1자기코어와, 상기 인덕터코일이 배치되는 제2자기코어를 더 포함할 수 있다.

상기 제3터미널에서 연장된 버스 바(bus bar)를 더 포함하고, 상기 제1터미널, 상기 2차코일, 상기 제2터미널, 상기 인덕터코일, 상기 제3터미널 및 상기 버스 바(bus bar)는 일체로 형성될 수 있다.

본 제2실시예의 DC-DC 컨버터는 1차코일; 상기 1차코일에 의해 유도 전류가 발생하는 2차코일과 3차코일; 상기 2차코일로부터 연장된 제1터미널과 제2터미널; 상기 3차코일로부터 연장된 제3터미널과 제4터미널; 상기 제2터미널과 상기 제4터미널과 연결된 제5터미널; 상기 제5터미널로부터 연장되어 전류를 정류하는 인덕터코일; 상기 인덕터코일로부터 연장된 제6터미널; 상기 제6터미널로부터 연장된 버스바를 포함하고, 상기 2차코일과 상기 제1터미널과 상기 제2터미널은 일체로 형성되고, 상기 3차코일과 상기 제3터미널과 상기 제4터미널은 일체로 형성되고, 상기 제5터미널과 상기 인덕터코일과 상기 제6터미널과 상기 버스바는 일체로 형성될 수 있다.

상기 2차 코일은 상기 1차 코일의 위에 배치되고, 상기 3차 코일은 상기 1차 코일의 아래에 배치되고, 상기 2차코일은 상기 제1터미널에 의해 다이오드 모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 3차코일은 상기 제3터미널에 의해 상기 다이오드 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다.

본 제3실시예의 DC-DC 컨버터는 냉각판을 포함하는 하우징; 상기 냉각판의 일면에 배치되는 냉각 유로; 상기 냉각판의 타면에 배치되는 절연층; 상기 절연층 상에 배치되는 패턴층; 상기 패턴층 상에 배치되는 전기소자; 상기 냉각판과 이격되어 상기 패턴층과 전기적으로 연결되는 기판을 포함할 수 있다.

상기 전기소자는 상면과 하면을 포함하고, 상기 전기 소자의 상기 하면은 상기 패턴층에 솔더링되어 상기 냉각판과 대향할 수 있다.

상기 냉각판은 상기 하우징에 일체로 형성될 수 있따.

상기 냉각판의 일면에는 복수 개의 방열핀이 형성되어 있고, 상기 방열핀은 일측으로 연장된 돌기 형태일 수 있다.

상기 제1기판과 상기 제2기판은 신호다리의 솔더링에 의하거나 프레스핏 방식에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 신호다리는, 상기 패턴층의 일부를 형성하는 제1전도부재; 상기 제1전도부재에서 만곡 또는 절곡되어 상기 기판과 전기적으로 연결되는 제2전도부재를 포함할 수 있다.

상기 신호다리는, 상기 패턴층과 전기적으로 연결되는 제1전도부재; 상기 제1전도부재에서 만곡 또는 절곡되어 상기 기판과 전기적으로 연결되는 제2전도부재를 포함할 수 있다.

상기 신호다리는, 상기 패턴층과 전기적으로 연결되고, 플레이트 형태의 제1전도부재; 상기 제1전도부재의 중심에서 상기 제2기판 측으로 연장되어 상기 기판과 전기적으로 연결되는 제2전도부재를 포함할 수 있다.

상기 신호다리는, 상기 패턴층의 일부를 형성하고, 플레이트 형태로 중앙에 홈이 형성되어 있는 제1전도부재; 상기 제1전도부재의 홈에 수용되는 돌출부가 형성되어 있고, 상기 돌출부에서 상기 기판 측으로 연장되어 상기 기판과 전기적으로 연결되는 제2전도부재를 포함할 수 있다.

상기 하우징의 일측 단부와 타측 단부는 개구되고, 상기 하우징은, 상기 일측 단부의 개구를 덮는 제1커버; 상기 타측 단부의 개구를 덮는 제2커버를 더 포함할 수 있다.

상기 절연층은 상기 냉각판의 타면에 코팅될 수 있다.

본 제3실시예의 DC-DC 컨버터는 냉각유체의 유로가 형성된 제1영역과 상기 제1영역과 분리되어 전자부품이 배치되는 제2영역과 상기 제1,2영역 사이에 배치되는 냉각판을 포함하는 하우징; 상기 냉각판과 이격되어 상기 제2영역에 배치되는 메인기판; 상기 냉각판에 배치되는 절연층; 상기 절연층 상에 배치되는 패턴층; 상기 패턴층 상에 배치되는 전기소자를 포함할 수 있다.

본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서는 유로의 모든 부분에서 수직 단면의 면적의 차이가 10% 이내이기 때문에, 냉각 물질의 유속이 증가되고 압력 강하(pressure drop) 폭이 감소되어 냉각 효율이 향상될 수 있다. 나아가 발열량이 크고 면적이 넓은 전자 부품(일 예로, 다이오드 모듈)을 유로의 확장부(가로 폭이 크고, 세로 폭이 작은 부분)와 매칭시켜 집중적으로 냉각시킬 수 있다.

본 제2실시예는 주조 공정에 의해 2차코일, 인덕터코일, 버스바가 일체로 형성되어 변환 효율을 높일 수 있고, 컨팩트한 구조를 가지는 경량화된 코일 모듈을 포함하는 DC-DC 컨버터를 제공한다.

본 제3실시예에 의하면 적층된 메인기판과 보조기판을 이용하여, 동일 공간에서 소자의 실장율을 높임으로써, 전자부품조립체 및 컨버터의 사이즈를 줄일 수 있다. 나아가 발열량이 높은 능동소자를 냉각판과 직접 접하는 보조기판에 실장함으로써, 냉각효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터를 위에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 상부 커버를 분해한 사시도이다.
도 3은 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 상부 커버와 보호판을 분해한 사시도이다.
도 4는 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터를 A-A'선을 기준으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 하부 커버를 제거하고 아래에서 바라본 사시도이다.
도 6은 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 하판을 제거한 평면도이다.
도 7은 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 하부 커버를 제거한 평면도이다.
도 8은 본 제1실시예의 하부 커버를 나타낸 평면도와 측면도이다.
도 9의 (1)은 본 제1실시예의 확장부의 "수직 단면"을 나타내었고, 도 9의 (2)는 유로의 다른 부분의 "수직 단면"을 나타내었다.
도 10은 본 제2실시예의 비교예의 DC-DC 컨버터를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 제2실시예의 DC-DC 컨버터를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 제2실시예의 코일 모듈이 제1,2자기코어에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다(1차 코일 생략).
도 13은 본 제2실시예의 코일 모듈을 나타낸 사시도이다(1차 코일 생략).
도 14는 본 제2실시예의 변형예의 코일 모듈이 제1,2자기코어에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 15는 본 제2실시예의 변형예의 코일 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
도 16은 제1커버가 분리된 상태의 본 제3실시예의 DC-DC 컨버터를 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 제3실시예의 DC-DC 컨버터를 나타낸 절단 사시도이다.
도 18은 본 제3실시예의 DC-DC 컨버터의 메인기판, 보조기판 및 냉각판을 나타낸 단면 개념도이다.
도 19는 본 제3실시예의 DC-DC 컨버터의 신호다리를 나타낸 개념도이다.
도 20은 본 제3실시예의 변형예의 DC-DC 컨버터의 메인기판, 보조기판 및 냉각판을 나타낸 단면 개념도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

<제1실시예>

이하, "수직 방향"은 상측 및/또는 하측 방향을 의미할 수 있고, "수평 방향"은 "수직 방향"과 수직인 평면상의 임의의 방향 중 하나를 의미할 수 있다. 또, "수직 방향"은 유로(200)의 세로 폭 방향일 수 있고, "수평 방향"은 유로(200)의 가로 폭 방향일 수 있다. 또, "수직 단면"은 냉각 물질의 이동 방향과 수직인 단면을 의미할 수 있고, "수평 단면"은 "수직 단면"과 수직인 단면일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터(1)를 설명한다. 도 1은 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터를 위에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 상부 커버를 분해한 사시도이고, 도 3은 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 상부 커버와 보호판을 분해한 사시도이고, 도 4는 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터를 A-A'선을 기준으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 하부 커버를 제거하고 아래에서 바라본 사시도이고, 도 6은 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 하판을 제거한 평면도이고, 도 7은 본 제1실시예의 DC-DC 컨버터에서 하부 커버를 제거한 평면도이고, 도 8은 본 제1실시예의 하부 커버를 나타낸 평면도와 측면도이고, 도 9의 (1)은 본 제1실시예의 확장부의 "수직 단면"을 나타내었고, 도 9의 (2)는 유로의 다른 부분의 "수직 단면"을 나타내었다.

DC-DC 컨버터(1000)는 차량에 사용될 수 있다. 전기 자동차를 예를 들면, DC-DC 컨버터(1000)는 외부의 전원 기기(리튬이온전지 등)로부터 전류를 공급받아 전압을 승압 또는 강하시켜 외부의 전자 기기(모터 등)에 공급하여 모터 등의 회전수를 제어하는 역할을 할 수 있다.

DC-DC 컨버터(1000)는 하우징(100), 유로(200), 복수 개의 전자 부품(300), 유입구(400), 배출구(500), 단자(600) 및 1개 이상의 커넥터(700)를 포함할 수 있다.

하우징(100)은 DC-DC 컨버터(1000)의 외장 부재일 수 있다. 하우징(100)에는 유로(200)가 형성될 수 있다. 하우징(100)의 내부에는 복수 개의 전자 부품(300)이 수용될 수 있다. 하우징(100)의 하판(110)을 사이에 두고 내부에는 복수 개의 전자 부품(300)이 배치되고, 아래에는 유로(200)가 위치할 수 있다. 유로(200)를 따라 흐르는 냉각 물질에 의해 복수 개의 전자 부품(300)은 냉각될 수 있다. 하우징(100)은 유입구(400), 배출구(500), 단자(600) 및 1개 이상의 커넥터(700)와 연결될 수 있다. 하우징(100)의 재질은 플라스틱 재질 및/또는 금속 재질을 포함할 수 있다.

하우징(100)은 하판(110), 측판(120), 보호판(121), 상부 커버(130), 하부 커버(140), 제1측벽(150) 및 제2측벽(160)을 포함할 수 있다.

하판(110)은 하우징(100)의 내부 공간의 하면을 형성할 수 있다. 하판(110)은 대략적으로 사각 플레이트 형태일 수 있다. 측판(120)은 하우징(100)의 내부 공간의 측면을 형성할 수 있다. 측판(120)은 하판(110)의 가장자리에서 상측으로 연장된 형태일 수 있다. 하우징(100)에는 하판(110)과 측판(120)에 의해 상면이 개방된 내부 공간이 마련될 수 있다. 하우징(100)의 내부 공간에는 복수 개의 전자 부품(300)이 수용될 수 있다.

측판(120)의 일측에는 유입구(400), 배출구(500) 및 단자(600)가 위치할 수 있다. 측판(120)의 타측에는 1개 이상의 커넥터(700)가 위치할 수 있다. 이 경우, 유입구(400), 배출구(500) 및 단자(600)는 1개 이상의 커넥터(700)의 반대편에 위치할 수 있다.

보호판(121)은 하우징(100)의 내부 공간에 위치할 수 있다. 보호판(121)은 메인 기판(310)과 위로 이격되어 배치될 수 있다. 보호판(121)은 메인 기판(310)의 적어도 일부와 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 즉, 메인 기판(310)의 상면 중 일부는 보호판(121)에 의해 커버될 수 있다. 보호판(121)은 메인 기판(310)에서 특정 부분을 보호하기 위한 커버 부재일 수 있다.

