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KR20200100423A - 모듈형 인버터 시스템 - Google Patents

모듈형 인버터 시스템 Download PDF

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KR20200100423A
KR20200100423A KR1020190018686A KR20190018686A KR20200100423A KR 20200100423 A KR20200100423 A KR 20200100423A KR 1020190018686 A KR1020190018686 A KR 1020190018686A KR 20190018686 A KR20190018686 A KR 20190018686A KR 20200100423 A KR20200100423 A KR 20200100423A
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pcb
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inverter module
inverter
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송영훈
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엘에스일렉트릭(주)
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Priority to EP19915842.9A priority patent/EP3930166B1/en
Priority to US17/431,770 priority patent/US11997802B2/en
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Abstract

본 발명은 다른 인버터 모듈과 결합 가능한 인버터 모듈에 관한 것으로, 복수의 회로가 인쇄된 메인 기판을 구비한 메인 PCB; 상기 메인 PCB에 결합되되 일단이 상기 메인 PCB를 관통하여 노출되는 복수의 서브 PCB; 및 상기 메인 PCB 및 상기 서브 PCB를 수용하는 케이스;를 포함하고, 다른 인버터 모듈과의 결합 시 상기 케이스의 외부로 노출된 상기 서브 PCB의 단부가 상기 인접한 다른 인버터 모듈에 결합되는 것을 특징으로 하는 인버터 모듈을 제공한다.
본 발명에 따르면, 인버터를 모듈형으로 만들고 복수 개를 연결하여 하나의 인버터처럼 사용할 수 있으므로 필요한 용량에 맞는 인버터 시스템을 손쉽게 구현할 수 있다.

Description

모듈형 인버터 시스템{Module type inverter system}
본 발명은 모듈형의 인버터를 필요한 용량에 맞게 연결하여 하나의 인버터 시스템으로 사용할 수 있는 모듈형 인버터 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 인버터는 상용 교류전원을 입력받아 직류전원으로 변환한 후 직류전원을 모터(또는 펌프)에 적합한 교류전원으로 변환하여 모터에 공급하는 전력변환장치이다. 인버터는 모터를 효율적으로 제어함으로써 소모전력을 감소하여 에너지 효율을 높이는 기능을 한다.
일반적인 인버터는 3상의 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 정류부, 정류부에서 변환된 DC 전압을 직류 전압으로 저장하는 커패시터, 저장된 직류 전압을 모터에 적합한 AC 전압으로 변환하여 제공하는 인버터부 등을 포함할 수 있다.
전술한 정류부, 캐패시터, 인버터부 등은 소정의 크기를 갖는 부품 형태로 PCB(Printed Circuit Board)에 장착된다. 전술한 부품들은 필요에 따라 서로 통신하거나 전기적으로 연결되는데, 이러한 연결 또는 통신은 PCB 상의 회로를 통해 이루어질 수 있다. 또는, PCB 상에 장착되는 별도의 부품에 의해 전기적인 연결 또는 통신이 필요한 부품간 연결 또는 통신이 이루어질 수 있다. PCB는 인버터의 기능 단위 또는 부품 단위로 복수 개가 사용되며, 하우징 내에 PCB 및 부품들이 수용된 형태로 하나의 인버터를 구성한다. 이러한 인버터의 일 예가 한국실용공개 20-2018-0002789에 개시되어 있다.
그런데 종래에는 필요한 인버터의 용량이 300KW이면, 300KW 용량의 인버터를 설계해 사용했다. 100KW나 200KW 용량의 인버터가 필요한 경우, 300KW 용량의 인버터를 사용할 수 없어 100KW나 200KW 용량의 인버터를 별도로 제작하여 사용하였다.
