KR100397871B1 - 전기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더 낮은 전압의 DC 전원 출력을 제공하기 위해 DC 전원 입력을 낮추는 변환기를 제공한다. 본 발명의 변환기는 입력 저항(4)과 직렬로 연결된 조정 유닛(3)을 포함한다. 사용중에, 저항(4)은 조정 유닛(3)으로부터 이격되며, 장비의 몸체 상에 장착됨으로써, 저항내에서 생성된 열은 장비로 전달되어, 조정 유닛(3)의 동작을 방해하지 않는다. 조정 유닛(3)은 안정된 (DC) 출력을 생성하지만, 종래의 DC-DC 변환기와는 다르게, 표류 전자기 자계를 발생시키지 않는 선형 변환기를 채택한다.

Description

전기 장치{ELECTRICAL APPARATUS}

최근에, 모터 차량, 모터 보트 및 다른 대형 운송 장비에 사용되는 전자 부속품이 광범위하게 출현하고 개발되고 있다. 이러한 전기 부속품으로는 라이트, 전열 장치, 더욱 최근에는 보다 정교한 통신 장치가 있다. 많은 전기 부속품은 자체 전원으로 유지되기보다는 대형 장비의 배터리 전원으로부터 에너지를 얻고 있으며, 따라서 현재 모터 자동차의 표준 사양인 12 V 배터리에 적합하도록 설계되고 있다. 그러나, 실제로 많은 전기 부속품의 최적의 입력 전압은 실제로 13.8 V이다.

유감스럽게도, 다른 산업, 군사, 상업, 항공, 해양 및 기타의 응용 분야의 기기에 사용되는 DC 전원의 구성(format)은 서로 상당히 상이하다. 예를 들어, 대형 차량은 상대적으로 긴 길이의 케이블을 통해 전력이 공급될 필요가 있고, 증가된 수의 장치가 이 DC 전원을 이용한다.

그러므로, DC 전원이 공칭 12 V에서 공칭 24 V로 2배 증가하였다면, 이용 가능한 전체 전력이 변화되지 않는다 하더라도 필요한 전류는 절반이 된다.

예컨대, 대형 상업용 차량 또는 중장비 차량은 통상적으로 공칭 24 V를 중심으로 더 높은 DC 전압 구성을 이용한다.

그러므로, 이러한 더 높은 DC 전압 구성의 출력을 수신하고, 적절한 형태의 전류를 12 V 구성의 전기 부속품에 공급할 수 있는 변환기, 즉 예를 들어 23.3 V와 27.6 V 사이의 가변 전원으로부터 13.8 V의 일정 전압을 제공할 수 있는 변환기가 필요하다.

유의할 것은 이러한 변환기가 수 와트, 수십 와트 또는 수백 와트의 전력을 공급하여야 될지도 모른다는 것과, 이러한 상황에서 마이크로전자 전력 변환 시스템의 대응부가 없다고 하는 문제점이 있다는 것이다. 예컨대, US-A-4827205에는 칩상에 있는 10 V의 전원 공급 장치가 개시되어 있는데, 여기에서는 전력을 수 밀리-와트로 제한하는 10 k의 저항을 통해 제공된다. 이러한 상황에서, 변환 효율은 중요하지 않으며, 열 발생은 중요한 문제를 일으키지 않는다.

DC 전원 변환기의 초기 세대는 선형 변환기(linear converter)에 기초한 것인데 잘못 이름지어져 종종 "드라퍼(dropper)"라 불리었으며, 이것은 주로 트랜지스터 기술을 이용하여 전압 전원을 낮추고 조정하였다. 그러나, 이러한 장치는 부적절하게 낮은 전력 변환 효율로 그들의 기능을 수행하였다. 또한, 특히 출력에서의 전류 요구가 어떤 상당한 정도로 증가될 때 충분한 안정성으로 출력 전압을 제공할 수 있는 선형 변환기는 설계되지 않았다.

차량, 보트, 항공 산업 또는 다른 기기의 부속품으로 사용된 많은 장치는 매우 안정적인 DC 공급 전압을 필요로 한다.

