KR20190001790U - 외장용 전원 공급 장치 - Google Patents

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KR20190001790U
KR20190001790U KR2020190002630U KR20190002630U KR20190001790U KR 20190001790 U KR20190001790 U KR 20190001790U KR 2020190002630 U KR2020190002630 U KR 2020190002630U KR 20190002630 U KR20190002630 U KR 20190002630U KR 20190001790 U KR20190001790 U KR 20190001790U
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크리벨라로 레나토
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에프.에이.알.티. 에스.알.엘.
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Abstract

입력에서 교류 또는 직류 전기 에너지를 수신하고, 출력에서 직류 전기 에너지를 제공하도록 구성되는 전자 기판(2); 및 충격 및 기후 요인으로부터 상기 전자 기판(2)을 감싸고 보호하는 외부 보호 케이싱을 포함하는 외장용 전력 공급 장치(1)이되; 상기 전력 공급 장치(1)는 상기 외부 보호 케이싱이 단일체 구조이고 미네랄 종류의 하나 이상의 불활성 물질의 입자들 및 선택적으로 분말들로 채워진 레진으로 제조되는 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)으로 기본적으로 구성되는 것을 특징으로 하고; 및 상기 전자 기판(2)은 상기 견고한 압축성 복합-재료 블록(3) 내부에 완전히 내장되는 것을 특징으로 하는, 일종의 외장용 전원 공급 장치(1)이다.

Description

외장용 전원 공급 장치{POWER SUPPLY UNIT FOR EXTERIORS}
본 발명은 2018년 11월 13일 출원된, 이탈리아 특허 출원 제 102018000010294호에 대한 우선권의 이점을 주장하며, 이들 모두는 그 전체가 본 명세서의 참고문헌으로 인용될 수 있다.
본 발명은 외장용 전원 공급 장치에 대한 것이다.
보다 상세하게, 본 발명은 외장용 스위칭 전원 공급 장치에 대한 것으로서, 외장용 LED 조명 장치에 전기 에너지를 공급하도록 되어 있다. 이의 용도는 이하의 개시내용에서 일반성을 잃지 않고 명시적으로 기술될 것이다.
공지된 바 같이, 외장용 스위칭 전원 공급 장치는 단상 전기 주전원과 일반 LED 조명 장치 또는 직류 전원 공급을 필요로 하는 임의의 다른 종류의 전기 부하 사이에 배치되도록 되어 있는 AD/DC 변환기이고; 전기 주전원에서 출력되는 교류 전기 에너지를 전술된 전기 부하에 전력을 공급하기에 적합한 직류 전기 에너지로 변환할 수 있는 것이고; 그리고, 마지막으로 악천후를 견딜 수 있도록 야외에서 설치되고 작동하도록 구체적으로 구성되는 것이다.
현재 업계에서 활용 가능한 외장용 스위칭 전원 공급 장치는 통상적으로 금속 재질로 만들어진 단단하고 거의 평행 육면체 모양의 상자-형태의 외부 쉘 또는 덮개; 상자-형태의 쉘의 내부에 거의 중앙에 위치되고 전기 에너지의 AC/DC 변환을 수행하는데 필요한 모든 구성요소들을 수용하는 전자 기판; 및 전자 기판을 쉘 내부에 고정시키는 동시에 전자 기판을 외부로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 내부에 전자 보드를 결합하는 상자-형태의 쉘 내부의 공간을 완전히 채우는, 열전도성 및 전기적으로 절연성인 실리콘-겔로 제조된 반-고체 및 반-경질 코어로 기본적으로 구성된다.
즉, 금속 재료로 제조된 상자-형태의 외장은 충격 및 기계적 스트레스에 대해 전자 기판을 보호하는 반면, 절연 실리콘-겔로 제조되는 코어는 수분 및 습기가 전자 기판에 도달하는 것을 방지한다.
