KR200483570Y1

KR200483570Y1 - 스위칭 모드 파워 서플라이

Info

Publication number: KR200483570Y1
Application number: KR2020160003516U
Authority: KR
Inventors: 고해근; 염상철; 노동식; 배재근
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-05-30
Also published as: KR20160002675U

Abstract

본 고안은 스위칭 모드 파워 서플라이에 관한 것으로, 상면이 개방되어 내측에 수용공간부(140)가 마련된 함체부(100)와, 상기 수용공간부(140)에 안착 결합되며, 외부에서 공급된 교류전원을 정전원으로 변환하는 회로기판부(200)와, 몰딩부(300)를 사이에 두고 상기 회로기판부(200)의 상부를 덮으며, 상기 회로기판부(200)의 기판(210)에 실장된 전자소자(220)와 반도체패키지소자(230)의 위치와 높이에 따라 골(410)과 돌출면(420)를 가지는 커버부(400)를 포함한다. 본 고안은 상면이 개방된 몸체를 일체로 성형하고, 상기 몸체에 회로 기판을 실장하고 몰딩을 주입 후, 회로 기판의 소자 형상에 따라 높낮이가 다르게 마련된 커버를 덮어 몰딩에 의해 커버가 고정되도록 함으로써 별도의 체결 조립 과정 없이 스위칭 모드 파워 서플라이를 제작함으로써, 제조 공정시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

스위칭 모드 파워 서플라이{Switching mode power supply}

본 고안은 스위칭 모드 파워 서플라이에 관한 것으로, 더 상세하게는 열방출 효율이 우수하며, 제조비용을 절감할 수 있는 스위칭 모드 파워 서플라이에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 광원 수단이 가지고 있는 고전력 소비, 짧은 수명 등의 문제점을 고려하여 엘이디를 광원으로 이용하는 조명장치들이 개발되고 있다. 엘이디를 광원으로 사용하는 경우 조명장치의 수명이 기존의 광원에 비하여 현격하게 증가하기 때문에 폐기물의 방출량이 현저하게 줄어 환경 오염을 방지할 수 있으며, 저전력 소모에 의한 에너지 절약에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이와 같은 엘이디 조명장치는 엘이디를 실장한 기판에 직류전원을 공급하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)가 사용된다. 이러한 스위칭 모드 파워 서플라이는 기본적으로 회로 기판과, 회로 기판을 보호하는 함체가 마련되어 있다.

이러한 구성은 등록실용신안공보 20-0134371호(스위칭 모드 파워 서플라이의 일체형 사일드 케이스 장치, 1998년 10월 20일 등록)에는 스위칭 모드 파워 서플라이의 케이스 형상을 변경하여, 조립이 용이한 구조에 대하여 제안하고 있다.

그러나 이와 같은 구성 역시 상부와 하부 케이스 구조를 각각 가지고 있으며, 이를 조립하는 과정이 필요하기 때문에 수작업 등 체결 작업에 필요한 시간이 소요된다.

또한 최근에는 상기 등록실용신안에 더하여 상기 케이스의 내측에는 기판이 장착된 상태에서 몰딩을 주입하여 내부 공간을 모두 채우게 된다. 이와 같이 몰딩을 채우는 이유는 SMPS 회로에서 발생하는 열을 케이스로 전달하여 방열되도록 하는 역할과 함께 수분으로부터 회로를 보호하는 역할을 한다.

그러나 몰딩의 주입량이 많아 비용이 많이 소요되며, 몰딩의 무게가 많이 나가기 때문에 전체 SMPS의 무게가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 별도의 체결조립과정 없이도 제작할 수 있는 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공함에 있다.

아울러 본 고안의 다른 과제는 몰딩의 주입량을 최소화할 수 있는 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공함에 있다.