상부 커버(130)는 측판(120)의 위에 배치될 수 있다. 상부 커버(130)와 측판(120)은 스크류에 의해 체결될 수 있다. 상부 커버(130)는 대략적으로 사각 플레이트 형태일 수 있다. 상부 커버(130)는 상부 커버(130)에 의해 하우징(100)의 내부 공간은 폐쇄될 수 있다. 상부 커버(130)는 중앙에 격자 패턴으로 위로 볼록하게 돌출된 패턴부(131)를 포함할 수 있다. 패턴부(131)는 상부 커버(130)의 강도를 증가시켜, 하우징(100)의 내부 공간에 수용된 복수 개의 전자 부품(300)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 상부 커버(130)는 가장자리에서 수평 방향으로 돌출되는 플랜지부(132)를 포함할 수 있다. 플랜지부(132)는 플레이트 형태로 스크류가 삽입되는 홀이 형성될 수 있다.

하판(110)에는 유로(200)가 형성될 수 있다. 하판(110)의 하면에는 유로(200)가 위치할 수 있다. 제1측벽(150)과 제2측벽(160)은 서로 수평 방향으로 이격되어, 하판(110)의 하면에서 아래로 연장될 수 있다. 제1측벽(150)과 제2측벽(160)은 유로(200)가 유입구(400) 및 배출구(500)와 연결되는 지점에서 서로 연결될 수도 있다. 하판(110)과 제1측벽(150)과 제2측벽(160)에 의해 하면이 개방된 유로(200)가 형성될 수 있다. 하부 커버(140)는 제1측벽(150)과 제2측벽(160)의 아래에 위치하여 개방된 하면을 폐쇄할 수 있다.

즉, 하판(110)의 하면과 제1측벽(150)의 내측면과 제2측벽(160)의 내측면과 하부 커버(140)의 상면에 의해 유로(200)가 형성될 수 있다. 이 경우, 유로(200)의 천장면은 하판(110)의 하면에 위치할 수 있고, 유로(200)의 양측면은 제1측벽(150)의 내측면과 제2측벽(160)의 내측면에 각각 위치할 수 있고, 유로(200)의 바닥면은 하부 커버(140)의 상면에 위치할 수 있다.

유로(200)의 가로 폭(a, a')은 제1측벽(150)의 내측면과 제2측벽(160)의 내측면 사이의 "수평 방향" 최단거리일 수 있다. 유로(200)의 세로 폭(b, b')은 하판(110)의 하면과 하부 커버(140)의 상면 사이의 "수직 방향" 최단거리일 수 있다. 유로(200)의 세로 폭(a, a')과 유로(200)의 가로 폭(b, b')은 유로(200)의 "수직 단면(40, 50)"의 세로변과 가로변일 수 있다.

유로(200)에 흐르는 냉각 물질은 복수 개의 전자 부품(300)에서 방출하는 열을 흡수할 수 있다. 이 경우, 하판(110)을 통해 열전달이 일어나며, 복수 개의 전자 부품(300)은 냉각될 수 있다.

하부 커버(140)는 플레이트 형태일 수 있다. 하부 커버(140)는 하판(110)에서 아래로 이격되어 위치할 수 있다. 하부 커버(140)의 상면과 하판(110)의 하면은 제1측벽(150)과 제2측벽(160)에 의해 연결될 수 있다. 하부 커버(140)는 상면에서 상측으로(하우징의 하판이 위치하는 방향) 돌출된 돌출부(141)를 포함할 수 있다. 돌출부(141)는 유로(200)의 확장부(240)와 수직 방향으로 대응되게 위치할 수 있다. 확장부(240)의 "수직 단면(40)" 상에서 가로 폭(a)이 커지지만, 세로 폭(b)은 작아질 수 있다. 따라서 확장부(240)와 확장부(240)의 앞단(상류측)과 확장부(250)의 뒷단(하류측)에서 "수직 단면(50)"의 면적은 일정하게 유지될 수 있다(10% 이내, 도 9 참조). 그 결과, 냉각 물질의 압력 차이가 커지고, 유속이 느려져 냉각효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

하부 커버(140)는 플레이트 형태일 수 있다. 하부 커버(140)는 제1실링부(142)와 제2실링부(143)를 포함할 수 있다. 제1실링부(142)와 제2실링부(143)의 재질은 고무와 같은 실링 재질을 포함할 수 있다. 제1실링부(142)와 제2실링부(143)는 하부 커버(140)의 하면에서 아래로 돌출된 형태일 수 있다. 제1실링부(142)와 제2실링부(143)는 "수평 방향"(유로의 가로 방향)으로 서로 이격되어 위치할 수 있다.

제1실링부(142)는 제1측벽(150)과 "수직 방향"으로 오버랩될 수 있다. 제1실링부(142)는 제1측벽(150)의 하면과 접촉할 수 있다. 제1실링부(142)는 제1측벽(150)과 대응되는 형태를 가질 수 있다.

제2실링부(143)는 제2측벽(160)과 "수직 방향"으로 오버랩될 수 있다. 제2실링부(143)는 제2측벽(160)의 하면과 접촉할 수 있다. 제2실링부(143)는 제2측벽(160)과 대응되는 형태를 가질 수 있다.

제1실링부(142)는 하부 커버(140)와 제1측벽(150) 사이의 간극을 폐쇄하는 기능을 수행할 수 있고, 제2실링부(143)는 하부 커버(140)와 제2측벽(160) 사이의 간극을 폐쇄하는 기능을 수행할 수 있다.

제1실링부(142)와 제2실링부(143)는 제1측벽(150) 및 제2측벽(160)과 마찬가지로 유로(200)가 유입구(400) 및 배출구(500)와 연결되는 지점에서 서로 연결될 수도 있다.

하부 커버(140)는 제1측벽(150) 및 제2측벽(160)과 스크류에 의해 체결될 수 있다. 하부 커버(140)는 가이드홀(144)을 포함할 수 있다. 가이드홀(144)에는 하판(110)에서 아래로 돌출된 가이드돌기(111)가 삽입되어, 하부 커버(140)를 가이드할 수 있다. 하부 커버(140)는 플랜지부(145)를 포함할 수 있다. 하부 커버(140)의 플랜지부(145)에는 스크류가 삽입되는 홀이 형성될 수 있다.

유로(200)는 하우징(100)에 형성될 수 있다. 유로(200)는 하우징(100)의 일측에 위치할 수 있다. 유로(200)는 하우징(100)의 하판(110)의 아래에 위치할 수 있다. 따라서 하우징(100)의 하판(110)은 "냉각판"일 수 있다. 유로(200)는 유입구(400)와 연결될 수 있다. 유로(200)는 배출구(500)와 연결될 수 있다. 유로(200)의 최상류는 유입구(400)와 연결되어 냉각 물질을 공급받을 수 있다. 유로(200)의 최하류는 배출구(500)와 연결되어 냉각 물질이 배출될 수 있다. 냉각 물질은 유로(200)를 따라 흐르며 복수 개의 전자 부품(300)에서 발생한 열을 냉각시킬 수 있다. 냉각 물질에는 다양한 종류의 열교환 유체(일 예로, 냉각수)가 사용될 수 있다.

유로(200)는 하판(110), 제1측벽(150), 제2측벽(160) 및 하부 커버(140)에 의해 형성될 수 있다. 유로(200)의 바닥면은 하부 커버(140)의 상면에 위치할 수 있다. 즉, 하부 커버(140)의 상면은 유로(200)의 바닥면일 수 있다. 유로(200)의 천장면은 하판(110)의 하면에 위치할 수 있다. 즉, 하판(110)의 하면은 유로(200)의 천장면일 수 있다. 유로(200)의 양측면은 제1측벽(150)과 제2측벽(160)의 내측면에 각각 위치할 수 있다. 즉, 제1측벽(150)과 제2측벽(160)의 내측면은 유로(200)의 양측면일 수 있다.

유로(200)의 가로 폭(a, a')은 제1측벽(150)의 내측면과 제2측벽(160)의 내측면 사이의 "수평 방향" 최단 거리에 의해 정의될 수 있고, 유로(200)의 세로 폭(b, b')은 하판(110)의 하면과 하부 커버(140)의 상면 사이의 "수직 방향" 최단 거리에 의해 정의될 수 있다. 유로(200)의 가로 폭(a, a')과 유로(200)의 세로 폭(b, b')은 냉각 물질의 이동 방향을 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 확장부(240)에서 유로(200)의 가로 폭(a)은 확장부(240)의 앞단(확장부보다 상류측) 또는 뒷단(확장부보다 하류측)의 가로 폭(a')보다 클 수 있다. 또, 확장부(240)에서 유로(200)의 세로 폭(b)은 확장부(240)의 앞단(확장부보다 상류측) 또는 뒷단(확장부보다 하류측)의 세로 폭(b')보다 작을 수 있다.

유로(200)는 유입부(210), 제1커브부(220), 제2커브부(230), 확장부(240) 및 배출부(250)를 포함할 수 있다. 유입부(210)의 상류는 유입구(400)와 연결될 수 있다. 배출부(250)의 하류는 배출구(500)와 연결될 수 있다. 유입부(210)의 하류는 제1커브부(220)의 상류와 연결될 수 있고, 제1커브부(220)의 하류는 제2커브부(230)의 상류와 연결될 수 있고, 제2커브부(230)의 하류는 확장부(240)의 상류와 연결될 수 있고, 확장부(240)의 하류는 배출부(250)의 상류와 연결될 수 있다. 따라서 유입구(400)에서 유입된 냉각 물질은 유입부(210), 제1커브부(220), 제2커브부(230), 확장부(240) 및 배출부(250)를 순차적으로 이동한 후, 배출구(500)를 통해 배출될 수 있다.

유입부(210)와 배출부(250)는 이웃하여 배치될 수 있다. 유입부(210)와 배출부(250)는 상호 평행하게 배치될 수 있다. 유입부(210)와 배출부(250)는 "수평 방향"(유로의 가로 폭 방향)으로 이격될 수 있다. 제1커브부(220)와 확장부(240)는 이웃하여 배치될 수 있다. 제1커브부(220)와 확장부(240)는 "수평 방향"(유로의 가로 폭 방향)으로 이격될 수 있다. 제2커브부(230)는 유로(200)에서 냉각수의 진행 방향이 완전히 반대(turn-up 또는 U-turn)가 되는 지점일 수 있다. 제2커브부(230)는 "U자" 형태로 형성될 수 있다. 제2커브부(230)의 일단은 제1커브부(220)와 연결될 수 있다. 제2커브부(230)의 타단은 확장부(240)와 연결될 수 있다. 제2커브부(230)는 제1커브부(220)와 확장부(240)를 연결할 수 있다. 제2커브부(230)에 의해, 평행하게 배치되는 유입부(210)와 배출부(250)에서의 냉각 물질의 이동 방향은 반대가 될 수 있다.

제1커브부(220)에는 확장부(240)가 위치한 방향으로 볼록하게 곡률이 형성될 수 있다. 따라서 제1커브부(220)와 확장부(240) 사이의 최단 "수평 방향" 거리는 유입부(210)와 배출부(250) 사이의 최단 "수평 방향" 거리보다 짧을 수 있다. 제2커브부(230)는 유입부(210)와 배출부(250)가 위치한 반대 방향으로 볼록하게 곡률이 형성될 수 있다(U자 형태). 확장부(240)는 "수평 방향"으로 볼록하게 곡률이 형성될 수 있다. 따라서 확장부(240)에서의 유로(200)의 가로 폭(a)은 유로(200)의 다른 부분의 가로 폭(a')보다 클 수 있다(일 예로, 확장부(240)의 앞단이나 뒷단).

본 제1실시예에서 유로(200)에 유입부(210), 제1커브부(220), 제2커브부(230), 확장부(240) 및 배출부(250)를 형성한 것은 발열 소자(320)를 효율적으로 냉각하기 위함이다.

복수 개의 발열 소자(320)는 인덕터(321), 트랜스 포머(322), ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323), 스위칭 모듈(324) 및 다이오드 모듈(325) 등을 포함하는데, 유입부(210)는 인덕터(210)와 수직 방향(유로의 세로 폭 방향)으로 대응되게 배치될 수 있고, 제1커브부(220)는 트랜스 포머(220)와 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있고, 제2커브부(230)의 앞단(제2커브부보다 상류측)은 ZVS 인덕터(323)와 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있고, 제2커브부(230)는 스위칭 모듈(324)과 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있고, 확장부(240)는 다이오드 모듈(240)과 수직 방향으로 대응되게 배치될 수 있다(도 7 참조).