마지막으로 상기 기술된 스위칭 전원 공급 장치는 상자-형태 쉘의 외부에 배치되고 전자 기판을 외부 전기 주전원에 연결하도록 전자 기판에 전기적으로 연결되는 두 개의 입력 커넥터들; 및 일반적으로 두 개의 입력 커넥터들에 대해 대향하는 측에, 상자-형태 쉘의 외부에 배치되고, 전원이 켜지는 LED 조명 장치에 전자 기판을 연결하도록 전자 기판에 전기적으로 연결되는 두 개의 출력 커넥터들을 구비한다.
안타깝게도, 실리콘-겔 코어가 열전도성 물질로 제조되더라도 실험 테스트 결과에 의하면 상자-형태의 쉘 내부에 매우 짧은 시간 내에 전원 공급 장치를 사용 불가능하게 만드는 비정상적 온도 분포가 경우에 따라 있을 수 있다.
보다 상세하게, 실험 테스트 결과에 따르면 예기치 않은 과도한 가열이 때때로 전자 기판의 일부 영역에서 발생하기 때문에, 고온에 보다 민감한 전자 부품을 빠르게 파손하는 결과를 매우 빈번히 초래한다. 이러한 비정상적인 온도 분포는 실리콘-겔 코어와 껍질의 내부 표면 사이의 불완전한 접촉에 의해 야기되거나 촉발된 것일 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 설명된 국부적 과열 문제를 없애는 동시에, 외장용 스위칭 전원 공급 장치의 제조 비용을 감소시키는데 있다.
상기 목적에 맞추어, 본 발명에 따르면, 입력에서 교류 또는 직류 전기 에너지를 수신하고, 출력에서 직류 전기 에너지를 제공하도록 구성되는 전자 기판; 및 충격 및 기후 요인으로부터 전자 기판을 감싸고 보호하는 외부 보호 케이싱을 포함하고; 상기 전력 공급 장치는 상기 외부 보호 케이싱이 단일체 구조이고 미네랄 종류의 하나 이상의 불활성 물질의 입자들로 채워진 레진으로 제조되는 견고한 압축성 복합-재료 블록을 포함하는 것을 특징으로 하고; 및 상기 전자 기판은 상기 견고한 압축성 복합-재료 블록 내부에 완전히 내장되는 것을 특징으로 하는, 일종의 외장용 전원 공급 장치가 제공된다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 레진에 내장된 불활성 물질 입자의 크기가 5 mm 미만의 범위인 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 레진에 내장된 불활성 물질 입자의 크기가 3 mm 미만의 범위인 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 레진에 내장된 불활성 물질 입자의 크기가 25 ㎛를 초과하는 범위인 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 레진은 열경화성 레진인 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 레진이 에폭시-계 레진인 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 불활성 물질은 하나 이상의 미네랄 및/또는 석재를 포함하는 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 불활성 물질은 석영을 포함하는 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 미네랄-종류의 불활성 물질 입자(들)의 양은 견고한 압축성 복합-재료 블록을 형성하는 복합 물질의 전체 중량의 30% 를 초과하는 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 전자 기판이 적어도 하나의 인쇄 기판 및 상기 인쇄 기판 상에 고정된 일련의 전기/전자 부품들을 포함하는 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 전자 기판이: 교류 전기 에너지를 직류 전기 에너지로 변환하도록 되어 있는 스위칭 타입의 AC/DC 변환 모듈; 및 AC/DC 변환 모듈의 전단 및 후단에 각기 위치하고, AC/DC 변환 모듈의 입력 및 출력에서 각기 발생하는 고주파 노이즈를 감소/최소화하도록 구성되는 두 개의 필터링 회로들을 포함하는 것을 추가적 특징으로 한다.
필수적이지 않지만 바람직하게는, 전원 공급 장치는 견고한 압축성 복합-재료 블록의 외부에 배치되고 전자 기판에 전기적으로 연결되는 입력 커넥터들 및 출력 커넥터들을 추가로 포함하는 것을 또한 특징으로 한다.
본 발명은 하기에 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이며, 첨부된 도면은 비제한적인 실시예를 도시한다:
도 1은 본 발명의 교시에 따라 실현되는 외장용 전원 공급 장치의 등각 도면으로서, 명료성을 위해 부품들이 투명화되고 부품들이 생략되었다; 반면
도 2는 도 1에 도시된 전원 공급 장치의 단면도로서, 명료성을 위해 부품들이 생략되었다.