DC 전원 변환기에서의 최근의 발전은 화물 자동차의 대시보드 아래에 장착되어 전압 강하 트랜스포머의 단자 양단에 진동 전압을 발생시키는 오실레이터 회로에 DC 전원을 공급하는 DC 전원 변환 방법에 중점을 두고 있다. 트랜스포머의 출력은 정류, 평활 및 조정되어 바람직한 전원, 일반적으로 공칭상 12 V를 제공하게 된다. 놀랍게도, 이 방법을 개선하여 75%의 효율성 증가를 가져오게 되었고, 이러한 시스템은 매우 광범위하게 사용되게 되었다.

그러나, 본 발명의 발명자는 오실레이션에 기초한 전력 변환기가 적어도 2가지의 심각한 단점을 갖는다는 것을 알게 되었다.

많은 전환-모드(오실레이션)에 기초한 변환기의 제1 단점은 변환기가 너무 많이 사용되면, 예를 들어 출력 단자와 전기적으로 직접 접속됨으로써 그 회로 내에서 발생된 열에 의해 쉽게 손상될 수 있다는 것이다. 사실상 변환기 동작상의 주기의 종료는 어떤 안전 휴즈(또는 변환기에 제공된 휴즈)를 부적절한 휴즈로 교체함으로써 생기며, 완전히 고장이 날 수도 있다. 이로 인해 화재 위험이 있다.

제2 단점으로는, 자연적인 강력한 전자기 방사(electromagnetic radiation)에 의해 발생되며 종종 무선 주파수 간섭이라고 불리는 것으로, 이것은 변환기의 국부 영역내에 있는 전기적, 전자적 및 통신 장비에 영향을 미치는 방식으로 방사되기도 한다.

이것은 광범위하게 발생하며, 비록 많은 장치가 설계시에 적절한 필터링 기능을 갖는 것을 필요로 하지만, 이 문제점은 계속하여 발생한다.

이 문제점은 이러한 방사가 차량 또는 장비에 장착된 변환기와 완전히 이격되어 부착되지 않고 접속되지도 않은 장치 및/또는 통신 장비의 사용자에 영향을미칠 때 더욱 심각하다는 것이다.

많은 경우에 있어서, 변환 장치의 사용자는 다른 장치에 외부적으로 간섭을 일으킬 수 있다는 것을 모른다.

본 발명은 전기 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DC 전원의 공급 전압을 변환시키는 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 DC 변환기의 제1 실시예를 나타낸 회로도.

도 2는 DC 변환기의 제2 실시예를 나타낸 회로도.

도 3은 DC 변환기의 제3 실시예를 나타낸 회로도.

도 4는 DC 변환기의 제4 실시예를 나타낸 회로도.

도 5는 DC 변환기의 제5 실시예를 나타낸 회로도.

도 6은 공급된 출력 전류를 갖는 DC 변환기의 제3 및 제5 실시예의 히트 싱크의 온도 사이의 관계를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명에 사용하기 적당한 히트 싱크를 나타낸 부분도.

도 8은 도 7에 도시된 히트 싱크에 결합된 본 발명에 따른 조정 회로를 나타낸 단면도.

도 9는 도 7의 히트 싱크를 나타낸 사시도.

도 10은 본 발명에 따른 변환기에 사용하기 적당한 저항 유닛을 나타낸 사시도.

도 11은 본 발명에 따른 DC 변환기를 나타낸 도면.

본 발명은 특히 개인적, 상업 및 군사 차량, 개인적 군사 및 상업적 해양 운송 수단 또는 이보다 작은 보트, 항공 산업용으로 사용되며, 관련 휴즈 레이팅(rating)에 대하여 존재하는 외부적 보호 대책이 무엇이든지 간에 전자기 방사 및/또는 과부하 상태의 문제점을 해결하는데 있다.

일반적으로, 본 발명은 DC 전압 변환을 제어하는 제1부분과, 열을 안전하게 제공하며 상기 제1 부분으로부터 이격된 제2 부분을 갖는 변환기를 제공한다.