따라서 필요한 목표 용량이 복수 개이면 복수 개의 인버터를 해당 용량에 맞게 각각 설계 및 제작해야 하므로 불편함이 있고, 제조 원가가 상승하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 모듈형의 인버터를 필요한 용량에 맞게 연결하여 하나의 인버터 시스템으로 사용할 수 있는 모듈형 인버터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 다른 인버터 모듈과 결합 가능한 인버터 모듈에 있어서, 복수의 회로가 인쇄된 메인 기판을 구비한 메인 PCB; 상기 메인 PCB에 결합되되 일단이 상기 메인 PCB를 관통하여 노출되는 복수의 서브 PCB; 및 상기 메인 PCB 및 상기 서브 PCB를 수용하는 케이스;를 포함하고, 다른 인버터 모듈과의 결합 시 상기 케이스의 외부로 노출된 상기 서브 PCB의 단부가 상기 인접한 다른 인버터 모듈에 결합되는 것을 특징으로 하는 인버터 모듈을 제공한다.
상기 메인 PCB는 상기 메인 기판의 일면에 형성되고 상기 서브 PCB가 삽입되는 슬릿이 관통 형성된 제1 커넥터;를 더 포함한다.
상기 메인 PCB는 상기 메인 기판의 타면에 형성되고 상기 제1 커넥터의 상기 슬릿을 관통한 상기 서브 PCB가 삽입되는 슬릿이 관통 형성된 제2 커넥터;를 더 포함한다.
상기 서브 PCB는 복수의 회로가 인쇄된 서브 기판; 상기 서브 기판의 일측에 구비되어 상기 제1 커넥터를 관통하여 삽입되고, 상기 회로와 전기적으로 연결된 복수의 슬롯이 형성된 엣지 커넥터; 및 상기 서브 기판의 타측에 형성되며 상기 인접한 다른 인버터 모듈과의 결합 시 상기 인접한 다른 인버터 모듈의 엣지 커넥터가 삽입되는 제3 커넥터;를 포함한다.
상기 제1 커넥터는 복수 개로 구비되어 서로 마주보도록 배치되고, 상기 엣지 커넥터의 상기 슬롯과 전기적으로 연결되는 복수의 슬롯이 형성된 것이 특징이다.
상기 메인 PCB 및 상기 서브 PCB는 상기 메인 기판의 판면과 상기 서브 기판의 판면이 수직하게 배치되는 것이 특징이다.
상기 케이스는 서로 마주보는 양측면 상에 복수의 슬릿이 관통 형성되고, 상기 슬릿이 형성된 상기 양측면 중 하나의 외측으로 상기 서브 PCB의 일단이 돌출되는 것이 특징이다.
또한, 본 발명은 동일한 용량을 갖는 다른 인버터 모듈과 결합 가능한 인버터 모듈에 있어서, 수용 공간을 형성하는 하부 케이스; 상기 하부 케이스의 상부에 결합되며 수용 공간을 형성하는 상부 케이스; 상기 하부 케이스 및 상기 상부 케이스의 사이에 결합되는 판상의 미들 플레이트; 일단이 상기 미들 플레이트에 결합되고 타단은 상기 미들 플레이트에 대향되는 방향으로 연장되며, 상기 상부 케이스에 수용되는 메인 PCB; 및 일단이 상기 메인 PCB를 관통하도록 상기 메인 PCB에 결합되고 상기 상부 케이스에 수용된 상태에서 상기 일단이 상기 상부 케이스의 외부로 노출되며, 복수의 인버터 모듈이 결합될 때 상기 상부 케이스의 외부로 노출된 일단이 인접한 인버터 모듈에 삽입되는 복수의 서브 PCB;를 포함하는 인버터 모듈을 제공한다.
상기 메인 PCB는 복수의 회로가 형성된 메인 기판; 상기 메인 기판의 일면에 형성되고 상기 서브 PCB가 삽입되는 슬릿이 관통 형성된 제1 커넥터;를 더 포함한다.
상기 메인 PCB는 상기 메인 기판의 타면에 형성되고 상기 제1 커넥터의 상기 슬릿을 관통한 상기 서브 PCB가 삽입되는 슬릿이 관통 형성된 제2 커넥터;를 더 포함한다.
상기 서브 PCB는 복수의 회로가 인쇄된 서브 기판; 상기 서브 기판의 일측에 구비되어 상기 제1 커넥터 및 상기 제2 커넥터를 관통하여 삽입되고, 상기 회로와 전기적으로 연결된 복수의 슬롯이 형성된 엣지 커넥터; 및 상기 서브 기판의 타측에 형성되며 상기 복수의 인버터 모듈의 결합 시 상기 인접한 다른 인버터 모듈의 엣지 커넥터가 삽입되는 제3 커넥터;를 포함한다.