그리고 본 고안의 다른 과제는 발열 효율을 높일 수 있는 스위칭 모드 파워 서플라이를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 고안 스위칭 모드 파워 서플라이는, 상면이 개방되어 내측에 수용공간부(140)가 마련된 함체부(100)와, 상기 수용공간부(140)에 안착 결합되며, 외부에서 공급된 교류전원을 정전원으로 변환하는 회로기판부(200)와, 몰딩부(300)를 사이에 두고 상기 회로기판부(200)의 상부를 덮으며, 상기 회로기판부(200)의 기판(210)에 실장된 전자소자(220)와 반도체패키지소자(230)의 위치와 높이에 따라 골(410)과 돌출면(420)를 가지는 커버부(400)를 포함한다.

본 고안 스위칭 모드 파워 서플라이는, 상면이 개방된 몸체를 일체로 성형하고, 상기 몸체에 회로 기판을 실장하고 몰딩을 주입 후, 회로 기판의 소자 형상에 따라 높낮이가 다르게 마련된 커버를 덮어 몰딩에 의해 커버가 고정되도록 함으로써 별도의 체결 조립 과정 없이 스위칭 모드 파워 서플라이를 제작함으로써, 제조 공정시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 고안 스위칭 모드 파워 서플라이는, 상기 커버를 상기 회로 기판의 소자 형상에 따라 높낮이가 다르게 마련된 것을 사용하여, 상기 회로 기판의 사이의 공간을 최소화하여 몰딩의 주입량을 최소화함으로써, 비용을 절감하고 무게를 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 고안은, 상기 커버가 회로 기판에 마련된 전자 소자의 형상을 따라 높낮이가 다르게 형성되어 있어, 표면적이 증가하게 되어 방열효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한 커버와 회로 기판 사이의 거리를 줄여 열의 전도가 용이하게 되어 방열효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합상태 단면도이다.
도 3은 본 고안의 일부 단면 구성도이다.

이하, 본 고안 스위칭 모드 파워 서플라이에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합상태 단면 구성도이다.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이는, 상면이 개방되어 수용공간부(140)를 가지는 함체부(100)와, 상기 함체부(100)의 수용공간부(140)에 안착 고정되며, 외부의 교류전원을 공급받아 직류전원을 공급하는 회로기판부(200)와, 상기 회로기판부(200)와의 사이에 몰딩부(300)가 위치하는 상태로 상기 회로기판부(200)를 덮되, 상면이 상기 회로기판부(200)의 전자소자(220)의 형상과 위치에 따라 상면의 높이에 차이가 있는 커버부(400)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 함체부(100)는 하면의 면적이 다른 면에 비하여 더 크며, 상면이 개방된 구조를 갖는 육면체 형상을 갖는다.

*즉, 밑면과 밑면의 각변에서 상향으로 각각 동일 높이로 연장되는 측면을 가지는 것으로 내측에 수용공간부(140)가 마련되며, 재질은 방열을 위하여 금속재로 이루어지거나, 방열 효율이 우수한 수지재를 사용할 수 있다.

이러한 구조의 함체부(100)는 일체로 성형되는 것이 바람직하다. 이는 종래의 SMPS 함체의 구조가 적어도 두 부분으로 분할되어 제작되는 것에 비하여 조립 과정을 생략할 수 있어 생산성을 높일 수 있게 된다.

상기 함체부(100)의 밑면의 상부에는 소정의 높이로 돌출되어 상기 회로기판부(200)가 안착된 상태에서 볼트(131)에 의해 고정될 수 있는 결합돌출부(130)가 마련되어 있다.

또한 마주하는 두 측면에는 상부로부터 하부측으로 천공된 제1홈(110)과 제2홈(120)이 마련되어 있으며, 이때 제1홈(110)과 제2홈(120)은 각각 외부에서 교류전원이 상기 회로기판부(200)에 공급되도록 하는 전선과, 상기 회로기판부(200)에서 엘이디 조명 등의 부하측으로 직류전원을 공급하기 위한 전선이 연결되기 위한 통로를 제공하게 된다.

이때, 상기 제1홈(110)과 제2홈(120)은 각각 상기 함체부(100)의 측면에 형성된 천공이 아닌 측면의 상부에서 하향으로 절개된 절개공의 형태이며, 이는 함체부(100)를 일체로 제작하기에 용이한 구조이다.