따라서, 본 발명의 제1 관점은 변환기에 공급되는 입력 전압보다 낮은 전압이 설정되는 출력을 갖는 DC 조정 회로에 직렬로 연결된 입력 저항 수단을 갖는 DC 전원 공급용 변환기를 제공한다. 여기서, 저항 수단은 상기 조정 회로로부터 이격되어 위치될 수 있다.

제2 관점에 있어서, 본 발명은 변환기에 공급되는 입력 전압보다 낮은 전압이 설정되는 출력을 갖는 DC 조정 회로와 직렬로 연결된 입력 저항 수단을 구비하며, 저항 수단 및 조정 회로는 각각의 상이한 하우징내에 위치하는 변환기를 제공한다.

제3 관점에 있어서, 본 발명은 변환기에 공급되는 입력 전압보다 낮은 전압이 설정되는 출력을 갖는 DC 조정 회로에 직렬로 연결된 입력 저항 수단을 구비하며, 저항 수단 및 조정 회로는 하나의 장비 상의 각각의 상이한 위치에 장착되는 변환기를 제공한다.

본 발명의 어떤 관점에 따른 변환기는 적어도 1 와트의 전력을 제공하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 수십 또는 수백 와트의 전력을 제공할 수 있는 것이 바람직하다.

입력 저항 수단의 저항은 10 옴(ohm) 이하의 저항값을 갖는 것이 일반적이며, 0.1 내지 5 옴의 저항값을 갖는 것이 바람직하고, 0.5 내지 1.5 옴의 저항값을 갖는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 변환기는, 예컨대 화물 자동차와 같은 대형 운송 장비의 배터리 전원 공급 장치에 접속되며, 저항 수단은 예컨대 화물 자동차의 샤시와 같은 장비의 몸체에 장착됨으로써, 열이 조정 회로로부터 이격된 몸체로 방산(dissipate)된다.

조정 회로는 진동을 이용한다고 하더라도, 선형 변환기를 채택하는 것이 바람직하며, 이로써 전기적 잡음이 출력 전원 공급 장치에서 발생하지 않게 된다. 이 경우에 있어서, 상기 기술된 선형 변환기의 단점이 해결될 수 있으며, 또한 적어도 감소시킬 수는 있다. 왜냐하면, 사용할 때 전압 변환기에 의해 발생된 열의 대부분, 예컨대 적어도 60%, 바람직하게는 적어도 70%가 저항 수단에서 발생되는 것이며, 조정 회로로부터 이격되도록 조정 회로가 선택될 수 있기 때문이다. 이러한 구성으로 회로가 높은 효율성으로 전력 변환을 수행하여야 할 필요성을 크게 감소시킬 수 있다. 왜냐하면, 조정 회로 자체의 위치에서는 열 발생이 적기 때문이며, 조정 회로는 출력 전류에 관계 없이 출력 안정성 및 조정성을 최적화하도록 선택될 수 있다. 전체 전력 변환 효율성은 장치 내에서 가장 중요한 것은 아니다. 왜냐하면, 공급 전류 능력 및 배터리 용량은 특정 장치에서 매우 크기 때문이다.

조정 회로는 예컨대 상한 이하로 출력 전류를 제한하거나, 변환기가 변환기로부터의 전류의 불규칙성을 검출하였을 때 폴드백(fold back)으로 공지된 기술을 이용하여 출력 전압의 공급을 간단히 중지시킴으로써, 변환기로부터 입력될 수 있는 전류를 제한하도록 선택되는 것이 바람직하다. 이것은 조절될 수 있는 휴즈 또는 회로 차단기와 같은 인터럽터의 존재와 독립적으로 달성되는 것이 바람직하다.

저항 수단은 양호한 열 전도성을 갖도록 하는 방식으로 대형 장비의 몸체 상에 장착되는 것이 바람직하며, 이렇게 하여 저항 수단내에서 발생된 열은 신속하게 도전되어 방산된다. 조정 회로는 조정 회로에 의해 발생된 열을 예컨대 대류에 의해 공기중으로 전달하기 위해, 용량을 증가시키기 위한 큰 표면 영역을 갖도록 형성된 히트 싱크(heat sink) 상에 장착되는 것이 바람직하다.