상기 제1 커넥터는 복수 개로 구비되어 서로 마주보도록 배치되고, 상기 엣지 커넥터의 상기 슬롯과 전기적으로 연결되는 복수의 슬롯이 형성된 것이 특징이다.
상기 메인 PCB 및 상기 서브 PCB는 상기 메인 기판의 판면과 상기 서브 기판의 판면이 수직하게 배치되는 것이 특징이다.
상기 케이스는 서로 마주보는 양측면 상에 복수의 슬릿이 관통 형성되고, 상기 슬릿이 형성된 상기 양측면 중 하나의 외측으로 상기 서브 PCB의 일단이 돌출되는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 인버터 시스템은 인버터를 모듈형으로 만들고 복수 개를 연결하여 하나의 인버터처럼 사용할 수 있으므로 필요한 용량에 맞는 인버터 시스템을 손쉽게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 인버터 시스템은 별도의 결합수단 없이 복수의 인버터 모듈을 간단하게 연결할 수 있어 조립성이 향상되고 외관이 향상되는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 인버터 모듈의 일부 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 인버터 모듈의 하부 케이스 및 메인 PCB의 일부 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 인버터 모듈의 하부 케이스 및 메인 PCB의 결합 사시도이다.
도 5는 도 1에 따른 인버터 모듈의 메인 PCB 및 서브 PCB를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 따른 인버터 모듈의 메인 PCB 및 서브 PCB를 도시한 결합 사시도이다.
도 7은 도 1에 따른 인버터 모듈을 도시한 다른 방향 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 인버터 모듈을 복수 개 연결한 인버터 시스템을 도시한 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 모듈을 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에 따른 인버터 모듈의 일부 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 따른 인버터 모듈의 하부 케이스 및 메인 PCB의 일부 분해 사시도이다. 도 4는 도 3에 따른 인버터 모듈의 하부 케이스 및 메인 PCB의 결합 사시도이다. 도 5는 도 1에 따른 인버터 모듈의 메인 PCB 및 서브 PCB를 도시한 분해 사시도이다. 도 6은 도 5에 따른 인버터 모듈의 메인 PCB 및 서브 PCB를 도시한 결합 사시도이다. 도 7은 도 1에 따른 인버터 모듈을 도시한 다른 방향 사시도이다(이하에서 상하부 케이스의 긴 쪽 모서리에 대응하는 방향을 길이 방향, 짧은 쪽 모서리에 대응하는 방향을 폭 방향으로 정의한다).
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 모듈(10)은 하부 케이스(100) 및 상부 케이스(300)가 상호 결합되어 하나의 모듈을 형성한다. 하나의 인버터 모듈(10)은 다른 인버터 모듈(10)과 결합되어 상호 작용하는 하나의 인버터 시스템을 구성할 수 있다(이에 대해서는 후술하기로 함).
하부 케이스(100)는 내부에 수용 공간을 형성하여 방열팬(110) 및 히트싱크(미도시) 등의 부품을 수용한다. 수용 공간의 상부에는 미들 플레이트(130)가 결합되어 수용 공간을 커버한다. 미들 플레이트(130)를 관통하여 복수의 캐패시터(150)와 터미널 블록(170)이 장착된다. 즉, 캐패시터(150)와 터미널 블록(170)은 일부는 수용 공간 내에 위치하고 일부는 미들 플레이트(130)의 상측으로 노출된다.
미들 플레이트(130)는 하부 케이스(100)에 결합되어 수용 공간을 커버하는 판(plate) 상의 구조물이다. 미들 플레이트(130)는 캐패시터(150)와 터미널 블록(170), 후술할 메인 PCB(310)를 지지한다. 미들 플레이트(130)의 판면에는 복수의 플레이트 커넥터(132)가 형성된다.