이 경우, 제1커브부(220)는 인덕터(321)보다 "수평 면적"이 더 넓은 트랜스 포머(322)를 효율적으로 냉각(트랜스 포머의 중심부 냉각)시키기 위해 확장부(240)가 위치한 방향으로 볼록하게 곡률이 형성된 것이다.

또한, 확장부(240)는 발열량이 높은 다이오드 모듈(325)을 효율적으로 냉각시키기 위해 유로(200)의 다른 부분보다 "수평 면적"이 크다. 또, 확장부(240)는 넓은 "수평 면적"에 의해, 다이오드 모듈(325)뿐만 아니라 트랜스 포머(322)와 다이오드 모듈(325) 사이에 배치되어, 둘 사이를 전기적으로 연결하는 도전 부재(326)도 냉각시킬 수 있다. 이를 위해, 확장부(240)의 최대 "수평 면적"(10, 확장부의 수평 면적 중 가장 큰 면적)은 다이오드 모듈(325)의 최대 "수평 면적"(20, 다이오드 모듈의 수평 면적 중 가장 큰 면적)의 90% 이상일 수 있다. 또, 확장부(240)의 최대 "수평 면적"(10)에서 다이오드 모듈(325)과 "수직 방향"으로 오버랩되는 면적(30)은 30% 이상일 수 있다.

한편, 본 제1실시예의 유로(200)는 "수직 단면(50)"이 냉각 물질의 이동 방향을 따라 균등한 것을 특징으로 한다. 유로(200)의 "수직 단면(50)"의 면적이 가장 큰 부분과 가장 작은 부분의 차이는 10% 이내(이하)일 수 있다. 유로(200)의 "수직 단면(50)"의 면적은 냉각 물질의 이동 방향을 따라 동일할 수 있다. 그 결과, 냉각 물질의 유속이 증가되고 압력 강하(pressure drop) 폭이 감소되어 냉각 효율이 향상될 수 있다.

확장부(240)에서는 유로(200)의 가로 폭(a)이 커져 다이오드 모듈(325)을 효율적으로 냉각할 수 있다. 이로 인해, 확장부(240)에서 "수직 단면(40)"의 면적이 유로(200)의 다른 부분의 "수직 단면(50)"의 면적보다 커질 수 있다. 이는 유로(200)의 "수직 단면(50)"을 균등하게 하는 본 제1실시예의 취지와 배치될 수 있다.

본 제1실시예에서는 이를 해결하기 위해, 확장부(240)에서 "수직 단면(40)"의 세로 폭(b)을 유로(200)의 다른 부분(일 예로, 확장부의 앞단)의 "수직 단면(50)"의 세로 폭(b')보다 작게 하였다. 그 결과, 확장부(240)의 "수직 단면(40)"의 면적은 유로(200)의 다른 부분의 "수직 단면(50)"의 면적과 동일하거나 유사할 수 있다(도 9 참조).

이를 위해, 확장부(240)의 바닥면에 돌출부(141)가 위치할 수 있다. 즉, 하부 커버(140)에서 확장부(240)와 "수직 방향"으로 대응되는 위치에 돌출부(141)가 위치할 수 있다. 그 결과, 제1측벽(150)과 제2측벽(160)의 높이를 유지하면서, 확장부(240)의 세로 폭(b)을 증가시킬 수 있다.

돌출부(141)는 확장부(240)의 바닥면에서 하판(110)이 위치한 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출부(141)의 돌출 높이는 냉각 물질의 이동 방향을 따라 증가하다가 감소될 수 있다. 돌출부(141)의 "수직 단면"은 사각 형태일 수 있다(도 8의 (A) 참조). 돌출부(141)의 "수직 단면"의 면적은 냉각 물질의 이동 방향을 따라 증가하다가 감소할 수 있다. 돌출부(141)의 "수평 단면"은 하판(110)이 위치한 방향으로 볼록하게 곡률이 형성된 형태일 수 있다(도 8의 (B) 참조). 돌출부(141)의 "수평 단면"의 면적은 확장부(240)의 가로 폭(a)의 중심에서 가장자리로 갈수록 감소할 수 있다.

배출부(250)는 경사부(251)를 포함할 수 있다. 경사부(251)는 배출부(250)와 배출구(500) 사이에 위치할 수 있다. 경사부(251)는 배출부(250)의 최하류에 위치할 수 있다. 경사부(251)에서는 유로(200)의 바닥면이 하류측으로 갈수록 위로 경사지게 형성될 수 있다.

복수 개의 전자 부품(300)은 하우징(100)의 내부 공간에 위치할 수 있다. 복수 개의 전자 부품(300)은 하판(110, 냉각판)의 위에 배치될 수 있다. 하판(110, 냉각판)의 아래에는 냉각 물질이 흐르는 유로(200)가 형성되어 복수 개의 전자 부품(300)에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.

복수 개의 전자 부품(300)은 메인 기판(310), 복수 개의 발열 소자(320), 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)을 포함할 수 있다.

메인 기판(320)은 하판(110)의 위에 배치될 수 있다. 메인 기판(320)은 하판(110)과 상측으로 이격될 수 있다. 메인 기판(320)에는 다양한 전자 부품 칩이 실장될 수 있다. 메인 기판(320)에는 다양한 전자 부품 칩을 연결하는 회로가 형성될 수 있다. 메인 기판(320)은 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)과 전기적으로 연결될 수 있다.

복수 개의 발열 소자(320) 중 하나는 확장부(240)와 "수직 방향"으로 오버랩될 수 있다. 확장부(240)의 최대 "수평 면적"(10)은 "수직 방향"으로 오버랩되는 복수 개의 발열 소자(320) 중 하나의 최대 "수평 면적"(20)의 90% 이상일 수 있다. 확장부(240)의 최대 "수평 면적"(10)에서 "수직 방향"으로 오버랩되는 복수 개의 발열 소자(320) 중 하나와 "수직 방향"으로 오버랩되는 면적(30)은 30% 이상일 수 있다. 이 경우, 복수 개의 발열 소자(320) 중 확장부(240)와 "수직 방향"으로 오버랩되는 발열 소자는 다이오드 모듈(325)일 수 있다.

복수 개의 발열 소자(320)는 인덕터(321), 트랜스 포머(322), ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323), 스위칭 모듈(324), 다이오드 모듈(325) 및 도전 부재(326)를 포함할 수 있다.

인덕터(321), 트랜스 포머(322) 및 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)는 하판(110)의 상면에 배치될 수 있다. 스위칭 모듈(324)은 제1보조기판(330)에 실장될 수 있다. 다이오드 모듈(325)은 제2보조기판(340)에 실장될 수 있다. 도전 부재(326)는 트랜스 포머(322)와 다이오드 모듈(325)을 전기적으로 연결하는 부재일 수 있다.

인덕터(321), 트랜스 포머(322) 및 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)는 도전 부재에 의해 메인 기판(320)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하판(110)에서 인덕터(321), 트랜스 포머(322) 및 ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)가 배치되는 부분에는 메인 기판(320)이 배치되지 않을 수 있다.

인덕터(321)는 전류의 평활과, ripple 전류를 저감하는 기능을 수행할 수 있다. 나아가 전류 흐름을 연속적으로 만들 수 있다. 즉, 인덕터(321)는 정류 기능을 수행할 수 있다. 인덕터(321)는 유로(200)의 유입부(210)와 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

트랜스 포머(322)는 전류를 승압시키거나 감압시키는 기능을 수행할 수 있다. 트랜스 포머(322)는 전력을 변환시키는 기능을 수행할 수 있다. 트랜스 포머(322)는 유로(200)의 제1커브부(220)와 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)는 경부하(light load, 輕負荷)를 제어할 수 있다. 즉, 경부하 효율 향상을 위한 보조적인 인덕터일 수 있다. ZVS(Zero-Voltage-Switching) 인덕터(323)는 제2커브부(230)의 앞단과 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

스위칭 모듈(324)은 전류의 On/Off를 제어할 수 있다. 나아가 스위칭 모듈(324)은 트랜스 포머(322)와 통합되어 입력 DC를 감압하여 출력할 수 있다. 스위칭 모듈(324)은 제2커브부(230)와 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

다이오드 모듈(325)은 전류의 방향을 제어할 수 있다. 즉, 다이오드 모듈(325)은 전류를 특정 방향으로 이동시키는 기능을 수행할 수 있다. 다이오드 모듈(325)은 확장부(240)와 "수직 방향"으로 대응되게 배치될 수 있다.

도전 부재(326)는 트랜스 포머(322)와 다이오드 모듈(325)을 전기적으로 연결할 수 있다.

제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)은 메인 기판(310)의 아래에 위치할 수 있다. 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)은 메인 기판(310)과 하측으로 이격될 수 있다. 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)은 하판(110)과 메인 기판(310) 사이에 배치될 수 있다. 제1보조기판(330) 및 제2보조기판(340)은 별도의 도전 부재에 의해 메인 기판(310)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1보조기판(330)에는 스위칭 모듈(324)이 실장될 수 있다. 제2보조기판(340)에는 다이오드 모듈(325)이 실장될 수 있다.

유입구(400) 및 배출구(500)는 하우징(100)의 측판(120)의 일측에 위치할 수 있다. 유입구(400)를 통해 외부의 냉각 물질은 유로(200)로 유입될 수 있다. 배출구(500)를 통해 냉각 물질이 유로(200)에서 배출될 수 있다.

단자(600)는 하우징(100)의 측판(120)의 일측에 위치할 수 있다. 단자(600)는 유입구(400) 및 배출구(500)의 사이에 위치할 수 있다. 단자(600)에는 외부의 전원 장치가 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 단자(600)를 통해 복수 개의 전자 부품(300)에 외부의 전류가 공급될 수 있다.

1개 이상의 커넥터(700)는 하우징(100)의 측판(120)의 타측에 위치할 수 있다. 1개 이상의 커넥터(700)는 유입구(400) 및 배출구(500)의 반대편에 위치할 수 있다. 1개 이상의 커넥터(700)에는 외부의 전자 부품(일 예로, 전동 모터)이 전기적으로 연결될 수 있다.

<제2실시예>

이하에서는, 도면을 참조하여 본 제2실시예의 비교예의 DC-DC 컨버터(2001)를 설명한다. 도 10은 본 제2실시예의 비교예의 DC-DC 컨버터를 나타낸 사시도이다.

본 비교예의 DC-DC 컨버터(2001)는 차량에 사용되는 DC-DC 컨버터일 수 있다. 전기 자동차를 예를 들면, DC-DC 컨버터(2001)는 외부의 전원 기기(리튬이온전지 등)로부터 전류를 공급받아 전압을 승압 또는 강하시켜 외부의 전자 기기(모터 등)에 공급하여 모터 등의 회전수를 제어하는 역할을 할 수 있다. DC-DC 컨버터(2001)는 케이스(2010), 변환부(2020), 인덕터부(2030), 버스바(미도시, bus bar) 및 외부단자(2050)를 포함할 수 있다.

케이스(2010)는 DC-DC 컨버터(2001)의 외장부재일 수 있다. 케이스(2001)에는 내부공간이 형성되어 변환부(2020), 인덕터부(2030), 버스 바(미도시, bus bar)를 수용할 수 있다. 또, 케이스(2010)에는 제1,2,3,4,5케이스단자(2010a,2010b,2010c,2010d,2010e)와 외부단자(2050)가 형성될 수 있다.

변환부(2020)는 1차코일(2021), 1차코일(2021)과 이격되어 배치된 2차코일(2022)을 포함할 수 있다. 1차코일(2021)은 외부의 전원 기기로부터 공급된 전류가 흐르고, 2차코일(2022)은 1차코일(2021)과 전자기적 상호작용을 하여 변환된 전류를 출력할 수 있다. 1차코일(2021)은 제1,2케이스단자(2010a,2010b)와 전기적으로 연결되어 외부의 전원 기기로부터 전류를 공급받을 수 있다. 2차코일(2022)은 제3,4,5케이스단자(2010c,2010d,2010e)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제3케이스단자(2010c)와 제4케이스단자(2010d)는 다이오드 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 2차 코일(2022)은 다이오드 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다. 또, 제5케이스단자(2010e)는 인덕터부(2030)와 전기적으로 연결될 수 있다.