조정 회로와 함께 사용하기 위한 히트 싱크는 큰 표면 영역과 세로 방향으로 대칭인 것이 바람직하다. 이 히트 싱크는 자신의 세로 방향의 장축을 따라 장착되어, 가열되면, 히트 싱크를 따라 수직적인 공기의 흐름이 생성된다. 이로써, 조정 회로에 의해 발생된 열을 대기로 전달하는 히트 싱크의 성능이 향상된다.

조정 회로는 회로의 온도가 소정값 이상이 되면, 전력의 전달을 중지하도록 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 "열적 차단"은 상기 기술된 폴드백 기술과 조합하여 이용되기도 한다. 왜냐하면, 폴드백이 트리거되는 상태는 고장의 발생과 동시에 발생하지는 않기 때문이다. 또한, 전기적 과부하 없이 가열되는 예컨대, 조정 회로가 히트 싱크를 너무 가열시켜 만족스런 동작을 하지 못하는 영역에 위치하게 되는 것이 가능하다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 DC 변환기의 제1 실시예는 화물 자동차의24 V 배터리와 같은 장비의 부품으로서의 외부 배터리의 단자에 각각 접속된 입력 단자(1, 2)를 갖는다. 조정 회로는 조정 유닛(3) 내에 위치하며, 이 조정 유닛(3)은 전력을 수신하는 입력 단자(8, 10)와, 전자 부속품의 전력 입력에 접속된 출력 단자(5, 6)를 구비한다. 변환기는 배터리로부터 공급된 DC 전압을 낮춤으로써, 입력 단자(1, 2) 사이의 전압차는 출력 단자(5, 6) 사이의 전압차보다 예컨대 2배 더 크게 된다. 배터리 입력 단자(1, 2) 사이에서 조정 유닛(3)과 직렬로 접속된 저항 유닛(4)은 저항(R1)과 휴즈(FS1)를 구비한다.

저항 유닛(4)은 케이블(9)로 조정 유닛(3)과 연결된다. 여기서 케이블의 길이는 적어도 수 cm, 바람직하게는 수 m까지 연장되는데, 이렇게 하여, 저항 유닛(4)은 조정 유닛으로부터 먼거리에도 위치할 수 있게 된다. 저항 유닛(4)은 화물 자동차의 샤시와 같이 장비의 대형 부분 상에 장착될 수 있음으로써, 저항 유닛이 발생시키는 열은 샤시 안으로 전달되게 된다. 조정 유닛(3)은 화물 자동차내의 어디에도 위치할 수 있으며, 예를 들어 화물 자동차의 대시보드 아래에도 위치할 수 있다. 이로써 조정 유닛(3)이 발생한 열을 외부 공기로 전달하기 위해 채택된 히트싱크와 효과적인 열 접촉을 하게 된다.

조정 유닛(3) 내에서, 전류는 저항 R1의 저항값과 동일한 저항 R2, R3, R4, R5 및 R6 으로 동일하게 분할된다. 출력 단자(5, 6) 사이의 전압은 3 암페어(amp)의 정격을 각각 갖는 5개의 조정기 IC1 내지 IC5를 이용하여 12 V로 유지되며, 저항 R7 및 R8와 커패시터 C1, C2 및 C3에 의해 동작이 제어된다. 표준 소자를 이용한 이러한 방식으로, 출력 전류를 15 암페어로 유지하는 것이 가능하며, 이 전류값은 종래의 변환기 전류 출력보다 상당히 큰 값이 된다.

조정기 IC1 내지 IC5를 바람직하게 선택함으로써, 조정기가 소정의 온도에 이르면, 조정 유닛(3)은 전력의 공급을 중단하게 된다. 예컨대, 조정기는 집적 회로 KA350 이 될 수 있다.