플레이트 커넥터(132)는 하부 케이스(100)의 길이 방향을 따라 복수 개로 구비된다. 플레이트 커넥터(132)는 미들 플레이트(130)의 상면으로부터 돌출 형성되며, 일렬로 배치된다. 플레이트 커넥터(132)에는 메인 PCB(310)가 결합된다. 플레이트 커넥터(132)는 메인 PCB(310)에 결합되어 메인 PCB(310)를 지지한다. 플레이트 커넥터(132)는 상부 케이스(300) 쪽에 배치되는 메인 PCB(310)와 전기적으로 연결된다.
상부 케이스(300)는 하향 개방된 형태의 수용 공간을 형성하며 하부 케이스(100)의 상부에 결합된다. 상부 케이스(300)의 수용 공간 내에는 메인 PCB(310)와 서브 PCB(330), 캐패시터(150)의 일부와 터미널 블록(170)의 일부가 수용된다. 상부 케이스(300)는 길이 방향의 양측에 복수의 패널 슬릿(300b)이 형성된 측면 패널(300a)을 포함한다.
패널 슬릿(300b)은 후술할 서브 PCB(330)의 일부가 노출되는 부분이다. 따라서 패널 슬릿(300b)은 서브 PCB(330)의 길이보다 큰 길이로 측면 패널(300a) 상에 관통 형성된다.
메인 PCB(310)는 미들 플레이트(130)에 결합되는 메인 기판(312)과, 메인 기판(312)의 일면에 형성된 제1 커넥터(314)와, 메인 기판(312)의 타면에 형성된 제2 커넥터(316), 메인 기판(312)의 길이 방향 일단에 구비된 서브 커넥터(318)를 포함한다.
메인 기판(312)은 인버터 모듈(10)의 모터 또는 펌프의 제어 및 인버터 모듈(10)의 기본적인 제어를 위한 메인 회로가 인쇄되고 각종 부품이 장착되는 기판이다. 또한, 메인 기판(312)에는 서브 PCB(330)와의 통신이나 서브 PCB(330)에서 전송된 데이터를 처리하기 위한 회로 또는 부품이 구비될 수 있다.
메인 기판(312)의 양면에는 서로 마주보게 형성된 복수의 제1 커넥터(314) 및 제2 커넥터(316)가 구비된다. 메인 기판(312)의 긴 쪽 모서리를 따라 복수의 서브 커넥터(318)가 구비된다. 메인 기판(312)은 서브 커넥터(318)가 플레이트 커넥터(132)에 결합됨으로써 미들 플레이트(130) 상에 결합된다. 메인 기판(312)은 판면이 미들 플레이트(130)의 판면과 직각을 이루도록 배치된다.
제1 커넥터(314)는 메인 기판(312)의 일면 상에 길이 방향을 따라 복수 개가 구비된다. 제1 커넥터(314)는 복수 개가 미리 설정된 간격을 두고 배치된다. 제1 커넥터(314)에는 후술할 서브 PCB(330)가 삽입될 수 있도록 슬릿(314a)이 형성된다. 슬릿(314a)은 제1 커넥터(314)의 길이 방향을 따라 관통 형성된다. 슬릿(314a)의 일측에는 신호 전송 및 전기적 연결을 위한 복수의 슬롯(미도시)이 형성될 수 있다. 제1 커넥터(314)는 메인 기판(312)을 사이에 두고 제2 커넥터(316)와 마주보도록 배치된다.
제2 커넥터(316)는 메인 기판(312)의 타면 상에 길이 방향을 따라 복수 개가 구비된다. 제2 커넥터(316)는 복수 개가 미리 설정된 간격을 두고 배치된다. 제2 커넥터(316)에는 후술할 서브 PCB(330)가 삽입될 수 있도록 슬릿(미도시)이 형성된다. 슬릿은 제2 커넥터(316)의 길이 방향을 따라 관통 형성된다. 슬릿의 일측에는 신호 전송 및 전기적 연결을 위한 복수의 슬롯(미도시)이 형성될 수 있다. 제2 커넥터(316)는 메인 기판(312)을 사이에 두고 제1 커넥터(314)와 마주보도록 배치된다. 그러나 제2 커넥터(316)를 삭제하고 서브 PCB(330)의 삽입 부위를 충분히 길게 하여 제1 커넥터(314)에 직결되도록 구성할 수도 있다. 즉, 제2 커넥터(316)는 필요에 따라 적용하거나 생략할 수 있다.