인덕터부(2030)는 인덕터코일(2031)을 포함할 수 있다. 인덕터코일(2031)은 입체나선 형태일 수 있다. 이러한 입체나선을 "스크류 나선"으로 호칭하기도 한다. 인덕터코일(2031)의 시작 부분은 제5케이스단자(2010e)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또, 인덕터코일(2031)의 시작 부분은 제5케이스단자(2010e)에서 2차코일(2022)과 전기적으로 연결될 수 있다. 인덕터코일(2031)의 끝 부분은 버스바(미도시)를 통해 외부단자(2050)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인덕터코일(2031)에는 2차코일(2022)로부터 출력된 변환 전류가 흐를 수 있다. 나아가 인덕터코일(2031)은 2차코일(2022)로부터 출력된 변환 전류를 정류할 수 있다. 또, 인덕터코일(2031)에서 정류된 전류는 외부단자(2050)로 공급될 수 있다.

상술한 바를 종합하면, 외부 전원 기기에서 1차코일(2021)로 전류를 공급하면, 2차코일(2022)에서는 승압 또는 강하된 변환 전류가 출력될 수 있다. 2차코일(2022)에서 출력된 변환 전류는 인덕터코일(2031)에서 정류될 수 있다. 정류 전류는 외부단자(2050)를 통해 외부 전자 기기(예를 들면, 모터)로 공급될 수 있다. 이 경우, 2차코일(2022)은 제3케이스단자(2010c)를 통해 외부단자(2050)의 일측과 전기적으로 연결될 수 있다. 또, 2차코일(2022)은 제5케이스단자(2010e), 인덕터코일(2031) 및 버스바(2040)를 통해 외부단자(2050)의 타측과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 2차코일(2022)에서 생성된 전류가 인덕터코일(2031)에서 정류되어 외부의 전자기기로 공급되는 회로(circuit)가 형성될 수 있다. 그 결과, 외부단자(2050)에 커넥팅된 외부 전자 기기는 2차코일(2022)에서 변환되고, 인덕터코일(2031)에서 정류된 전기를 공급받을 수 있다.

본 제2실시예의 비교예에서 2차코일(2022)과 인덕터코일(2031)과 버스바(미도시, bus bar)는, 서로 전기적으로 연결되지만, 각각의 단일 부재로 제작된다. 그 후, 2차코일(2022)과 인덕터코일(2031)은, 제5케이스단자(2010e)에서 볼트 체결되어 전기적으로 연결될 수 있다. 또, 인덕터코일(2031)과 버스바(미도시, bus bar)도 역시 볼트 체결되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 체결과정에서 갭(gap)이 발생할 수 있고, 이는 전기적 특성 저하뿐만 아니라 접촉저항 상승으로 이어져 DC-DC 컨버터(2001)의 변환효율을 낮출 수 있다. 또, 각각의 2차코일(2022)과 인덕터코일(2031)을 제조하기 위해서는, 시트 프레스 절단, 볼트 홀 타발, 절곡, 단조 등의 복잡한 제조 과정을 거쳐야 한다. 그 결과, 생산효율 측면에서도 좋지 않은 문제점이 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 제2실시예의 DC-DC 컨버터(2100)를 설명한다. 도 11은 본 제2실시예의 DC-DC 컨버터를 나타낸 사시도이고, 도 12는 본 제2실시예의 코일 모듈이 제1,2자기코어에 장착된 상태를 나타낸 사시도이고(1차 코일 생략), 도 13은 본 제2실시예의 코일 모듈을 나타낸 사시도이다(1차 코일 생략).

본 제2실시예의 DC-DC 컨버터(2100)는, 케이스(2110), 변환부(2120), 인덕터부(2130), 버스바(2140, bus bar) 및 제1외부단자(2150)를 포함할 수 있다. 이 중, 변환부(2120)의 2차코일(2122), 제1,2터미널(2123,2124)과 인덕터부(2130)의 인덕터코일(2131), 제3터미널(2132)과 버스바(2140)의 결합체는 "코일 모듈"로 호칭될 수 있다. "코일 모듈" 중, 제1,2,3터미널(2123,2124,2132) 및 버스바(2140)는 전기적 연결을 위한 도전 부재로 설계적 요청에 의해 생략될 수 있다. "코일 모듈" 중, 2차코일(2122), 제1,2터미널(2123,2124), 인덕터코일(2131), 제3터미널(2132) 및 버스바(2140)는 주조에 의해 일체로 제작될 수 있다. 즉, "코일 모듈" 중, 2차코일(2122), 제1,2터미널(2123,2124), 인덕터코일(2131), 제3터미널(2132) 및 버스바(2140)는 일체로 형성될 수 있다.

상술한 바를 종합하면, 본 제2실시예의 DC-DC 컨버터(2100)는 비교예의 DC-DC 컨버터(2010)와 비교하여, 2차코일(2122)과 인덕터코일(2131)과 버스바(2140)가 "주조"에 의해 일체로 제작되는 차이점이 있을 수 있다. 즉, 2차코일(2122), 인덕터코일(2131) 및 버스바(2140)는 일체로 형성될 수 있다. 따라서 2차코일(2122)과 인덕터코일(2131)을 제조하기 위한, 시트 프레스 절단, 볼트 홀 타발, 절곡, 단조 등의 복잡한 과정을 생략할 수 있다. 또, 2차코일(2122)과 인덕터코일(2131)의 연결을 위한 볼트 체결이 생략될 수 있다. 또, 인덕터코일(2131)과 버스바(2140)의 연결을 위한 볼트 체결이 생략될 수 있다(그 결과, 볼트 체결을 위한 비교예의 제5케이스단자(2010e)도 생략될 수 있다.). 이러한 일체형 코일 모듈은, 볼트 체결이 필요 없기 때문에 볼트 체결에 의해 발생할 수 있는 갭(gap)이 존재하지 않는다. 그 결과, 상술한 볼트 체결의 문제점이 발생하지 않아, DC-DC 컨버터(2100)의 변환 효율을 높일 수 있다.

케이스(2110)는 DC-DC 컨버터(2100)의 외장부재일 수 있다. 케이스(2110)에는 내부공간이 형성되어 변환부(2120), 인덕터부(2130), 버스 바(2140)를 수용할 수 있다. 또, 케이스(2110)에는 제1,2,3케이스단자(2110a,2110b,2110c)와 제1외부단자(2150)가 형성될 수 있다.

변환부(2120)에서는 외부의 전원 기기로부터 전류를 공급받을 수 있다. 또, 변환부(2120)에서는 외부의 전류를 변환하여 출력할 수 있다. 변환부(2120)는 1차코일(2121), 2차코일(2122), 제1터미널(2123), 제2터미널(2124) 및 제1자기코어(2125)를 포함할 수 있다.

1차코일(2121)은 외부 전원 기기로부터 전류를 공급받을 수 있다. 1차코일(2121)은 입체나선 형태로, 나선 성장의 시작 부분은 제1케이스단자(2100a)와 도전 부재에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 1차코일(2121)의 나선 성장의 끝 부분은 제2케이스단자(2100b)와 도전라인에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 제1,2케이스단자(2100a,2100b)는 외부 전원 기기가 전기적으로 연결될 수 있다. 그 결과, 1차코일(2121)에는 외부 전원 기기로부터 공급받은 전류가 흐를 수 있다. 본 실시예에서는 1차코일(2121)이 곡선을 가지는 입체나선 형태인 것으로 예를 들었지만, 1차코일(2121)의 입체나선 형태는 이에 한정되지 않는다.

2차코일(2122)은 "코일 모듈"의 구성 요소일 수 있다. 2차코일(2122)은 1차코일(2121)과 이격되어 배치될 수 있다. 2차코일(2122)은 1차코일(2121)의 상부에 배치될 수 있다. 2차코일(2122)은 1차코일(2121)과 전자기적 상호작용을 할 수 있다. 2차코일(2122)에서는 1차코일(2121)의 전류에 의해 전류가 유도되어 유도 전류가 발생할 수 있다. 2차코일(2122)에서 발생한 유도 전류는 1차코일(2121)을 흐르는 전류가 승압 또는 강압된 전류일 수 있다.

2차코일(2122)은 윗면과 아랫면을 포함하는 플레이트가 개방된 링을 형성하는 형태일 수 있다. 2차코일(2122)의 시작 부분(일단)은 제1터미널(2123)로부터 연장된 형태일 수 있다. 또, 2차코일(2122)의 끝 부분(타단)은 제2터미널(2124)과 연결된 형태일 수 있다. 즉, 2차코일(2122)의 일단은 제1터미널(2123)과 전기적으로 연결될 수 있고, 2차코일(2122)의 타단은 제2터미널(2124)과 전기적으로 연결될 수 있다. 2차코일(2122) 및 제1,2터미널(2123,2124)은 일체로 형성될 수 있다. 다만, 2차코일(2122)의 형태가 상술한 링 형태로 한정되는 것은 아니다. 일 예를 들면, 2차코일(2122)은 입체나선 형태로, 1차코일(2121)과 수직 또는 수평으로 이격되어 배치될 수 있다. 또, 2차코일(2122)은 입체나선 형태로, 1차코일(2121)과 이격된 채로 인터 리빙(interleaving)될 수 있다. 이 경우, 1,2차코일(2121,2122)은 하나의 2중 입체 나선을 형성할 수 있다.

제1터미널(2123)은 "코일 모듈"의 구성 요소일 수 있다. 제1터미널(2123)은 2차코일(2122)을 외부단자와 전기적으로 연결하기 위한 부재일 수 있다. 제1터미널(2123)은 플레이트 형태의 도전 부재일 수 있다. 제1터미널(2123)은 위에서 아래(수직 방향)로 연장된 형태일 수 있다. 제1터미널(2123)의 일단은 상부에 위치할 수 있다. 제1터미널(2123)의 타단은 하부에 위치할 수 있다. 제1터미널(123)의 일단은 2차코일(2122)의 시작 부분에서 수직 방향으로 만곡 또는 절곡되어 연장된 형태일 수 있다. 제1터미널(2123)의 타단은 수평 방향으로 만곡 또는 절곡되어 연장된 후, 후술하는 제1,2단자부(2123a,2123b)로 나눠질 수 있다. 상술한 바에 의하면, 제1터미널(2123)은 절곡부 또는 만곡부 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 경우, 절곡부 또는 만곡부의 절곡 또는 만곡된 각도는 직각일 수 있다.

제1터미널(2123)의 일단은 2차코일(2122)의 시작 부분과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1터미널(2123)의 타단은 제1단자부(2123a)와 제2단자부(2123b)로 나눠질 수 있다. 제1단자부(2123a)는 볼트 체결에 의해 제3케이스단자(2100c)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 제1단자부(2123a)에는 볼트 체결을 위한 홀이 형성될 수 있다. 제2단자부(2123b)는 볼트 체결에 의해 제4케이스단자(2110d)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 제2단자부(2123b)에는 볼트 체결을 위한 홀이 형성될 수 있다. 제3케이스단자(2110c)와 제4케이스단자(2100c)는 다이오드 모듈(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 2차코일(2122)은 제1터미널(2123)을 통해 다이오드 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다.

제2터미널(2124)은 "코일 모듈"의 구성 요소일 수 있다. 제2터미널(2124)은 2차코일(2122)로부터 연장될 수 있다. 제2터미널(2124)은 2차코일(2122)과 인덕터코일(2131)을 전기적으로 연결하기 위한 부재일 수 있다. 제2터미널(2124)은 플레이트 형태의 도전 부재일 수 있다. 제2터미널(2124)은 위에서 아래(수직 방향)로 연장된 후, 인덕터코일(2131) 방향(수평 방향)으로 연장된 형태일 수 있다. 제2터미널(2124)의 일단은 2차코일(2122)의 끝 부분에서 수직 방향으로 만곡 또는 절곡되어 연장된 형태일 수 있다. 제2터미널(2124)의 중간 부분은 인덕터코일(2131) 방향(수평 방향)으로 만곡 또는 절곡되어 연장된 형태일 수 있다. 제2터미널(2124)의 타단은 인덕터코일(2131)의 시작 부분과 연결될 수 있다. 상술한 바에 의하면, 제2터미널(2124)은 절곡부 또는 만곡부 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 경우, 절곡부 또는 만곡부의 절곡 또는 만곡된 각도는 직각일 수 있다.