상기 제1홈(110)과 제2홈(120)에는 고무재질의 연통부(150)가 삽입되어 상기 제1홈(110)과 제2홈(120)을 지나는 전선을 보호하게 된다.

이와 같은 구조의 함체부(100)의 수용공간부(140)에는 상기 회로기판부(200)가 결합된다. 상기 회로기판부(200)는 앞서 설명한 바와 같이 볼트(131)에 의하여 결합돌출부(130)에 결합 고정되는 것이며, 그 구성은 인쇄회로기판인 기판(210)과, 상기 기판(210)에 실장된 전자소자(220) 및 반도체패키지소자(230)들을 포함한다.

상기 전자소자(220)라 함은 반도체 공정에 의해 제조되지 않은 전통적인 소자로 저항, 대용량 커패시터, 코일 등을 포함할 수 있으며, 반도체패키지소자(230)라 함은 반도체 공정을 통해 제조된 칩을 패키징한 소자로 트랜지스터, 소용량 커패시터 등이 될 수 있다.

이와 같은 구성은 SMPS의 동작을 위한 회로들의 집합이며, 이러한 회로들의 위치나 연결관계는 설계에 따라 변경될 수 있는 것이다. 본 고안은 SMPS 회로의 구체적인 구성에 대한 고안이 아니기 때문에 회로의 구성에 대해서는 상세한 설명을 하지 않는다.

그러나 최근의 SMPS 들은 반도체패키지소자(230)의 방열효율을 높이기 위하여 기판(210)의 가장자리에 배치하는 것이 보통이며, 본 고안에서는 이러한 반도체패키지소자(230)의 방열효율을 특별히 높이기 위한 구조를 제공한다. 이러한 구조에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.

상기 함체부(100)에 회로기판부(200)를 고정한 상태에서, 몰딩부(300)를 형성하기 위하여 용융된 수지를 상기 함체부(100)에 주입한다. 상기 용융된 수지의 양은 미리 산출한 상기 회로기판부(200)와 커버부(400) 사이의 공간의 부피에 따라 결정된다.

상기와 같이 수지를 상기 함체부(100)와 회로기판부(200)를 몰드로 하여 투입 또는 주입한 상태에서 커버부(400)를 덮는다.

이때 상기 커버부(400)는 소정의 압력으로 덮여지며, 상기 주입된 수지가 상기 회로기판부(200)의 전자소자(220)와 반도체패키지소자(230)의 사이 공간에 고르게 퍼지게 하며, 상기 회로기판부(200)와 상기 커버부(400)의 사이에도 위치하도록 한다.

상기 커버부(400)는 그 형상이 상기 회로기판부(200)의 기판(210)에 실장되어 있는 전자소자(220) 및 반도체패키지소자(230) 들이 각각 또는 복수로 수용될 수 있는 공간을 하부에 제공할 수 있는 형상이다.

즉, 상기 전자소자(220)들의 사이, 반도체패키지소자(230)들의 사이 및 상기 전자소자(220)들과 반도체패키지소자(230)들의 사이에서는 골(410)이 형성되고, 상기 전자소자(220)들 및 반도체패키지소자(230)의 위치에서는 돌출면(420)가 형성된다.

또한 상기 돌출면(420)의 높이 역시 그 하부에 위치하게 되는 전자소자(220) 또는 반도체패키지소자(230)의 높이에 따라 다른 높이가 된다.

이와 같은 구조의 커버부(400)를 사용하면, 종래의 평탄한 덮개를 사용하는 것에 비하여, 상기 몰딩부(300)의 형성을 위한 수지의 사용량이 줄어들게 되어, 제조비용을 줄일 수 있으며, 무게 또한 줄일 수 있는 특징이 있다.