후술할 서브 PCB(330)의 엣지 커넥터(336)가 제1 커넥터(314) 및 제2 커넥터(316)를 관통하여 제2 커넥터(316)의 외측으로 노출된다. 이를 위해, 메인 기판(312) 상에는 슬릿(미도시)이 관통 형성된다. 메인 기판(312) 상의 슬릿은 제1 커넥터(314) 및 제2 커넥터(316)에 형성된 슬릿(314a)의 길이에 대응하는 길이를 가질 수 있다.
한편, 서브 커넥터(318)는 메인 PCB(310)의 길이 방향 일단에 복수 개로 형성되어 미들 플레이트(130)의 플레이트 커넥터(132)와 결합된다. 메인 PCB(310)가 미들 플레이트(130)와 수직이 되도록 배치되므로 서브 커넥터(318)는 메인 PCB(310)의 판면이 아닌 모서리 쪽에 구비된다.
서브 커넥터(318)가 플레이트 커넥터(132)와 맞물려 결합됨으로써 메인 PCB(310)가 미들 플레이트(130) 상에 결합될 수 있다. 서브 커넥터(318)는 메인 PCB(310)를 기구적으로 미들 플레이트(130) 상에 결합함과 동시에 전기적으로도 연결시키는 역할을 한다. 따라서 서브 커넥터(318)는 플레이트 커넥터(132)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 서브 커넥터(318)와 플레이트 커넥터(132)는 하나가 돌출형이면 다른 하나는 돌출된 형태를 수납할 수 있는 형상을 가질 수 있다. 또한, 서브 커넥터(318)와 플레이트 커넥터(132)는 신호 전송 및 전기적 연결을 위해 각각 슬롯(미도시)를 구비할 수 있다.
전술한 구조로 메인 PCB(310)가 미들 플레이트(130)에 결합되고, 메인 PCB(310)에는 복수의 서브 PCB(330)가 결합될 수 있다. 이하에서는 메인 PCB(310)와 서브 PCB(330)의 결합 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 서브 PCB(330)는 메인 PCB(310)를 관통하여 삽입되는 형태로 메인 PCB(310)에 결합된다. 서브 PCB(330)는 메인 PCB(310)에 결합된 상태에서 상부 케이스(300)의 측면 패널(300a) 외측으로 일부가 노출된다.
서브 PCB(330)는 서브 기판(332)과, 다른 서브 PCB(330)가 결합되기 위한 제3 커넥터(334)와, 메인 PCB(310)에 결합되는 엣지 커넥터(336)를 포함한다.
서브 기판(332)의 일면에는 인버터 모듈(10) 자체의 고장 진단이나 모터 또는 펌프의 고장 진단을 위한 부품, 외부 전원을 사용 전원으로 변환하는 부품, 메인 PCB(310)와의 통신을 위한 부품, 데이터 추가 저장을 위한 부품, 각종 센서 등이 장착될 수 있다. 서브 기판(332)의 길이 방향 일측에는 제3 커넥터(334)가 구비되고 타측에는 엣지 커넥터(336)가 구비된다.
서브 기판(332)은 판면이 메인 PCB(310)의 판면에 수직이 되도록 배치된다. 이 상태에서 엣지 커넥터(336)가 메인 PCB(310)의 제1 커넥터(314) 및 제2 커넥터(316)를 관통하여 삽입된다.
제3 커넥터(334)는 서브 PCB(330)의 상면에 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. 여기서 상면은 전술한 각종 부품이 장착되는 판면이다. 제3 커넥터(334)에는 길이 방향을 따라 슬릿(334a)이 관통 형성된다. 이때, 슬릿(334a)은 서브 PCB(330)의 상면에 가깝게 형성될 수 있다.
또는, 제3 커넥터(334)는 서브 PCB(330)의 일측에 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. 이때 슬릿(334a)은 서브 PCB(330)의 판면과 동일한 위치에 형성될 수 있다.
복수의 인버터 모듈(10)을 결합할 때 슬릿(334a)과 서브 PCB(330)의 판면과의 거리가 멀어지면 결합된 서브 PCB(330)간에 높이 차이가 커질 수 있다. 이러한 높이 차를 줄이고 서브 PCB(330)를 정렬할 수 있도록 슬릿(334a)은 서브 PCB(330)의 판면 높이와 최대한 가깝게 형성될 수 있다.