제2터미널(2124)의 일단은 2차코일(2122)의 끝 부분과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2터미널(2124)의 타단은 인덕터코일(2131)의 시작 부분과 전기적으로 연결될 수 있다. 상술한 바를 종합하면, 2차코일(2122)에서 발생한 전류는 제2터미널(2124)을 통해 인덕터코일(2131)로 공급될 수 있다.

제1자기코어(2125)에는 1차코일(2121) 및 2차코일(2122)이 배치될 수 있다. 제1자기코어(2125)는 1차코일(2121) 및 2차코일(2122)의 자기장 선을 모아 자기장의 세기를 높이는 강자성 부재일 수 있다. 제1자기코어(2125)는 제1보빈부(2125a)와 제1지지부(2125b)를 포함할 수 있다. 제1지지부(2125b)는 중앙에 내부공간이 형성된 블럭 형태로, 내부공간에는 제1보빈부(2125a)가 형성되어 있으며, 1차코일(2121)을 지지할 수 있다. 제1보빈부(2125a)에는 1차코일(2121)과 2차코일(2122)이 감겨있을 수 있다. 제1자기코어(2125)의 외측면은 절연체에 의해 코팅되어 있을 수 있다. 제1자기코어(2125)는 설계적 요청에 의해 다양한 형태를 가질 수 있다.

인덕터부(2130)에서는 변환부(2120)에서 발생한 전류를 정류할 수 있다. 인덕터부(2130)는 인덕터코일(2131), 제3터미널(2132) 및 제2자기코어(2133)를 포함할 수 있다.

인덕터코일(2131)은 "코일 모듈"의 구성 요소일 수 있다. 인덕터코일(2131)은 2차코일(2122)로부터 변환 전류를 공급받을 수 있다. 인덕터코일(2131)은 변환 전류를 정류할 수 있다. 인덕터코일(2131)은 제1외부단자(2150)와 연결되어 정류 전류를 공급할 수 있다.

인덕터코일(2131)은 윗면과 아랫면을 포함하는 플레이트가 입체나선으로 성장한 형태일 수 있다. 즉, 인덕터코일(2131)은 입체나선 형태로, 나선 성장의 시작 부분(하부)은 2차코일(2122)과 제2터미널(2124)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 인덕터코일(2131)은 제2터미널(2124)의 타단으로부터 연장될 수 있다. 인덕터코일(2131)의 나선 성장의 끝 부분(상부)은 버스 바(2140)에 의해 제1외부단자(2150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 인덕터코일(2131)이 곡선을 가지는 입체나선 형태인 것으로 예를 들었지만, 인덕터코일(2131)의 입체나선 형태는 이에 한정되지 않는다.

제3터미널(2132)은 "코일 모듈"의 구성 요소일 수 있다. 제3터미널(2132)은 인덕터코일(2131)을 외부단자와 전기적으로 연결하기 위한 부재일 수 있다. 제3터미널(2132)은 플레이트 형태의 도전 부재일 수 있다. 제3터미널(2132)은 위에서 아래(수직 방향)로 연장된 형태일 수 있다. 제3터미널(2132)의 일단은 상부에 위치할 수 있다. 제3터미널(2132)의 타단은 하부에 위치할 수 있다. 제3터미널(2132)의 일단은 인덕터코일(2131)의 끝 부분에서 인덕터코일(2131)의 수평 방향(수평 나선 성장 방향과 반대 방향)으로 만곡 또는 절곡될 수 있다. 그 후, 제3터미널(2132)의 일단은 수직 방향(위에서 아래)으로 만곡 또는 절곡되어 연장된 형태일 수 있다. 제3터미널(2132)의 타단은 수평 방향(버스 바(2140) 방향)으로 만곡 또는 절곡되어 연장된 후, 버스 바(2140)와 연결될 수 있다. 상술한 바에 의하면, 제3터미널(2132)은 절곡부 또는 만곡부 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 경우, 절곡부 또는 만곡부의 절곡 또는 만곡된 각도는 직각일 수 있다.

제3터미널(2132)의 일단은 인덕터코일(2131)의 끝 부분과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3터미널(2132)의 타단은 버스 바(2140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 인덕터코일(2131)은 제3터미널(2132)을 통해 버스 바(2140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 후술하지만, 버스 바(2140)는 외부단자(2150)와 전기적으로 연결되므로, 인덕터코일(2131)은 제3터미널(2132)과 버스 바(2140)를 통해 외부단자(2150)와 전기적으로 연결될 수 있다.

제2자기코어(2133)에는 인덕터코일(2131)이 배치될 수 있다. 제2자기코어(2133)는 인덕터코일(2131)의 자기장 선을 모아 자기장의 세기를 높이는 강자성 부재일 수 있다. 제2자기코어(2133)는 제2보빈부(2133a)와 제2지지부(2133b)를 포함할 수 있다. 제1지지부(2133b)는 중앙에 내부공간이 형성된 블럭 형태로, 내부공간에는 제2보빈부(2133a)가 형성되어 있으며, 인덕터코일(2131)을 지지할 수 있다. 제2보빈부(2133a)에는 인덕터코일(2131)이 감겨있을 수 있다. 제2자기코어(2133)의 외측면은 절연체에 의해 코팅되어 있을 수 있다. 제2자기코어(2133)는 설계적 요청에 의해 다양한 형태를 가질 수 있다.

버스 바(2140)는 "코일 모듈"의 구성 요소일 수 있다. 버스 바(2140)는 외부단자(2150) 측으로 연장된 긴 플레이트 형태일 수 있다. 버스 바(2140)의 일단은 제3터미널(2132)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있다. 버스 바(2140)의 타단은 제1외부단자(2150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 버스 바(2140)의 타단과 제1외부단자(2150)는 볼트 체결될 수 있다. 이를 위해, 버스 바(2140)의 타단에는 제3단자부(2140a)가 형성될 수 있다. 나아가 제3단자부(2140a)에는 볼트홀이 형성될 수 있다. 따라서 인덕터코일(2131)의 정류 전류는 제3터미널(2132)과 버스 바(2140)를 통해 외부단자(2150)로 공급될 수 있다.

외부단자(2150)는 외부 전자 기기(예를 들면, 차량용 모터)가 커넥팅될 수 있다. 외부단자(2150)에는 외부 전자 기기가 연결되어 전류를 공급받을 수 있다. 따라서 외부 전자 기기는 2차코일(2122)에서 변환되고, 인덕터코일(2131)에서 정류된 전류를 공급받을 수 있다. 즉, 외부 전자 기기에는 2차코일(2122)을 통해 정격 전압에 맞게 변환되고, 인덕터코일(2131)을 통해 노이즈(noise)가 필터링된 정류 변환 전류가 공급될 수 있다.

상술한 제1터미널(2123), 2차코일(2122), 제2터미널(2124), 인덕터코일(2131), 제3터미널(2132) 및 버스 바(2140)에는 전류가 쌍방향으로 흐를 수 있다. 따라서 예를 들어, 전기 자동차가 내리막길을 주행하여 외부 전자 기기(모터)가 발전기처럼 전류를 발생하는 경우, 제1터미널(2123), 제2터미널(2124), 인덕터코일(2131), 제3터미널(2132) 및 버스 바(2140)를 통해 2차코일(122)로 공급될 수 있다. 이 경우, 1차코일(2121)에 유도 전류가 생겨 외부 전원 기기(리튬이온전지)는 충전될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 제2실시예의 "코일 모듈"은 제1터미널(2123), 제2터미널(2124), 제3터미널(2132) 중 적어도 하나 이상은 절곡부 또는 만곡부 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. "코일 모듈"이 컨팩트(compact)하고 안정적인 지지 구조를 갖기 위함이다.

한편, 차량용 "코일 모듈"을 구성하는 플레이트는 윗면과 아랫면을 포함하는 납작하고 폭이 긴 플레이트이다. 차량의 여러 전자 부품에 공급되는 전격 용량을 커버하기 위해서는 큰 저항값을 가져야 하기 때문이다. 그러나 비교예와 같이 절곡 성형하여, 절곡부 또는 만곡부를 성형하는 경우, 플레이트의 형태와 성형 공정의 특성상 필연적으로 절곡부 또는 만곡부가 마모, 망실되거나 찌그러지게 된다. 이는, "코일 모듈"의 전기적 특성 저하 및 내구성 감소로 이루어져 바람직하지 않다.

그러나 본 제2실시예의 "코일 모듈"의, 제1터미널(2123), 제2터미널(2124), 제3터미널(2132)은 "주조"에 의해 성형되므로 성형 공정의 특성상 설계 단계에서 설정된 형태의 절곡부 또는 만곡부를 형성할 수 있다. 따라서 본 제2실시예의 "코일 모듈"은 컨팩트(compact)하고 안정적인 지지 구조를 갖는 동시에 전기적 특성과 내구성이 향상될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 제2실시예의 변형예를 설명한다. 도 14는 본 제2실시예의 변형예의 코일 모듈이 제1,2자기코어에 장착된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 15는 본 제2실시예의 변형예의 코일 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.

본 제2실시예의 변형예는 "코일 모듈"에서 본 제2실시예와 차이점을 가진다. 본 제2실시예의 변형예는 상기 차이점 외에는 본 제2실시예와 실질적으로 동일한 기술적 사상을 가진다. 따라서 본 제2실시예의 변형예에는 본 제2실시예가 유추 적용될 수 있다. 이하, 본 제2실시예와 실질적으로 동일한 기술적 사상을 가지는 부분은 설명을 생략한다.

본 제2실시예의 변형예에서의 "코일 모듈"은 변환부와 인덕터부와 버스 바를 포함할 수 있다. 이 경우, 변환부는 1차코일(2121-1), 2차코일(2122-1), 3차코일(2122-2), 제1터미널(2123-1), 제2터미널(2124-1), 제3터미널(2124-2) 및 제4터미널(2123-2)을 포함할 수 있다. 인덕터부는 인덕터코일(2131-1), 제5터미널(2133-1), 제6터미널(2132-1)을 포함할 수 있다. 제2실시예의 변형예에서는 1차코일에 의해 유도 전류가 흐르는 코일이 2차코일 및 3차코일로 총 2개인 점이 가장 큰 특징이다.

1차코일(2121-1)은 외부 전원 기기로부터 전류를 공급받을 수 있다. 1차코일(2121-1)은 입체나선 형태로, 나선 성장의 시작 부분은 제1케이스단자(2100a)와 도전 부재에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 1차코일(2121-1)의 나선 성장의 끝 부분은 제2케이스단자(2100b)와 도전라인에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

2차코일(2122-1)은 1차코일(2121-1)과 이격되어 배치될 수 있다. 2차코일(2122-1)은 1차코일(2121-1)의 상측에 위치할 수 있다. 2차코일(2122-1)은 1차코일(2121-1)과 전자기적 상호작용을 할 수 있다. 2차코일(2122-1)에서는 1차코일(212-11)의 전류에 의해 전류가 유도되어 유도 전류가 발생할 수 있다. 2차코일(2122-1)에서 발생한 유도 전류는 1차코일(2121-1)을 흐르는 전류가 승압 또는 강압된 전류일 수 있다.

2차코일(2122-1)은 윗면과 아랫면을 포함하는 플레이트가 개방된 링을 형성하는 형태일 수 있다. 2차코일(2122-1)의 시작 부분(일단)은 제1터미널(2123-1)로부터 연장된 형태일 수 있다. 또, 2차코일(2122-1)의 끝 부분(타단)은 제2터미널(2124-1)과 연결된 형태일 수 있다. 즉, 2차코일(2122-1)의 일단은 제1터미널(2123-1)과 전기적으로 연결될 수 있고, 2차코일(2122-1)의 타단은 제2터미널(2124-1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 2차코일(2122-1) 및 제1,2터미널(2123-1,2124-1)은 일체로 형성될 수 있다. 다만, 2차코일(2122-1)의 형태가 상술한 링 형태로 한정되는 것은 아니다. 일 예를 들면, 2차코일(2122-1)은 입체나선 형태로, 1차코일(2121-1)과 수직 또는 수평으로 이격되어 배치될 수 있다. 또, 2차코일(2122-1)은 입체나선 형태로, 1차코일(2121-1)과 이격된 채로 인터 리빙(interleaving)될 수 있다. 이 경우, 1,2차코일(2121-1,2122-1)은 하나의 2중 입체 나선을 형성할 수 있다.