또한 상기 전자소자(220)들과 반도체패키지소자(230)에서 발생된 열을 방출하기 위한 경로, 즉 열방출을 위한 거리가 줄어들게 됨과 아울러 커버부(400)의 표면적이 증가하여 열 방출효율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 골(410)에 의해 인접한 다른 소자들과 일정한 갭(gap)을 유지하게 되어 상호간에 열전달에 의한 간섭이 최소화 되며, 특히 상기 골(410)에 의한 갭이 외부에 노출되어 있으므로 에어 플로우(Air flow)에 의한 와류발생을 촉진하여 방열에 뛰어난 작용을 하게 되는 것이다.

상기 주입된 수지가 굳으면서 상기 커버부(400)를 고정시키게 된다. 따라서 상기 커버부(400)를 함체부(100)에 고정하기 위한 볼트 등의 별도의 체결수단을 사용하지 않기 때문에 제조공정을 단순화하고, 생산성을 높일 수 있게 된다. 상기 수지는 실리콘 재질로 마련될 수 있는데, 상기 실리콘 재질의 접착력에 의해 상기 커버부(400)의 고정이 가능하게 되는 것이다.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이의 일부 단면도로서, 상기 기판(210)의 가장자리에 위치하는 반도체패키지소자(230)를 상기 함체부(110)의 측면 내측으로 밀어 밀착시키는 밀착유지부(430)가 상기 커버부(400)의 하부측에 마련될 수 있다.

이와 같이 밀착유지부(430)를 사용함으로써, 열의 발생이 많은 반도체패키지소자(230)를 함체부(110)에 직접 밀착시켜 방열이 되도록 하여, 방열 효율을 높일 수 있게 된다.

본 고안은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 고안의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

100:함체부 110:제1홈
120:제2홈 130:결합돌출부
131:볼트 140:수용공간부
150:연통부 200:회로기판부
210:기판 220:전자소자
230:반도체패키지소자 300:몰딩부
400:커버부 410:골
420:돌출면 430:밀착유지부

Claims

상면이 개방되어 내측에 수용공간부(140)가 마련됨과 아울러 마주하는 두 측면의 상단부로부터 하향으로 형성된 제1홈(110)과 제2홈(120)이 마련된 함체부(100);
상기 수용공간부(140)에 안착 결합되며, 외부에서 공급된 교류전원을 정전원으로 변환하는 회로기판부(200);
상기 함체부(100)의 상기 제1홈(110)과 제2홈(120)에 각각 삽입되어 외부에서 교류전원이 상기 회로기판부(200)에 공급될 수 있도록 하는 전선과 상기 회로기판부(200)의 직류전원을 부하측으로 공급할 수 있는 전선을 보호하는 연통부(150);
상기 함체부(100) 내에 위치하는 회로기판부(200)의 상부를 덮는 몰딩부(300); 및
상기 회로기판부(200)의 기판(210)에 실장된 전자소자(220)와 반도체패키지소자(230)의 위치와 높이에 따라 골(410)과 돌출면(420)을 가지되, 상기 골(410)은 상기 전자소자(220)와 반도체패키지소자(230)의 사이에 위치하고, 상기 몰딩부(300)의 상면에 저면이 접촉되는 커버부(400)를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
제1항에 있어서,
상기 함체부(100)는, 바닥면에서 상향으로 돌출되어, 상기 기판(210)의 저면을 지지하고, 볼트(131)에 의해 상기 기판(210)이 고정되는 결합돌출부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 함체부(100)는 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
제1항에 있어서,
상기 커버부(400)는,
상기 기판(210)의 가장자리에 실장된 상기 반도체패키지 소자를 상기 함체부(100)의 측면에 밀착시키도록 저면에서 하향 돌출되는 밀착유지부(430)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
제4항에 있어서,
상기 커버부(400)는,
상기 함체부(100)와 회로기판부(200)를 몰드로 하여 용융된 수지를 주입한 상태에서 커버부(400)를 덮고 상기 수지가 굳어져 몰딩부(300)가 형성될 때, 상기 수지의 접착력에 의해 별도의 체결수단을 사용하지 않고도 고정되는 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이.
제5항에 있어서,
상기 몰딩부(300)의 재질은 실리콘 인 것을 특징으로 하는 스위칭 모드 파워 서플라이.