슬릿(334a)은 상부 케이스(300)의 측면 패널(300a) 중 하나를 향해 배치된다. 슬릿(334a)은 인버터 모듈(10)을 연결할 때 이웃한 다른 인버터 모듈(10) 외측으로 노출된 엣지 커넥터(336)가 삽입되는 부분이다(이에 대해서는 후술하기로 함). 도 5를 기준으로 슬릿(334a)은 상부 케이스(300)의 우측 측면 패널(300a)을 향하고, 엣지 커넥터(336)는 좌측 측면 패널(300a)을 향하도록 배치될 수 있다.
엣지 커넥터(336)는 제3 커넥터(334)와 마주보는 서브 PCB(330)의 일측에 길이 방향을 따라 형성된다. 엣지 커넥터(336)는 서브 기판(332) 상에 장착되는 각종 부품과 전기적으로 연결된 복수의 슬롯(336a)이 일부 노출되는 부분이다. 동시에 엣지 커넥터(336)는 서브 PCB(330)를 메인 PCB(310)에 결합시키는 역할을 한다. 또한, 엣지 커넥터(336)는 측면 패널(300a)의 외부로 노출되어 인접한 인버터 모듈(10)을 연결할 때 인버터 모듈(10)을 상호 결합시키는 역할을 한다.
엣지 커넥터(336)에 슬롯(336a)이 형성되고, 메인 PCB(310)에도 제1 커넥터(314) 및 제2 커넥터(316)에 신호 전송을 위한 슬롯이 형성된다. 따라서 엣지 커넥터(336)가 제1 커넥터(314) 및 제2 커넥터(316)에 결합되면 메인 PCB(310)와 서브 PCB(330)가 전기적으로 연결되어 신호를 주고 받을 수 있다.
이때, 메인 PCB(310)와 서브 PCB(330)는 통신을 위한 신호만 주고 받을 수 있다. 또는, 서브 PCB(330)의 모든 제어 신호가 메인 PCB(310)로 전송될 수도 있다. 또는, 메인 PCB(310)에서 직접적으로 처리할 필요가 있는 서브 PCB(330)의 신호들을 선별하여 메인 PCB(310)로 전송할 수도 있다. 이러한 신호 처리는 설계 시 또는 메인 PCB(310)의 제어 신호 변경을 통해 변경하여 적용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 하나의 인버터 모듈(10)은 메인 PCB(310)에 서브 PCB(330)가 복수 개 결합되므로 필요시 서브 PCB(330)를 손쉽게 탈부착 할 수 있다. 따라서 서브 PCB(330)의 교체나 부품 업그레이드 등이 필요할 때 작업성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 하나의 인버터 모듈(10)은 외측으로 서브 PCB(330)의 엣지 커넥터(336)가 돌출된 형태이고, 서브 PCB(330) 상에 다른 인버터 모듈(10)의 엣지 커넥터(336)가 결합되는 구조를 갖는다. 서브 PCB(330)와 메인 PCB(310)가 서로 전기적으로 연결되고 통신이 가능하므로 복수의 인버터 모듈(10)을 연결하여 하나의 인버터 시스템을 구성할 수 있다.
이때 각 인버터 모듈(10)의 서브 PCB(330)에서 처리되는 데이터나 신호는 각 인버터 모듈(10)의 메인 PCB(310)로 전달된다. 각 인버터 모듈(10)의 메인 PCB(310)로 전송된 신호는 각 인버터 모듈(10)의 메인 PCB(310)에서 필요에 따라 처리하거나 서브 PCB(330) 또는 각 부품들의 제어에 사용된다. 각 인버터 모듈(10)의 메인 PCB(310)는 연결된 서브 PCB(330)를 통해 서로 통신할 수 있다.
이와 같이, 복수의 인버터 모듈(10)이 결합되어 하나의 인버터 시스템을 구성하는 예에 대해 설명하면 다음과 같다(도 8에 도시되지 않은 구성은 도 1 내지 도 7의 참조 부호를 참조하여 설명함).