제1터미널(2123-1)은 2차코일(2122-1)을 단자와 전기적으로 연결하기 위한 부재일 수 있다. 제1터미널(2123-1)은 플레이트 형태의 도전 부재일 수 있다. 제1터미널(2123-1)은 위에서 아래(수직 방향)로 연장된 형태일 수 있다. 제1터미널(2123-1)의 일단은 상부에 위치할 수 있다. 제1터미널(2123-1)의 타단은 하부에 위치할 수 있다. 제1터미널(123-1)의 일단은 2차코일(2122-1)의 시작 부분에서 수직 방향으로 만곡 또는 절곡되어 연장된 형태일 수 있다. 제1터미널(2123-1)의 타단은 수평 방향으로 만곡 또는 절곡되어 연장된 후, 후술하는 제1,2단자부(2123-1a,2123-1b)로 나눠질 수 있다. 상술한 바에 의하면, 제1터미널(2123-1)은 절곡부 또는 만곡부 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 경우, 절곡부 또는 만곡부의 절곡 또는 만곡된 각도는 직각일 수 있다.

제1터미널(2123-1)의 일단은 2차코일(2122-1)의 시작 부분과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1터미널(2123-1)의 타단은 제1단자부(2123-1a)와 제2단자부(2123-1b)로 나눠질 수 있다. 제1단자부(2123-1a)는 볼트 체결에 의해 제3케이스단자(2100c)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 제1단자부(2123-1a)에는 볼트 체결을 위한 홀이 형성될 수 있다. 제2단자부(2123-1b)는 볼트 체결에 의해 제4케이스단자(2110d)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 제2단자부(2123-1b)에는 볼트 체결을 위한 홀이 형성될 수 있다. 제3케이스단자(2110c)와 제4케이스단자(2100c)는 다이오드 모듈(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 2차코일(2122-1)은 제1터미널(2123-1)을 통해 다이오드 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다.

제2터미널(2124-1)은 2차코일(2122-1)로부터 연장될 수 있다. 제2터미널(2124-1)은 2차코일(2122-1)과 인덕터코일(2131-1)을 전기적으로 연결하기 위한 부재일 수 있다. 제2터미널(2124-1)은 플레이트 형태의 도전 부재일 수 있다. 제2터미널(2124-1)은 위에서 아래(수직 방향)로 연장된 후, 수평 방향으로 연장된 형태일 수 있다. 제2터미널(2124-1)의 일단은 2차코일(2122-1)의 끝 부분에서 수직 방향으로 만곡 또는 절곡되어 연장된 형태일 수 있다. 제2터미널(2124-1)의 중간 부분은 아래로 연장된 형태일 수 있다. 제2터미널(2124-1)의 타단은 제2터미널(2124-1)의 중간 부분에서 수평 방향으로 절곡되거나 만곡된 플레이트 형태일 수 있다. 제2터미널(2124-1)의 타단에는 제3단자부(2124-1a)가 형성될 수 있다. 제3단자부(2124-1a)는 볼트 체결에 의해 제7단자부(2133-1a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3단자부(2124-1a)에는 볼트 체결을 위한 홀이 형성될 수 있다. 이에 의해, 제2터미널(2124-1)과 제5터미널(2133-1)은 전기적으로 연결될 수 있으며, 종국적으로는 2차코일(2122-1)과 인덕터코일(2131-1)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상술한 바에 의하면, 제2터미널(2124-1)은 절곡부 또는 만곡부 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 경우, 절곡부 또는 만곡부의 절곡 또는 만곡된 각도는 직각일 수 있다.

3차코일(2122-2)은 1차코일(2121-1)과 이격되어 배치될 수 있다. 3차코일(2122-2)은 1차코일(2121-1)의 하측에 위치할 수 있다. 3차코일(2122-2)은 1차코일(2121-1)과 전자기적 상호작용을 할 수 있다. 3차코일(2122-2)에서는 1차코일(212-11)의 전류에 의해 전류가 유도되어 유도 전류가 발생할 수 있다. 3차코일(2122-2)에서 발생한 유도 전류는 1차코일(2121-1)을 흐르는 전류가 승압 또는 강압된 전류일 수 있다.

3차코일(2122-2)은 윗면과 아랫면을 포함하는 플레이트가 개방된 링을 형성하는 형태일 수 있다. 3차코일(2122-2)의 시작 부분(일단)은 제3터미널(2123-2)로부터 연장된 형태일 수 있다. 또, 3차코일(2122-2)의 끝 부분(타단)은 제4터미널(2124-2)과 연결된 형태일 수 있다. 즉, 3차코일(2122-2)의 일단은 제4터미널(2123-2)과 전기적으로 연결될 수 있고, 3차코일(2122-2)의 타단은 제3터미널(2124-2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 3차코일(2122-2) 및 제3,4터미널(2123-2,2124-2)은 일체로 형성될 수 있다. 다만, 3차코일(2122-2)의 형태가 상술한 링 형태로 한정되는 것은 아니다. 일 예를 들면, 3차코일(2122-2)은 입체나선 형태로, 1차코일(2121-1)과 수직 또는 수평으로 이격되어 배치될 수 있다. 또, 3차코일(2122-2)은 입체나선 형태로, 1차코일(2121-1)과 이격된 채로 인터 리빙(interleaving)될 수 있다. 이 경우, 1,3차코일(2121-1,2122-2)은 하나의 2중 입체 나선을 형성할 수 있다.

제3터미널(2123-2)은 3차코일(2122-2)을 다이오드 모듈과 전기적으로 연결하기 위한 부재일 수 있다. 제3터미널(2123-2)은 플레이트 형태의 도전 부재일 수 있다. 제3터미널(2123-2)은 3차코일(2122-2)의 일단(시작 부분)에서 수평 방향으로 연장된 형태일 수 있다. 제3터미널(2123-2)의 타단은 후술하는 제4,5단자부(2123-2a,2123-2b)로 나눠질 수 있다.

제3터미널(2123-2)의 일단은 3차코일(2122-2)의 시작 부분과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3터미널(2123-2)의 타단은 제4단자부(2123-2a)와 제5단자부(2123-2b)로 나눠질 수 있다. 제4단자부(2123-2a)와 제5단자부(2123-2b)는 볼트 체결에 의해 다이오드 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 제4단자부(2123-1a)와 제5단자부(2123-2b)에는 볼트 체결을 위한 홀이 형성될 수 있다. 따라서 3차코일(2122-2)은 제3터미널(2123-2)을 통해 다이오드 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다.

제4터미널(2124-2)은 3차코일(2122-2)로부터 연장될 수 있다. 제4터미널(2124-2)은 3차코일(2122-2)과 인덕터코일(2131-1)을 전기적으로 연결하기 위한 부재일 수 있다. 제4터미널(2124-2)은 플레이트 형태의 도전 부재일 수 있다. 제4터미널(2124-2)은 3차코일(2122-2)의 타단에서 수평 방향으로 연장된 형태일 수 있다. 제4터미널(2124-2)의 일단은 3차코일(2122-2)의 끝 부분에 위치할 수 있다. 제4터미널(2124-2)의 타단에는 제6단자부(2124-2a)가 형성될 수 있다. 제6단자부(2124-2a)는 볼트 체결에 의해 제7단자부(2133-1a)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제3단자부(2124-1a), 제6단자부(2124-2a) 및 제7단자부(2133-1a)는 상하 방향으로 오버랩되어 위치할 수 있다. 제6단자부(2124-2a)에는 볼트 체결을 위한 홀이 형성될 수 있다. 이에 의해, 제4터미널(2124-2)과 제5터미널(2133-1)은 전기적으로 연결될 수 있으며, 종국적으로는 3차코일(2122-2)과 인덕터코일(2131-1)이 전기적으로 연결될 수 있다.

인덕터코일(2131-1)은 2차코일(2122-1) 및 3차코일(2122-2)로부터 변환 전류를 공급받을 수 있다. 인덕터코일(2131-1)은 변환 전류를 정류할 수 있다. 인덕터코일(2131-1)은 외부단자(2150)와 연결되어 정류 전류를 공급할 수 있다.

인덕터코일(2131-1)은 윗면과 아랫면을 포함하는 플레이트가 입체나선으로 성장한 형태일 수 있다. 즉, 인덕터코일(2131-1)은 입체나선 형태일 수 있다. 인덕터코일(2131-1)의 나선 성장의 시작 부분(하부)은 제5터미널(2133-1)로부터 연장될 수 있다. 인덕터코일(2131-1)의 나선 성장 끝 부분(상부)에는 제6터미널(2132-1)이 연결될 수 있다. 버스 바(2140-1)는 제6터미널(2132-1)로부터 연장될 수 있다. 인덕터코일(2131-1), 제5터미널(2133-1), 제6터미널(2132-1) 및 버스 바(2140-1)는 일체로 형성될 수 있다.

제5터미널(2133-1)의 일단에는 제7단자부(2133-1a)가 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제7단자부(2133-1a)는 제3단자부(2124-1a)와 볼트 체결에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제7단자부(2133-1a)는 제6단자부(2124-2a)와 볼트 체결에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 인덕터코일(2131-1)은 2차코일(2122-1) 및 3차코일(2122-2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 2차코일(2122-1) 및 3차코일(2122-2)에서 생성된 유도 전류는 인덕터코일(2131-2)에서 정류될 수 있다. 제5터미널(2133-1)의 타단은 제5터미널(2133-1)의 일단에서 수평 방향(인덕터코일이 위치하는 방향)으로 연장되어, 인덕터코일(2131-2)의 나선 성장의 시작 부분과 연결될 수 있다.

제6터미널(2132-1)의 일단은 인덕터코일(2131-2)의 나선 성장의 끝 부분과 연결될 수 있다. 제6터미널(2132-1)의 타단은 버스 바(2140-1)의 일단과 연결될 수 있다. 버스 바(2140-1)의 타단은 외부단자(2150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 버스 바(2140-1)의 타단에는 외부단자(2150)와 전기적으로 연결되기 위한 제8단자부(2140-1a)가 형성될 수 있다. 제8단자부(2140-1a)에는 고정 및 전기적 연결을 위한 볼트 체결 홀이 형성될 수 있다. 인덕터코일(2131-2)은 버스 바(2140-1)를 통해 외부단자(2150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그 결과, 2차코일(2122-1) 및 3차코일(2122-2)에서 생성된 유도 전류는 인덕터코일(2131-2)에서 정류된 후 버스 바(2140-1)를 통하여 외부의 전자 기기로 전달될 수 있다.

<제3실시예>

이하에서는, 도면을 참조하여 본 제3실시예의 DC-DC 컨버터(3001)를 설명한다. 도 16은 제1커버가 분리된 상태의 본 제3실시예의 DC-DC 컨버터를 나타내는 사시도이고, 도 17은 본 제3실시예의 DC-DC 컨버터를 나타낸 절단 사시도이고, 도 18는 본 제3실시예의 DC-DC 컨버터의 메인기판, 보조기판 및 냉각판을 나타낸 단면 개념도이고, 도 19는 본 제3실시예의 DC-DC 컨버터의 신호다리를 나타낸 개념도이다.