24 V를 12 V로 정확하게 변환시키는 소자값의 선택에 있어서, 저항 R1은 0.5 옴(ohm)의 값을, 저항 R2 내지 R6은 0.015 옴의 저항값을 가지고, C1은 1,000 μF/35 V의 전해 커패시터(electrolytic capacitor)이며, C2는 100 μF/l6 V의 전해 커패시터이다. IC1 내지 IC5는 8 V/3 암페어의 조정기가 될 수 있으며, 이 경우의 저항 R7 및 R8은 220 옴과 150 옴의 저항값을 각각 갖는다. 이와 달리, IC1 내지 IC5가 5 V/3 암페어를 갖는 조정기로 되면, 저항 R7 및 R8은 500 옴과 860 옴을 각각 갖는다. 다른 실시예에 있어서, 조정기 IC1 내지 IC5는 12 V를 갖는 조정기이며, 회로 출력 전압은 저항 R7 및 R8의 저항값을 각각 480 옴과 72 옴으로 선택함으로써 13.8 V로 만들 수 있다. C3는 2200 μF/16 V의 전해 커패시터이다.

이 실시예에 있어서, FS1 및 FS2는 25 암페어와 15 암페어의 용량성을 각각 갖는 블레이드 휴즈(blade fuse)이다. FS3, FS4 및 FS5도 3개의 블레이드 휴즈이며, 이들의 전체값은 15 암페어를 초과하지 않으며, 일반적으로 각각 5 암페어의 용량성을 갖는다.

도 2에는 제1 실시예를 변경한 본 발명의 제2 실시예가 도시되어 있다. 이 제2 실시예는 제1 실시예보다 더 바람직한데, 제조시에 더 싸고 간단하기 때문이다. 이 실시예는 출력이 5 암페어이며, 전기적 과부하 또는 과열의 상태에서 전력공급을 자동적으로 중단시키도록 설계되었다. 이 변환기는 고장 상태가 해제되거나 온도가 허용 가능한 레벨로 감소되면, 정상적인 기능을 다시 자동적으로 개시하게 된다.

이 실시예에서, 입력측에 있는 저항 유닛(4)이 조정 유닛(3)으로부터 이격될 수 있는 것은 커넥터 잭과 플러그 어셈블리(9")를 갖는 다중-케이블 리드선(9')을 사용해서이다.

이 회로에 사용된 소자의 값은 다음과 같다.

IC6, IC7 = 집적 회로 조정기 타입 LM350

C4 = 전해 커패시터 47 μF/35 V

C5, C6 = 전해 커패시터 100 μF/16 V

D1 = 다이오드 IN4001

R1' = 권선 저항 1.5 ohm

R9 = 권선 저항 120 ohm

R10 = 권선 저항 1.2 Kohm

도 3에 도시된 제3 실시예는 제1 실시예와 동일한 저항 유닛(4)을 사용하지만, 전류가 저항 R2를 통해 흐르는 상이한 조정 회로를 사용한다. 이 회로에서 사용된 소자의 정격은 다음과 같다.

TR1 = PNP 트랜지스터(T03) MJ15004

TR2 = PNP 트랜지스터 (T0220) BD744

IC8 = 집적 회로 조정기 타입 L7808CP

C4 = 전해 커패시터 2200 μF/16 V

R1 = 권선 저항 0.5 ohm/100 watt

R11 = 권선 저항 0.05 ohm/25 watt

R12 = 금속막 저항 220 ohm/1 watt

R13 = 권선 저항 3.3 ohm/2.5 watt

R14 = 금속막 저항 150 ohm/1 watt

C7 = 전해 커패시터 1000 μF/35 V

C8 = 전해 커패시터 1 μF/35 V

C9 = 전해 커패시터 1000 μF/35 V

C10 = 전해 커패시터 2000 μF/16 V

이 기술 분야의 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 상기 IC8의 선택은 온도가 소정값에 이르면 전압 공급을 중단한다는 것을 의미한다. 그러므로, 이 온도에서 열적 차단이 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예의 변형인 제4 실시예를 나타낸다. 제4 실시예는 제조시 더 싸고 간단하기 때문에 제3 실시예보다 바람직하다. 이 회로에서의 출력은 15 암페어로 설계되었다.

제2 실시예에서와 같이, 조정 유닛(3)이 저항 유닛(4)를 통해 입력 및 출력에 접속되는 것은 리드선(9')과 잭과 플러그 어셈블리(9")에 의해서이다.