도 8은 본 발명에 따른 인버터 모듈을 복수 개 연결한 인버터 시스템을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 인버터 모듈(10, 10') 각각은 메인 PCB(310) 및 서브 PCB(330)를 구비한다. 메인 PCB(310)는 서브 PCB(330)와 결합하여 서브 PCB(330)를 지지한다. 서브 PCB(330)는 일측에 다른 서브 PCB(330)의 엣지 커넥터(336)가 삽입되는 제3 커넥터(334)가 구비되고 타측에 엣지 커넥터(336)가 구비된다. 복수의 인버터 모듈(10, 10')은 모두 동일한 구조를 갖는다.
따라서 하나의 인버터 모듈(10)은 상부 케이스(300)의 일측 측면 패널(300a) 외측으로 서브 PCB(330)의 엣지 커넥터(336)가 각각 돌출되어 있다. 하나의 인버터 모듈(10)에 다른 인버터 모듈(10')을 결합할 때 상부 케이스(300)의 타측 측면 패널(300a)에 엣지 커넥터(336)를 삽입해 가압함으로써 인버터 모듈(10, 10')간의 결합이 완료된다.
이러한 방법으로 복수의 인버터 모듈(10, 10')을 결합해 필요한 용량에 대응하는 인버터 시스템을 구축할 수 있다.
예를 들어, 개별 인버터 모듈(10)이 각각 100kW 용량이라고 가정하면, 300kW 용량의 인버터 시스템을 구성하기 위해 3개의 인버터 모듈(10)을 결합할 수 있다. 500kW 용량의 인버터 시스템이 필요한 경우 5개의 인버터 모듈(10)을 결합하면 된다.
복수의 인버터 모듈(10, 10')을 연결하여 하나의 인버터 시스템을 구성할 때, 각각의 인버터 모듈(10)은 개별적으로 동작하거나 상호 연동하여 하나의 인버터처럼 동작할 수 있다. 이를 위해, 각 인버터 모듈(10)의 메인 PCB(310) 상에는 복수의 인버터 모듈(10, 10')을 연결했을 때 메인 제어를 담당하는 제어기나 회로가 구비될 수 있다. 복수의 인버터 모듈(10, 10') 중 임의의 제어기가 복수의 인버터 모듈(10, 10')을 제어하는 메인 제어기로 기능할 수 있다(예를 들어, 첫번째 위치하는 인버터 모듈이 메인 제어기로 기능하도록 설정될 수 있음).
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인버터 모듈은 복수 개를 간편하게 결합시키는 것만으로 복수의 인버터 모듈을 하나의 인버터 시스템으로 구성할 수 있다. 따라서 필요한 용량의 인버터 시스템을 설계하기 쉬우며, 조립성 및 외관이 향상되는 효과가 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10: 인버터 모듈 100: 하부 케이스
130: 미들 플레이트 132: 플레이트 커넥터
300: 상부 케이스 300a: 측면 패널
300b: 패널 슬릿 310: 메인 PCB
312: 메인 기판 314: 제1 커넥터
316: 제2 커넥터 318: 서브 커넥터
330: 서브 PCB 332: 서브 기판
334: 제3 커넥터 336: 엣지 커넥터

Claims (14)

  1. 다른 인버터 모듈과 결합 가능한 인버터 모듈에 있어서,
    복수의 회로가 인쇄된 메인 기판을 구비한 메인 PCB;
    상기 메인 PCB에 결합되되 일단이 상기 메인 PCB를 관통하여 노출되는 복수의 서브 PCB; 및
    상기 메인 PCB 및 상기 서브 PCB를 수용하는 케이스;
    를 포함하고,
    다른 인버터 모듈과의 결합 시 상기 케이스의 외부로 노출된 상기 서브 PCB의 단부가 상기 인접한 다른 인버터 모듈에 결합되는 것을 특징으로 하는
    인버터 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 PCB는
    상기 메인 기판의 일면에 형성되고 상기 서브 PCB가 삽입되는 슬릿이 관통 형성된 제1 커넥터;
    를 더 포함하는
    인버터 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 PCB는
    상기 메인 기판의 타면에 형성되고 상기 제1 커넥터의 상기 슬릿을 관통한 상기 서브 PCB가 삽입되는 슬릿이 관통 형성된 제2 커넥터;
    를 더 포함하는
    인버터 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 서브 PCB는