도 1및 도 2를 참조하여, 참조번호 1은 외장용 LED 조명 장치 전원공급에 바람직하게 사용되는 외장용 전원 공급 장치 전체를 표시한다.
보다 상세하게, 스위칭 전원 공급 장치(1)는 공지된 단상 전기 주전원과 일반 LED 조명 장치 등 사이에 배치되도록 되어 있고, 전기 주전원에서 출력되는 교류 전기 에너지를 LED 조명 장치 또는 안정적인 직류 전원 공급을 필요로 하는 임의의 기타 전기 부하에 전력을 공급하기에 적합한 직류 전기 에너지로 변환할 수 있다.
전원 공급 장치(1)는 또한 악천후를 견딜 수 있도록, 설치되고 야외에서 지속적으로 작동되도록 구체적으로 구성된다.
보다 상세하게, 전원 공급 장치(1)는 바람직하게는 일반적 외부 단상 전기 주전원으로부터 공급되는 교류 전기 에너지를 입력에서 수신하고, 직류 전기 에너지를 바람직하게는 일정한(안정적인) 전압 및/또는 전류에 출력에서 공급하도록 구성되는 전자 기판(2); 및 충격 및 기후 요인들로부터 전자 기판(2)을 감싸고 보호하는 단단하고 견고한 보호성 외부 케이싱으로 기본적으로 구성된다.
전원 공급 장치(1)는 예를 들어 빌딩 내부 등과 같은 실내에서도 확실하게 사용될 수 있다.
이미 공지된 외장용 전원 공급 장치들과 달리, 외부 보호 케이싱은 기본적으로 바람직하게는 5 mm(밀리미터) 미만의 입자 크기를 갖는, 하나 이상의 미네랄 종류의 불활성 재료의 입자들 및 선택적으로 분말들로 채워진 레진으로 제조되는 단일체 구조를 갖는 견고한 압축성 복합-재료 블록(3); 및 상기 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)에 완전하게 내장된 전자 기판(2)으로 구성되거나 이를 포함한다.
바람직하게는, 불활성 물질(들) 입자들 및 선택적으로 분말들의 양은 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)을 형성하는 복합 물질의 전체 중량의 30%, 선택적으로는 50%를 더 초과한다.
보다 상세하게, 레진은 바람직하게 열경화성 레진이고, 바람직하게 석영(이산화규소), 장석(feldspar) 또는 기타 미네랄의 입자들 및 선택적으로는 분말들을 포함한다. 부가적 또는 대안적으로, 복합 재료는 또한 대리석 및/또는 화강암 및/또는 기타 석재의 입자들 및/또는 분말들을 또한 포함할 수 있다.
또한, 레진에 내장된 불활성 물질 입자의 크기는 3 ㎜(밀리미터) 미만의 범위이다. 바람직하게, 또한, 레진에 내장된 불활성 물질 입자의 25 ㎛(마이크로미터)를 더 초과하는 범위이다.
즉, 불활성 물질 입자의 크기는 바람직하게 25 ㎛(마이크로미터) 내지 3 ㎜(밀리미터)의 범위이다.
또한, 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)은 바람직하게 실질적으로 평행 육면체 모양이고, 전자 기판(2)은 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)의 실질적으로 중앙에 바람직하게 배치된다.
도시된 실시예에서, 특히, 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)은 바람직하게는 잉곳과 같은 형태이고, 바람직하게는 25 ㎛(마이크로미터) 내지 3 mm(밀리미터)의 범위의 크기를 갖는 석영 입자들 및 분말들로 채워진 열경화성 레진으로 바람직하게는 제조된다.
바람직하게, 열경화성 레진은 추가적으로 에폭시-계 레진이다. 보다 상세하게는, 열경화성 레진은 바람직하게 고리형 지방족(cycloaliphatic) 에폭시 레진이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전자 기판(2)은 바람직하게 실질적으로 직사각형 형태의 인쇄 회로(4) 및 상기 인쇄 회로(4) 상에 적합하게 고정된 일련의 공지된 전기/전자 부품들을 포함한다.