도시된 소자의 값은 다음과 같다.

D2 = 다이오드 타입 IN4001

IC9 = 집적 회로 타입 LM350

TR3 = 트랜스미터 타입 MJE15004

TR4 = 트랜지스터 타입 BD 744C

ZD1 = 제너 다이오드 타입 IN5355B

C11 = 전해 커패시터 47 μF/35 V

C12,C13 = 전해 커패시터 100 μF/16 V

C14 = 전해 커패시터 0.47 μF/63 V

R1 = 권선 저항 0.5 ohm

R15 = 권선 저항 120 ohm

R16 = 권선 저항 1.2 Kohm

R17a-d = 각각 27 ohm

R18 = 권선 저항 0.05 ohm

도 5에 도시된 실시예에 있어서, 전류는 저항 R19를 통해 출력 단자(5, 6)로 흐르게 된다. 전압은 집적 회로 IC9를 이용하여 조정되며, 이 집적 회로는 L123CT 타입의 조정기이다. 이 변환기는 예컨대 회로의 출력 단자가 서로 접속되면 발생할 수 있는 전류의 심각한 변동이 생기게 되면, 회로가 리셋될 때까지 IC9로 하여금 출력 전압을 로우 레벨로 유지시키는 기능을 한다. 전류를 제한하는 기술은 "폴드 백(fold back)"으로 공지되어 있다.

이 회로에서의 소자의 값은 다음과 같다.

TR4 = NPN 트랜지스터(T03) 2N3771

TR5 = NPN 트랜지스터(T0220) BD743C

IC10 = 집적 회로 조정기 타입 L123CT

C15 = 전해 커패시터 1000 μF/35 V

C16 = 전해 커패시터 10 μF/16 V

C17 = 전해 커패시터 2200 μF/16 V

C18 = 전해 커패시터 4.7 μF/35 V

C19 = 세라믹 커패시터 470 pF/100 V

R1 = 권선 저항 0.5 ohm/100 watt

R19 = 권선 저항 0.05 ohm/25 watt

R20 = 금속막 저항 6.8 kilohm/0.25 watt

R21 = 금속막 저항 3.6 kilohm/0.25 watt

R22 = 금속막 저항 7.5 kilohm/0.25 watt

다른 소자는 전압 변환기의 제3 실시예의 대응 소자와 동일한 값을 갖는다.

도 6은 도 3 또는 도 5의 전압 변환기의 전압의 출력으로부터 제공된 전류와 히트 싱크의 온도 사이의 관계를 나타낸 도면이다. 2개의 곡선은 전압 변환기로의 입력이 23.3 V(통상적으로 화물 자동차의 배터리에 의해 제공된 가장 낮은 전압)인 경우와 27.6 V(배터리가 충전될 때 제공될 수 있다)인 경우를 각각 나타낸다. 변환기가 2개의 곡선 사이의 전류 범위에서 동작하는 것이 이상적이다.

상기 본 발명의 제1, 제3 및 제5 실시예는 다음 정격을 사용한다.

출력 전압 : 13.8 V DC

출력 전류 : 0 에서 15 암페어

입력 전압 : 23.3 V에서 27.6 V DC

최대 입력 과전압 : 35 V DC 단기 고장 상태 차량 전원

전류 과부하 보호 : - 타입 2, 15 암페어로 전류 제한(타입 1도 같다)

: - 타입 3, 15 암페어로 전류 폴드백

동작 온도 범위 : -40 ℃ 내지 +40 ℃ (+40 ℃ 히트 싱크의 온도는 86 ℃/15 암페어이다)

제2 및 제4 실시예는 5 및 15 암페어 또는 최대 와트수 60 및 180 와트를 각각 제공한다.

도 7은 조정 유닛용의 히트 싱크로 사용하기 적당한 히트 싱크(14)를 나타낸 부분도이다. 히트 싱크(14)는 알루미늄 압출 성형으로 제조되는 것이 적당하다. 이것은 길이 방향으로 대칭을 이루며, 편의상 최대 열 방산에 대해 수직을 중심으로 길이 방향 축을 갖고 장칙된다.