    복수의 회로가 인쇄된 서브 기판;
    상기 서브 기판의 일측에 구비되어 상기 제1 커넥터를 관통하여 삽입되고, 상기 회로와 전기적으로 연결된 복수의 슬롯이 형성된 엣지 커넥터; 및
    상기 서브 기판의 타측에 형성되며 상기 인접한 다른 인버터 모듈과의 결합 시 상기 인접한 다른 인버터 모듈의 엣지 커넥터가 삽입되는 제3 커넥터;
    를 포함하는
    인버터 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 커넥터는 복수 개로 구비되어 서로 마주보도록 배치되고, 상기 엣지 커넥터의 상기 슬롯과 전기적으로 연결되는 복수의 슬롯이 형성된
    인버터 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메인 PCB 및 상기 서브 PCB는
    상기 메인 기판의 판면과 상기 서브 기판의 판면이 수직하게 배치되는
    인버터 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는
    서로 마주보는 양측면 상에 복수의 슬릿이 관통 형성되고,
    상기 슬릿이 형성된 상기 양측면 중 하나의 외측으로 상기 서브 PCB의 일단이 돌출되는
    인버터 모듈.
  8. 동일한 용량을 갖는 다른 인버터 모듈과 결합 가능한 인버터 모듈에 있어서,
    수용 공간을 형성하는 하부 케이스;
    상기 하부 케이스의 상부에 결합되며 수용 공간을 형성하는 상부 케이스;
    상기 하부 케이스 및 상기 상부 케이스의 사이에 결합되는 판상의 미들 플레이트;
    일단이 상기 미들 플레이트에 결합되고 타단은 상기 미들 플레이트에 대향되는 방향으로 연장되며, 상기 상부 케이스에 수용되는 메인 PCB; 및
    일단이 상기 메인 PCB를 관통하도록 상기 메인 PCB에 결합되고 상기 상부 케이스에 수용된 상태에서 상기 일단이 상기 상부 케이스의 외부로 노출되며, 복수의 인버터 모듈이 결합될 때 상기 상부 케이스의 외부로 노출된 일단이 인접한 인버터 모듈에 삽입되는 복수의 서브 PCB;
    를 포함하는
    인버터 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메인 PCB는
    복수의 회로가 형성된 메인 기판;
    상기 메인 기판의 일면에 형성되고 상기 서브 PCB가 삽입되는 슬릿이 관통 형성된 제1 커넥터;
    를 더 포함하는
    인버터 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메인 PCB는
    상기 메인 기판의 타면에 형성되고 상기 제1 커넥터의 상기 슬릿을 관통한 상기 서브 PCB가 삽입되는 슬릿이 관통 형성된 제2 커넥터;
    를 더 포함하는
    인버터 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 서브 PCB는
    복수의 회로가 인쇄된 서브 기판;
    상기 서브 기판의 일측에 구비되어 상기 제1 커넥터 및 상기 제2 커넥터를 관통하여 삽입되고, 상기 회로와 전기적으로 연결된 복수의 슬롯이 형성된 엣지 커넥터; 및
    상기 서브 기판의 타측에 형성되며 상기 복수의 인버터 모듈의 결합 시 상기 인접한 다른 인버터 모듈의 엣지 커넥터가 삽입되는 제3 커넥터;
    를 포함하는
    인버터 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 커넥터는 복수 개로 구비되어 서로 마주보도록 배치되고, 상기 엣지 커넥터의 상기 슬롯과 전기적으로 연결되는 복수의 슬롯이 형성된
    인버터 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 메인 PCB 및 상기 서브 PCB는
    상기 메인 기판의 판면과 상기 서브 기판의 판면이 수직하게 배치되는
    인버터 모듈.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 케이스는
    서로 마주보는 양측면 상에 복수의 슬릿이 관통 형성되고,
    상기 슬릿이 형성된 상기 양측면 중 하나의 외측으로 상기 서브 PCB의 일단이 돌출되는
    인버터 모듈.
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