본 제3실시예의 DC-DC 컨버터(3001)는 차량에 사용되는 DC-DC 컨버터일 수 있다. 전기 자동차를 예를 들면, DC-DC 컨버터(3001)는 외부의 전원 기기(리튬이온전지 등)로부터 전류를 공급받아 전압을 승압 또는 강하시켜 외부의 전자 기기(모터 등)에 공급하여 모터 등의 회전수를 제어하는 역할을 할 수 있다. 도 17에서 나타내는 바와 같이, DC-DC 컨버터(3001)는 하우징(3010), 제1기판(3020), 제2기판(3030), 연결부재(3040), 코일부(3050) 및 버스바(3060)를 포함할 수 있다. DC-DC 컨버터(3001)는 "전자부품조립체"로 호칭될 수 있다. 이 경우, 코일부(3050) 및 버스바(3060) 등의 보조 구성은 생략될 수 있다. 이 경우, 본 제3실시예의 "전자부품조립체"는 DC-DC 컨버터(3001)뿐만 아니라 다양한 전자부품조립체에 권리범위가 미칠 수 있다. 또, 제1기판(3020)은 발열량이 높은 소자를 냉각시키기 위해 마련된 기판으로 "보조기판"으로 호칭될 수 있다. 제1기판(3020)은 일반적인 기판과 전혀 다른 구성(냉각판이 일반적인 기판의 베이스의 역할을 대신함)을 가지므로 기판이라는 호칭이 생략될 수 있다. 제2기판(3030)은 발열량이 낮은 소자를 냉각시키기 위해 마련된 기판으로 "메인기판"으로 호칭될 수 있다. 제1기판(3020)의 호칭을 생략하는 경우, 제2기판(3030)은 "기판"으로 호칭될 수 있다.

이하, 도 16, 17을 참조하여 하우징(3010)을 설명한다. 하우징(3010)은 DC-DC 컨버터(3001)의 외장부재로 중공의 블럭 형태일 수 있다. 하우징(3010)은 본체(3011), 냉각판(3012), 제1커버(3013), 제2커버(3014), 유입구(3015), 배출구(3016), 냉각 유로 가이드(3017), 냉각 유로(3018) 및 방열핀(3019)을 포함할 수 있다. 하우징(3010)의 내부는 냉각판(3012)에 의해 하부에 위치하는 제1영역(3002)과 상부에 위치하는 제2영역(3003)으로 분리될 수 있다. 제1영역(3002)은 냉각유체가 흐르는 냉각부이고, 제2영역(3003)은 전자부품이 배치되는 전자부품부일 수 있다. 하우징(3010)의 냉각판(3012), 제1커버(3013), 제2커버(3014), 유입구(3015), 배출구(3016), 냉각 유로 가이드(3017), 냉각 유로(3018) 및 방열핀(3019)은 일체로 형성될 수 있다. 하우징(3010)의 재질은 금속(예를 들면, 알루미늄)일 수 있다.

본체(3011)는 측면에 의해 형성되고, 하측 단부와 상측 단부가 개구된 중공 형태일 수 있다. 본체(3011)의 하측 단부에는 제1커버(3013)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제1커버(3013)는 본체(3011)의 하측 단부의 개구를 덮어 폐쇄할 수 있다. 본체(3011)의 상측 단부에는 제2커버(3014)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2커버(3013)는 본체(3011)의 상측 단부의 개구를 덮어 폐쇄할 수 있다. 그 결과, 하우징(3010)은 본체(3011)와 제1,2커버(3012,3013)에 의해 내부 공간이 형성될 수 있다. 나아가 본체(3011)의 내부에는 수평 격벽 형태로 냉각판(3012)이 배치될 수 있다. 즉, 냉각판(3012)은 본체(3011)의 내부의 수평 단면의 전면에 걸쳐 형성될 수 있다. 냉각판(3012)은 본체(3011)의 내부를 제1영역(3002)과 제2영역(3003)으로 구획 또는 분리할 수 있다. 이 경우, 제1영역(3002)과 제2영역(3003)은 서로 차단된 별도의 영역일 수 있다. 냉각판(3012)의 아래에는 제1영역(3002)이 배치되고, 냉각판(3012)의 위에는 제2영역(3003)이 배치될 수 있다.

본체(3011)의 측면에서 제1영역(3002)에 해당하는 부분에는 냉각유체를 유입하기 위한 유입구(3015)와 제1영역(3002)을 따라 흐른 냉각유체가 배출되는 배출구(3016)가 형성될 수 있다.

제1영역(3002)은 냉각유체가 흐르는 영역으로 냉각 기능을 수행할 수 있다. 냉각판(3012)의 하측면에는 냉각 유로 가이드(3017)가 배치될 수 있다. 이 경우, 냉각 유로 가이드(3017)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 냉각 유로 가이드(3017)에 의해 냉각 유로(3018)가 형성될 수 있다. 냉각 유로(3018)에는 냉각 효율을 높이기 위해, 복수 개의 방열핀(3019)이 형성될 수 있다. 이 경우, 복수 개의 방열핀(3019)은 냉각판(3012)의 아랫면에서 아래로 연장되어 형성된 돌기 형태일 수 있다.

제2영역(3003)은 전자부품이 배치되는 곳으로 전자제어 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제2영역(3003)에는 제1기판(3020), 제2기판(3030), 연결부재(3040), 코일부(3050) 및 버스바(3060)가 배치될 수 있다.

이하, 도 18을 참조하여 제1기판(3020)을 설명한다. 제1기판(3020)은 열전도율이 높은 금속인쇄회로기판(MPCB, Metal Printed Circuit Board)일 수 있다. 제1기판(3020)은 발열량이 높은 소자를 실장하기 위한 기판으로 "보조기판"으로 호칭될 수 있다. 즉, 제1기판(3020)에 실장되는 소자는 후술하는 제2기판(3030)에 실장되는 소자보다 발열량이 높다. 제1기판(3020)에 실장되는 소자는 "능동소자"로도 호칭될 수 있다. 여기서 "능동소자"는 전기에너지를 발생할 수 있는 능력을 갖추고 있는 소자일 수 있다. 예를 들면, 트랜지스터, IC 컨트롤러가 이에 해당할 수 있다.

제1기판(3020)은 냉각판(3012)의 윗면에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1기판(3020)의 아랫면은 냉각판(3012)의 윗면과 접촉할 수 있다. 그 결과, 제1기판(3020)은 후술하는 제2기판(3030)보다 냉각효율이 높을 수 있다. 제1기판(3020)의 아랫면은 냉각판(3012)과 직접 접하므로, 제1기판(3020)의 윗면에만 소자가 실장될 수 있다. 제1기판(3020)은 제2기판(3030)과 아래로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1기판(3020)은 제2기판(3030)과 이격되어 적층될 수 있다. 그 결과, 본 제3실시예에서는 동일 공간에서 소자의 실장율을 높일 수 있다. 제1기판(3020)의 면적은 제2기판(3030)의 면적보다 작을 수 있다. 제1기판(3020)은 제2기판(3030)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1기판(3020)은 연결부재(3040)에 의해 제2기판(3030)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제1기판(3020)은 접착층(3021), 금속층(3022), 절연층(3023) 및 패턴층(3024)을 포함할 수 있다. 제1기판(3020)은 접착층(3021), 금속층(3022), 절연층(3023) 및 패턴층(3024)이 차례로 적층된 형태일 수 있다. 제1기판(3020)은 접착층(3021), 금속층(3022), 절연층(3023) 및 패턴층(3024)만으로 구성될 수 있다.

접착층(3021)은 열전도성 접착제로 냉각판(3012)의 위에 배치될 수 있다. 이 경우, 접착층(3021)은 냉각판(3012)의 윗면에 직접 코팅될 수 있다. 즉, 접착층(3021)은 냉각판(3012)의 윗면과 접착할 수 있다. 일 예로 접착층(3021)은 열전도율이 높은 터멀그리스(thermel grease)일 수 있다. 그 결과, 제1기판(3020)에 실장되는 발열량이 높은 소자에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 나아가 접착층(3021)은 금속층(3022)과 냉각판(3012)을 결합하는 기능을 수행할 수 있다.

금속층(3022)은 접착층(3021) 위에 배치될 수 있다. 즉, 금속층(3022)은 접착층(3021) 상에 배치될 수 있다. 금속층(3022)은 금속 재질의 플레이트 형태일 수 있다. 금속층(3022)의 아랫면은 접착층(3021)의 윗면과 결합할 수 있다. 금속층(3022)의 재질은 열전도율이 높은 구리 또는 알루미늄을 포함할 수 있다. 금속층(3022)에 의해 제1기판(3020)은 "메탈인쇄회로기판"으로 호칭될 수 있다. 금속층(3022)에 의해 제1기판(3020)의 냉각효율은 높아질 수 있다. 또, 금속층(3022)은 제1기판(3020)에서 지지부의 역할을 수행할 수 있다. 금속층(3022)에 의해 절연층(3023)과 패턴층(3024)이 지지될 수 있다.

절연층(3023)은 금속층(3022) 위에 배치될 수 있다. 즉, 절연층(3023)은 금속층(3022) 상에 배치될 수 있다. 절연층(3023)은 절연 재질의 플레이트 형태일 수 있다. 절연층(3023)은 패턴층(3024)을 형성하기 위한 층일 수 있다.

패턴층(3024)은 절연층(3023) 위에 배치될 수 있다. 패턴층(3024)은 절연층(3023)에 코팅될 수 있다. 패턴층(3024)은 제1기판(3020)의 회로를 형성하는 층일 수 있다. 따라서 패턴층(3024)은 전기전도성 재질인 다양한 회로 패턴일 수 있다. 패턴층(3024)에는 "능동소자"가 배치될 수 있다. 이 경우, "능동소자"는 상면과 하면을 포함할 수 있다. "능동소자"의 하면은 패턴층(3024)에 솔더링될 수 있다. 따라서 "능동소자"의 하면은 냉각판(3012)과 대향할 수 있다. 또, "능동소자"는 SMT(Surface Mount Thechnology)에 의해 패턴층(3024)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, "능동소자"는 복수 개의 와이어에 의해 패턴층(3024)과 전기적으로 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1기판(3020)은 냉각판(3012)을 베이스로 냉각판(3012)위에 직접 코팅된 물질들로 구성된 다는 점에서 일반적인 기판하고 완전히 다르다. 따라서 제1기판(3020)은 호칭이 생략될 수 있다. 이 경우, 제1기판(3020)은 "접착층(3021), 금속층(3022), 절연층(3023) 및 패턴층(3024)"으로 호칭될 수 있다.

이하, 도 18을 참조하여 제2기판(3030)을 설명한다. 제2기판(3030)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 제2기판(3030)은 발열량이 낮은 소자를 실장하기 위한 기판으로 "메인기판"으로 호칭될 수 있다. 즉, 제2기판(3030)에 실장되는 소자는 제1기판(3020)에 실장되는 소자보다 발열량이 낮다. 제2기판(3030)에 실장되는 소자는 "수동소자"로도 호칭될 수 있다. 여기서 "수동소자"는 전기적 에너지를 전달 또는 흡수할 뿐, 전기에너지의 변환 등 능동적 기능을 가지지 않는 소자일 수 있다.

제2기판(3030)은 냉각판(3012)과 상측으로 이격되어 배치될 수 있다. 이를 위해, 본체(3011)의 제2영역(3003)의 내측면에는 제2기판(3030)을 지지하기 위한 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 제2기판(3030)과 냉각판(3012) 사이에는 제1기판(3020)이 배치될 수 있다. 즉, 제2기판(3030)과 제1기판(3020)은 이격되어 오버랩될 수 있다. 그 결과, 제2기판(3030)은 제1기판(3020)보다 냉각효율이 낮을 수 있다. 즉, 제2기판(3030)은 제1기판(3020)과 이격되어 적층될 수 있다. 이 경우, 제2기판(3030)의 면적은 제1기판(3020)의 면적보다 클 수 있다. 제2기판(3030)은 제1기판(3020)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2기판(3030)은 연결부재(3040)에 의해 제1기판(3020)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2기판(3030)은 후술하는 코일부(3050)와 이격되어 배치될 수 있다. 이 경우, 코일부(3050)는 제1기판(3020)을 관통할 수 있다. 코일부(3050)는 냉각판(3012)에 지지되어 배치되고, 제1기판(3020)은 냉각판(3012)과 위로 이격되어 배치되므로, 제1기판(3020)과 코일부(3050)가 오버랩되는 부분에는 제1기판(3020)에 홀이 형성되어 코일부(3050)가 관통할 수 있다.(도 16 참조) 제1기판(3020)에는 윗면과 아랫면 모두에 "수동소자"가 실장될 수 있다. 그 결과, 본 제3실시예에서는 동일 공간에서 소자의 실장율을 높일 수 있다.