도 8은 도 7에 도시된 히트 싱크(14)내에 어떻게 조정 회로가 설치하여 히트 싱크 유닛을 제공할 수 있는지를 나타낸 도면이다. 조정 회로의 소자(17)는 인쇄 회로 기판(19)에 의해 접속되며, 히트 싱크(14)의 중앙 표면(15)과 접촉하여 위치함으로써, 소자(17)와 표면(15) 사이에서 양호한 열 전도를 얻게 된다. 회로는 인쇄 회로 기판(19)에 대해 기계적으로 지지하는 열 도전성 매입용 수지(potting compound)(21)내에 매입(埋入)된다. 조정 회로는 히트 싱크(14)의 전체 길이를 따라 연장되지 않으며, 표면(15)의 단부를 덮지 않고 남겨둔다. 그러므로, 히트싱크(14)의 전체 길이를 따라 매입용 수지가 사용되면, 조정 회로는 히트 싱크(14)와 접촉하는 소자(17)의 일부를 제외하고는 매입용 수지에 의해 전체적으로 둘러싸이게 된다. 그러므로, 조정 회로는 물리적인 간섭으로부터 완전히 보호되며, 히트 싱크 유닛과 접촉하는 습기와의 접촉으로부터도 완전히 보호된다. 또한, 매입용 수지는 조정 회로를 통과하여 돌출된 전기 리드선과 조정 회로를 봉합 접촉시킴으로써, 습기가 이러한 방식으로 조정 회로로 누설되지 않는 것을 보장한다. 히트 싱크 유닛은 완전히 방수, 또는 적어도 물튀김 방지를 할 수 있는 것이 바람직하다.

매입용 수지(21)의 상부 표면은 제1 플레이트(22)에 의해 덮혀진다. 그러므로, 히트 싱크(14)와 제1 플레이트(22)는 조정 회로용 하우징(25)을 구성하게 된다.

제2 플레이트(23)는 히트 싱크의 다른 측면에 있는 캐비티를 폐쇄시킨다. 2개의 플레이트(22, 23)는 캡(25, 26)과 함께 핀(24)으로 고정된다. 히트 싱크(14)의 중앙 영역(15)과 플레이트(23) 사이에 형성된 캐비티는 매입용 수지(27)로 채워진다.

이 실시예에서 사용된 매입용 수지(21, 27)는 예컨대 전자 장치에 사용되는 윤활유에 의해 제공된 ER2/83과 같은 열 전도성 수지인 것이 바람직하다.

도 9는 도 8에 도시된 유닛의 사시도이다. 브래킷(30)은 나사(31, 33)에 의해 히트 싱크 유닛에 부착되며, 화물 자동차의 샤시에 또는 대시보드 아래와 같은 기계 부품의 몸체에 개구(35, 37)를 이용하여 결합하는데 사용된다. 히트 싱크 유닛으로의 전기적 입력은 리드선(38)과 플러그(39)를 통해서 이루어진다.

도 10은 본 발명에 따른 변환기의 실시예의 저항(R1, R1')을 갖는 저항 유닛(45)을 나타낸 사시도이다. 저항은 핀(41, 43)을 갖는데, 이 핀에 의해 저항은 변환기의 레스트(rest)에 전기적으로 접속될 수 있다. 저항 유닛(45)은 플레이트(47, 49)를 포함하는 하우징의 원통형 부분(46)으로부터 전기적으로 절연되며, 이 원통형 부분에 의해 둘러싸인 저항을 갖는다. 하우징은 알루미늄 압출 성형으로 형성된다. 플레이트(47, 49)에는 개구(51)가 제공되는데, 이 개구를 이용해서 예컨대 화물 자동차의 샤시에 하우징을 부착시킴으로써, 저항 장치와 샤시 사이에서 양호한 열 전도성을 얻게 된다. 원통형 부분(46)은 외부적으로 이랑지게(rib) 되는데, 열발산을 돕는 것이지만, 통상적으로 50 내지 100 와트 사이에서 사용하여 샤시에 열적으로 도전하게 된다.