전기/전자 부품들의 조립체는 외부 전기 주전원으로부터 출력되는 교류 전기 에너지를 LED 조명 장치 또는 기타 임의의 직류 전원을 필요로 하는 전기 부하에 적합한 직류 전기 에너지로 변환하도록 되어 있다.
보다 상세하게, 전자 기판(2)은 바람직하게는: 외부 전기 주전원에서 출력되는 교류 전기 에너지를 직류 전기 에너지로 변환하도록 되어 있는, 바람직하게는 인쇄 회로(4)의 중앙 영역에 배치되는 스위칭 타입의 AC/DC 변환 모듈(5); 및 AC/DC 변환 모듈(5)의 각각 전단 및 후단에 인쇄 회로(4) 상에 위치하고, AC/DC 변환 모듈(5)의 입력 및 출력에서 각기 발생하는 고주파 노이즈를 감소/최소화하도록 구성되는 두 개의 필터링 회로들(6, 7)을 포함한다.
바람직하게, AC/DC 변환 모듈(5)은: 소형 쉘-타입 변압기(9); MOSFET스위치(10); 정류기(11); 및 MOSFET 스위치(10)에 명령을 전달하는 마이크로프로세서(도면에 미도시됨)를 포함한다.
반면에, 필터링 회로(6)는 바람직하게는 패시브 EMI 필터(13) 및 상호 적절하게 연결되는 바람직하게는 일련의 전해질 및/또는 세라믹 커패시터(14)를 바람직하게는 포함한다.
이와 유사하게, 필터링 회로(7)는 상호 적절하게 연결되는 바람직하게는 일련의 전해질 및/또는 세라믹 커패시터들(15)을 바람직하게 포함한다.
도 1을 참조하면, 전자 기판(2)은 최종적으로 AC/DC 변환 모듈(5) 또는 필터링 회로(6)의 전단에 위치하고, 단상 전기 주전원으로부터의 가능한 과전압이 전자 기판(2)을 회복 불가능하게 손상시키는 것을 방지하도록 되어 있는 과전압 보호 회로(16)를 또한 포함한다.
전원 공급 장치(1)는 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)의 외부에 배치되고 전자 기판(2)을 외부 전기 주전원에 연결하도록, 전자 기판(2)의 입력 단자들에 전기적으로 연결되는 입력 커넥터들(17); 및 바람직하게는 입력 커넥터들(17)에 대해 대향하는 측에, 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)의 외부에 배치되고, 직류 전원을 필요로 하는 LED 조명 장치 또는 기타 전기 부하에 전자 기판(2)을 연결하도록 전자 기판(2)의 출력 단자들에 전기적으로 연결되는 출력 커넥터들(18)을 최종적으로 구비한다.
특히, 도시된 실시예에서, 입력 커넥터(17) 및 출력 커넥터(18)는 바람직하게 실질적으로 잉곳-형태인, 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)의 축 방향 양 단부에 위치한다.
전원 공급 장치(1)의 작동은 전술한 설명으로부터 쉽게 추측될 수 있으므로, 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)이 전기적으로 절연성이고 또한 방수성인 경질 및 강성 재료로 제조된다는 것을 제외하고는 추가적 설명을 필요로 하지 않는다.
외부 보호 케이싱의 특정 구조에 연결되는 것의 이점은 현저하게 나타날 수 있다.
무엇보다도, 전원 공급 장치(1)는 상대적으로 낮은 제조 비용을 갖는다.
사실상, 전력 공급 장치(1)의 제조는 순차적으로, 하나 이상의 불활성-종류의 미네랄 재료의 입자들 및 선택적으로 분말들로 채워진 레진을 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)과 형태상으로 상보적이고 이미 전자 기판(2)을 수용하는 몰드 내로 담는 단계; 및 몰드 및 이의 내용물을 레진의 중합/가교 및 경화를 유발하는 열 가열 싸이클에 가하는 단계를 포함한다.