연결부재(3040)는 제1기판(3020)과 제2기판(3030)을 전기적으로 연결할 수 있다. 연결부재(3040)는 프레스 핏 방식에 의한 체결부재일 수 있다. 또, 연결부재(3040)는 신호다리일 수 있다. 또, 연결부재(3040)는 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다. 즉, 연결부재(3040)는 다양한 형태일 수 있다. 이하, 연결부재(3040)가 신호다리인 경우를 도 20을 참조하여 설명한다.

도 19의 (a)에서 나타내는 바와 같이, 연결부재(3040)는 패턴층(3024)의 일부를 형성하는 제1전도부재(3041)와 제1전도부재(3041)에서 만곡 또는 절곡되어 제2기판(3030)과 전기적으로 연결되는 제2전도부재(3042)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1전도부재(3041)는 패턴층(3024)의 패턴일 수 있다. 또, 제2전도부재(3042)는 제1전도부재(3041)에서 상측으로 연장되어 제2기판(3030)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제2전도부재(3042)의 상측 단부는 제2기판(3030)에 솔더링되거나 핀 접합 등에 의해 결합할 수 있다.

도 19의 (b)에서 나타내는 바와 같이, 연결부재(3040)는 패턴층(3024)과 전기적으로 연결되는 제1전도부재(3041)와 제1전도부재(3041)에서 만곡 또는 절곡되어 제2기판(3030)과 전기적으로 연결되는 제2전도부재(3042)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1전도부재(3041)의 아랫면은 패턴층(3024)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전도부재(3041)의 아랫면은 패턴층(3024)에 솔더링되거나 핀 접합 등에 의해 결합할 수 있다. 또, 제2전도부재(3042)는 제1전도부재(3041)에서 상측으로 연장되어 제2기판(3030)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2전도부재(3042)의 상측 단부는 제2기판(3030)에 솔더링되거나 핀 접합 등에 의해 결합할 수 있다.

도 19의 (c)에서 나타내는 바와 같이, 연결부재(3040)는 패턴층(3024)과 전기적으로 연결되고, 플레이트 형태의 제1전도부재(3041)와 제1전도부재(3041)의 중심에서 제2기판(3030) 측으로 연장되어 제2기판(3030)과 전기적으로 연결되는 제2전도부재(3042)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1전도부재(3041)의 아랫면은 패턴층(3024)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전도부재(3041)의 아랫면은 패턴층(3024)에 솔더링되거나 핀 접합 등에 의해 결합할 수 있다. 또, 제2전도부재(3042)는 제1전도부재(3041)에서 상측으로 연장되어 제2기판(3030)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2전도부재(3042)의 상측 단부는 제2기판(3030)에 솔더링되거나 핀 접합 등에 의해 결합할 수 있다.

도 19의 (d)에서 나타내는 바와 같이, 연결부재(3040)는 패턴층(3024)의 일부를 형성하고, 플레이트 형태로 중앙에 홈이 형성되어 있는 제1전도부재(3041)와 제1전도부재(3041)의 홈에 수용되는 돌출부가 형성되어 있고, 돌출부에서 제2기판(3030) 측으로 연장되어 제2기판(3030)과 전기적으로 연결되는 제2전도부재(3042)를 포함할 수 있다. 이 경우 제1전도부재(3041)는 패턴층(3024)의 패턴일 수 있다. 또, 제2전도부재(3042)의 하단부에는 제1전도부재(3041)의 홈에 대응하는 돌출부가 형성되어 솔더링될 수 있다. 그 결과, 제2전도부재(3042)는 제1전도부재(3041)와 전기적으로 연결됨과 동시에 제1전도부재(3041)에 의해 지지될 수 있다. 또, 제2전도부재(3042)는 제1전도부재(3041)에서 상측으로 연장되어 제2기판(3030)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2전도부재(3042)의 상측 단부는 제2기판(3030)에 솔더링되거나 핀 접합 등에 의해 결합할 수 있다.

이상, 제1기판(3020)에는 "능동 소자"가 배치되고, 제2기판(3030)에는 "수동 소자"가 배치되는 것으로 설명하였다. 다만, 본 제3실시예가 이에 한정되는 것이 아니다. "능동 소자"와 "수동 소자"를 합쳐 "전자 소자"로 호칭할 수 있으며, "전자 소자"는 "능동 소자"와 수동 소자"의 구분 없이 제1기판(3020)과 제2기판(3030)에 배치될 수도 있다.

이하, 도 16을 참조하여 코일부(3050)와 버스바(3060)를 설명한다. 코일부(3050)는 냉각판(3012)에 지지될 수 있다. 이 경우, 코일부(3050)의 하부는 냉각판(3012)의 윗면과 결합할 수 있다. 또, 코일부(3050)는 제2기판(3030)과 이격되어 배치될 수 있다. 또, 코일부(3050)는 제2기판(3030)과 오버랩되어 배치될 수 있다. 이 경우, 코일부(3050)는 제2기판(3030)을 관통할 수 있다. 코일부(3050)는 복수 개일 수 있다. 코일부(3050)는 트랜스코일부 또는 인덕터코일부일 수 있다. 코일부(3050)가 트랜스코일부인 경우, 코일부(3050)는 외부로부터 공급받은 전원의 전압을 변환시킬 수 있다. 코일부(3050)가 인덕터코일부인 경우, 코일부(3050)는 변환된 전원을 정류할 수 있다. 버스바(3050)는 코일부(3050)와 전기적으로 연결되어 변환 및/또는 정류된 전원을 외부로 출력할 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 제3실시예의 변형예의 DC-DC 컨버터(1)를 설명한다. 도 20은 본 제3실시예의 변형예의 DC-DC 컨버터의 메인기판, 보조기판 및 냉각판을 나타낸 단면 개념도이다. 본 제3실시예의 변형예는 제1기판(3020)을 제외하고는, 본 제3실시예와 동일한 기술적 사상을 가진다. 이하, 본 제3실시예와 실질적으로 동일한 기술적 사상에 대한 설명을 생략한다.

본 제3실시예의 변형예의 제1기판은 절연층(3023) 및 패턴층(3024)을 포함할 수 있다. 제1기판은 절연층(3023) 및 패턴층(3024)이 차례로 적층된 형태일 수 있다. 제1기판은 절연층(3023) 및 패턴층(3024)만으로 구성될 수 있다.

즉, 본 제3실시예의 변형예에서는 접착층(3021) 및 금속층(3022)이 생략될 수 있다. 대신, 냉각판(3012)이 금속층(3022)의 기능을 수행할 수 있다. 따라서 금속층(3022)과 냉각판(3012)을 접착하기 위한 접착층(3021)도 생략될 수 있다.

좀 더 상세하게, 제1기판의 절연층(3023)은 냉각판(3012)의 윗면에 직접적으로 코팅될 수 있다. 즉, 절연층(3023)과 냉각판(3012)의 윗면은 접촉할 수 있다. 이 경우, 냉각판(3012)은 금속 재질로 본 제3실시예의 금속층(3022)의 지지기능을 수행할 수 있다. 즉, 제3실시예의 변형예의 제1기판은 제3실시예의 제1기판(3020)과 비교하여 동일한 효과를 낼 수 있다. 이와 동시에 접착층(3021)과 금속층(3022)이 제거됨으로써, 냉각효율이 증가할 수 있고, 상하 방향으로 크기가 줄어들어 제2기판(3030)의 아랫면에 소자를 실장함으로써 발생하는 상하 방향의 공간 확보 문제도 해결할 수 있고, 부재의 간소화로 인해 제조공정 및 비용면에서 장점이 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

냉각판을 포함하는 하우징;
상기 냉각판의 일면에 배치되는 냉각 유로;
상기 냉각판의 타면에 배치되는 제1기판;
상기 제1기판과 이격되게 배치되는 제2기판; 및
상기 제1기판과 상기 제2기판을 전기적으로 연결하는 신호다리를 포함하고,
상기 제1기판은 금속인쇄회로기판(MPCB, Metal Printed Circuit Board)이고,
상기 제1기판은,
일면이 상기 냉각판과 마주하게 배치되는 금속층;
일면이 상기 금속층의 타면에 마주하게 배치되는 절연층;
일면이 상기 절연층의 타면에 마주하게 배치되는 패턴층; 및
상기 패턴층 상에 배치되는 전기소자를 포함하고,
상기 신호다리의 하단은 상기 패턴층과 연결되고,
상기 제1기판에 실장되는 소자의 발열량은 상기 제2기판에 실장되는 소자의 발열량 보다 높은 DC-DC 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 전기소자는 상면과 하면을 포함하고,
상기 전기 소자의 상기 하면은 상기 패턴층에 솔더링되어 상기 냉각판과 대향하는 DC-DC 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 냉각판은 상기 하우징에 일체로 형성된 DC-DC 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 냉각판의 일면에는 복수 개의 방열핀이 형성되어 있고, 상기 방열핀은 일측으로 연장된 돌기 형태인 DC-DC 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 제1기판과 상기 제2기판은 신호다리의 솔더링에 의하거나 프레스핏 방식에 의해 전기적으로 연결되는 DC-DC 컨버터.
제5항에 있어서,
상기 신호다리는,
상기 패턴층의 일부를 형성하는 제1전도부재; 및
상기 제1전도부재에서 만곡 또는 절곡되어 상기 제2기판과 전기적으로 연결되는 제2전도부재를 포함하는 DC-DC 컨버터.
제5항에 있어서,
상기 신호다리는,
상기 패턴층과 전기적으로 연결되는 제1전도부재; 및
상기 제1전도부재에서 만곡 또는 절곡되어 상기 제2기판과 전기적으로 연결되는 제2전도부재를 포함하는 DC-DC 컨버터.
제5항에 있어서,
상기 신호다리는,
상기 패턴층과 전기적으로 연결되고, 플레이트 형태의 제1전도부재; 및
상기 제1전도부재의 중심에서 상기 제2기판 측으로 연장되어 상기 제2기판과 전기적으로 연결되는 제2전도부재를 포함하는 DC-DC 컨버터.
제5항에 있어서,
상기 신호다리는,
상기 패턴층의 일부를 형성하고, 플레이트 형태로 중앙에 홈이 형성되어 있는 제1전도부재; 및
상기 제1전도부재의 홈에 수용되는 돌출부가 형성되어 있고, 상기 돌출부에서 상기 제2기판 측으로 연장되어 상기 제2기판과 전기적으로 연결되는 제2전도부재를 포함하는 DC-DC 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 일측 단부와 타측 단부는 개구되고,
상기 하우징은,
상기 일측 단부의 개구를 덮는 제1커버; 및
상기 타측 단부의 개구를 덮는 제2커버를 더 포함하는 DC-DC 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 절연층은 상기 냉각판의 타면에 코팅되는 DC-DC 컨버터.
냉각유체의 유로가 형성된 제1영역과 상기 제1영역과 분리되어 전자부품이 배치되는 제2영역과 상기 제1,2영역 사이에 배치되는 냉각판을 포함하는 하우징;
상기 냉각판과 이격되어 상기 제2영역에 배치되는 메인기판;
상기 냉각판과 접촉되며, 상기 메인기판과 이격되는 보조기판; 및
상기 메인기판과 상기 보조기판을 전기적으로 연결하는 신호다리를 포함하고,
상기 보조기판은 금속인쇄회로기판(MPCB, Metal Printed Circuit Board)이고,
상기 보조기판은,
일면이 상기 냉각판과 마주하게 배치되는 금속층;
일면이 상기 금속층의 타면에 마주하게 배치되는 절연층;
일면이 상기 절연층의 타면에 마주하게 배치되는 패턴층; 및
상기 패턴층 상에 배치되는 전기소자를 포함하고,
상기 신호다리의 하단은 상기 패턴층과 연결되고,
상기 보조기판에 실장되는 소자의 발열량은 상기 메인기판에 실장되는 소자의 발열량 보다 높은 DC-DC 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 제1기판의 단면적은 상기 제2기판의 단면적 보다 작은 DC-DC 컨버터.
제1항에 있어서,
상기 제1기판의 상면에는 능동소자가 실장되고,
상기 제2기판의 상면 또는 하면에는 수동소자가 실장되는 DC-DC 컨버터.