도 11은 화물 자동차의 캡(50)내에 있는 본 발명에 따른 변환기를 도시한다. 히트 싱크 유닛(51)은 보닛 덮개문의 안쪽에 수직인 길이 방향 축에 놓이게 된다. 변환기는 캡 덮개문의 안쪽에 놓이는 휴즈 홀더(55) 및 다중 커넥터 키트(57)와, 대시보드 상에 장착된 LED(59) 키트를 더 포함한다.

당업자는 본 발명의 범위내에서 상기 실시예에 대한 많은 변형이 가능할 것이다. 예컨대, 조정 회로는 선형 변환 형태로 형성되는 것이 필수적인 것은 아니지만, 진동에 기초한 조정 회로를 채택한 다른 실시예가 채택될 수도 있다. 또한, 변환기는 화물 자동차가 아닌 해양 운송 수단과 같은 심지어 DC 전원을 갖는 운송 능력을 갖는 기구 차량에 사용될 수 있다.

Claims (12)

1. 적어도 수(several) 와트의 출력 전력을 공급하기 위한 DC 전력 변환기에 있어서,

   DC 입력 전압이 입력되게 하는 입력 단자들과,

   입력 저항에 전기적으로 연결된 DC 조정 회로로서, 상기 DC 조정 회로와 상기 입력 저항이 직렬로 연결되어 상기 DC 입력 전압을 수신하도록 상기 입력 단자들 중 다른 입력 단자에 전기적으로 연결된, 상기 DC 조정 회로를 포함하고,

   상기 DC 조정 회로는 외부 부하에 전기적으로 연결될 수 있는 출력 단자를 가지고, 이에 의해 상기 DC 조정 회로는 적어도 수 와트의 전력을 상기 DC 입력 전압보다 낮은 DC 출력 전압의 형태로 상기 외부 부하로 전달할 수 있고,

   상기 입력 저항과 상기 DC 조정 회로는 별개의 제1 열 방산 하우징(heat dissipative housing)과 별개의 제2 열 방산 하우징내에 보호되고, 상기 제1 하우징은 열을 히트 싱크로 전도하고 공기로 전달하기 위한 높은 면적 영역을 가짐으로써 상기 입력 저항에 의해 발생된 열을 방산하도록 적응된 것인 DC 전력 변환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 DC 조정 회로는 상기 조정 회로의 적어도 일부가 소정치를 넘는 온도일 때 출력 전압을 공급하는 것을 중단하도록 선택된 것인 DC 전력 변환기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 DC 조정 회로는 선형 변환기를 채용하는 것인 DC 전력 변환기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 DC 조정 회로(3)는 사용중에 상기 변환기에 의해 발생된 열의 대부분이 상기 입력 저항에 의해 발생되도록 선택되는 것인 DC 전력 변환기.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조정 회로는 사용 중에 상기 변환기로부터 입력되는 전류를 제한하도록 선택되는 것인 DC 전력 변환기.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 하우징은 양호한 열 전도율을 가지고 장치 부분의 몸체 위에 장착되도록 적응된 것인 DC 전력 변환기.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 하우징은 히트 싱크 위에 정작하기 위한 장착 판(plate)을 구비하는 것인 DC 전력 변환기.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 하우징은 상기 입력 저항에 의해 발생된 열을 화물 자동차(lorry)의 샤시(chassis)로 전달할 수 있도록 상기 샤시 위에 장착되도록 적응된 것인 DC 전력 변환기.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력 저항 하우징 및 상기 조정 회로 하우징 중 하나 또는 양자는 열의 대기 전달율을 향상시키기 위한 높은 표면 영역을 갖추고 있는 것인 DC 전력 변환기.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조정 회로는 오실레이터 회로를 포함하지 않고, 무선 주파수 전자기 방사를 거의 발생시키지 않는 것인 DC 전력 변환기.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 하우징은 화물 자동차의 샤시에 각기 상이한 장소에 고정된 것인 DC 전력 변환기.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력 저항은 약 0.1 옴 내지 10 옴의 범위의 저항을 가지는 것인 DC 전력 변환기.

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