또한, 전원 공급 장치(1)는 더 이상은 금속 재료로 제조되는 보호성 외부 쉘을 필요로 하지 않는다.
사실상, 전기 절연성 및 방수성을 갖는 단단하고 견고한 재료로 이루어지기 때문에, 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)은 충격 및 악천후로부터 전자 기판(2)을 보호할 수 있고, 동시에 전자 기판(2)에 의해 통상적으로 생성되는 열의 방출을 이상적으로 보장한다.
마지막으로, 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)의 특정 단일체 구조는 실리콘-겔 및 금속 조합의 전체적인 열 저항 보다 현저히 낮은 열 저항을 가짐으로써, 전자 기판(2)에 의해 생성된 열의 방출을 개선시킨다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상술한 전원 공급 장치(1)에 변경 및 변형이 이루어질 수 있음이 최종적으로 명백하다.
예를 들면, 전자 기판(2)은 옆으로 배치되고 상호 전기적으로 연결되는 두 개 이상의 인쇄 회로(4)를 포함할 수 있고, 전기/전자 부품들은 상기 두 개 이상의 인쇄 회로(4) 에 적절히 펼쳐진다.
또한, 전자 기판(2)은, 예를 들어 바람직하게 일정한 전압 및/또는 전류로 직류 전기 에너지를 출력에서 제공하는 공지된 고전압 및/또는 고용량 배터리 팩으로부터 출력되는 직류 전기 에너지를 입력에서 수신할 수 있다.

Claims (13)

  1. 입력에서 교류- 또는 직류- 전기 에너지를 수신하고, 출력에서 직류 전기 에너지를 제공하도록 구성되는 전자 기판(2); 및 충격 및 기후 요인으로부터 상기 전자 기판(2)을 감싸고 보호하는 외부 보호 케이싱을 포함하는 외장용 전력 공급 장치(1)이되;
    상기 전력 공급 장치(1)는 상기 외부 보호 케이싱이 단일체 구조이고 미네랄 타입의 하나 이상의 불활성 물질의 입자들로 채워진 레진으로 제조되는 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)을 포함하는 것을 특징으로 하고; 및 상기 전자 기판(2)은 상기 견고한 압축성 복합-재료 블록(3) 내부에 완전히 내장되는 것을 특징으로 하는, 일종의 외장용 전원 공급 장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레진에 내장된 상기 불활성 물질 입자의 크기가 5 mm 미만의 범위인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레진에 내장된 상기 불활성 물질 입자의 크기가 3 mm 미만의 범위인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 레진에 내장된 상기 불활성 물질 입자의 크기가 25 ㎛를 초과하는 범위인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 레진에 내장된 상기 불활성 물질 입자의 크기가 25 ㎛를 초과하는 범위인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레진은 열경화성 레진인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 레진은 에폭시-계 레진인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 불활성 물질은 하나 이상의 미네랄 및/또는 석재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 불활성 물질은 석영을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 미네랄 타입의 불활성 물질 입자의 양은 상기 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)을 형성하는 복합 물질의 전체 중량의 30% 를 초과하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전자 기판(2)이 적어도 하나의 인쇄 기판(4) 및 상기 인쇄 기판(4)상에 고정된 일련의 전기/전자 부품들(9, 10, 11, 13, 14, 15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전자 기판(2)은:
    교류 전기 에너지를 직류 전기 에너지로 변환하도록 되어 있는, 스위칭 타입의 AC/DC 변환 모듈(5); 및 상기 AC/DC 변환 모듈(5)의 각각 전단 및 후단에 위치하고, 상기 AC/DC 변환 모듈(5)의 입력 및 출력에서 각기 발생하는 고주파 노이즈를 감소/최소화하도록 구성되는 두 개의 필터링 회로들(6, 7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 견고한 압축성 복합-재료 블록(3)의 외부에 배치되고 상기 전자 기판(2)에 전기적으로 연결되는 입력 커넥터들(17) 및 출력 커넥터들(18)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
KR2020190002630U 2018-11-13 2019-06-24 외장용 전원 공급 장치 KR20190001790U (ko)

Applications Claiming Priority (2)

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