방열구조 일체형 전원공급기(POWER SUPPLY APPARTUS WITH INTEGRATED HEAT-SINK STRUCTURE)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2008-0011146
(43) 공개일자 2008년01월31일
(51) Int. Cl.

H05K 7/20 (2006.01) H05K 5/00 (2006.01)
H02M 1/02 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2007-0114386
(22) 출원일자 2007년11월09일
심사청구일자 2007년11월09일
(71) 출원인
주식회사 파워탑
인천광역시 계양구 서운동 55-7
주식회사 루미시스
경기도 안산시 상록구 이동 709-2 3층
(72) 발명자
황규명
경기 부천시 오정구 내동 259-1
이우필
경기도 수원시 권선구 금곡동 삼익1차아파트
103-804
전체 청구항 수 : 총 4 항
(54) 방열구조 일체형 전원공급기
(57) 요 약
본 발명은 금속 또는 비철금속에 의해 본체를 내부 중공적으로 형성하면서 그 외측에는 다수의 방열핀을 일체로
형성하고 그 내부에 발열원으로 작용하는 회로소자가 배치된 인쇄회로기판을 수납하여 별도의 방열구조를 설치하
지 않고서도 상기 발열원으로부터 열에 대한 방열효율을 극대화시킨 방열구조 일체형 전원공급기에 관한 것이다.
바람직한 실시예에 따르면 상기 전원공급기는 발열원으로서의 회로소자(트랜스포머, 고전압/고전류 스위칭소자)
가 배치된 인쇄회로기판(PCB)이 내재된 전원공급기에서, 그 본체는 금속 또는 비철금속에 의해 내부 중공형태로
형성되고, 그 양측면 내부에는 PCB가이드요홈이 상호 대향되게 일체로 형성되며, 그 전면과 후면은 전면가스켓과
후면가스켓이 개지된 상태로 전면커버와 후면커버에 의해 커버링되고, 상기 본체의 저면에는 상기 PCB가이드요홈
에 의해 안내되어 장착되는 상기 인쇄회로기판의 위치를 결정하는 스토퍼나사가 체결되며, 상기 본체의 외측에는
상기 발열원으로서의 회로소자로부터 발생된 열에 대한 방열표면적을 증진시키기 위한 다수의 방열핀이
형성된다.
대표도 - 도2
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공개특허 10-2008-0011146
특허청구의 범위
청구항 1
발열원으로서의 회로소자(트랜스포머, 고전압/고전류 스위칭소자)가 배치된 인쇄회로기판(PCB)이 내재된 전원공
급기에 있어서,
상기 전원공급기의 본체는 금속과 비철금속 중 어느 하나에 의해 내부 중공형태로 형성되고,
상기 본체의 양측면 내부에는 상기 인쇄회로기판(PCB)의 장착을 안내하는 PCB가이드요홈이 상호 대향되게 일체
로 형성되며,
상기 본체의 전면과 후면은 금속판재와 비철금속판재 중 어느 하나에 의해 형성된 전면커버와 후면커버에 의해
커버링되고,
상기 본체의 저면에는 상기 PCB가이드요홈에 의해 안내되어 장착되는 상기 인쇄회로기판의 위치를 결정하는 스
토퍼나사가 체결되며,
상기 본체의 외측에는 상기 발열원으로서의 회로소자로부터 발생된 열에 대한 방열표면적을 증진시키기 위한 다
수의 방열핀이 형성된 것을 특징으로 하는 방열구조 일체형 전원공급기.
청구항 2
제 1항에 있어서, 상기 다수의 방열핀은 상기 본체의 외측에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 방열구조 일체
형 전원공급기.
청구항 3
제 1항에 있어서, 상기 본체의 전면 및 후면과 상기 전면커버와 후면커버의 사이에는 전면가스켓과 후면가스켓
이 대응되게 개재되는 것을 특징으로 하는 방열구조 일체형 전원공급기.
청구항 4
제 1항에 있어서, 상기 전면커버와 상기 후면커버의 하단에는 상기 본체의 저면이 일정한 높이에 위치하도록 고
정시키기 위해 외향적으로 절곡된 하단절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 방열구조 일체형 전원공급기.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은 방열구조 일체형 전원공급기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄회로기판(PCB)상에 장착된 회로소<1>
자(예컨대 트랜스포머라든지 전력트랜지스터 등)에서 발생되는 열을 방열시키기 위한 방열구조가 일체로 갖추
어진 전원공급기에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로, 직류전원(DC전원)에 의해 작동되는 전원부하소자(예컨대 중앙처리장치(CPU)라든지 DC전원램프 등)<2>
또는 그런한 전원부하소자가 구비되는 전원부하기기(예컨대, CPU를 채용한 컴퓨터라든지 DC전원램프에 의한 가
로등, 아크용접을 위한 전기용접기 등)에는 상용교류전원(AC전원)을 직류전원으로 변압하여 전원부하소자에 공
급하기 위한 소위 '전원어댑터'로 칭해지는 전원변환기가 적용된다.
그러한 전원변환기의 내부에는 인쇄회로기판(PCB)상에 AC전원을 DC전원으로 변환해주는 트랜스포머라든지, 전원<3>
부하소자 또는 전원부하기기의 형태에 따라 고전압/고전류를 스위칭하기 위한 스위칭소자(예컨대, 스위칭 트랜
지스터) 등이 발열원으로서 포함된다.
통상적으로, 발열원으로서의 회로소자(예컨대, 트랜스포머라든지 스위칭소자 등)가 탑재된 인쇄회로기판은 합성<4>
수지제 또는 금속제의 외장케이스에 의해 외부적으로 커버링된다.
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공개특허 10-2008-0011146
하지만, 상기의 인쇄회로기판이 금속제 또는 합성수지제의 외장케이스의 내부에 수납되는 경우 발열원으로서의<5>
회로소자가 대개 밀폐된 상태로 유지되기 때문에 해당하는 전원공급기의 작동시 외장케이스의 내부 온도가 상
승되고, 그에 따라 상승된 온도에 의해 그 외장케이스 내부의 인쇄회로기판 상에 탑재된 다른 회로소자에 열에
의한 악영향을 주게 된다.
따라서, 합성수지제 또는 금속제의 전원공급기의 외장케이스에 대해서는 내부의 발열원으로서의 회로소자로부터<6>
발생된 열이 외부로 방열되도록 하기 위한 방열구(放熱口)를 형성해주거나, 열전도성이 양호한 금속 또는 비철
금속의 방열판(Heat-sink)를 별도로 설치해줌으로써 외장케이스의 내부 온도 상승에 의한 악영향(예컨대 부품의
기능 저하 또는 파손과 그에 의한 회로오동작 등)을 억제하게 된다.
그러나, 전원공급기의 외장케이스에 방열구를 형성해주는 경우라해도 장시간 작동시 그 내부의 발열원으로서의<7>
회로소자에서 발생되는 열은 점차 상승되어가지만 그 방열구를 통한 방열효과는 비례적으로 증대되지 못하여 여
전히 외장케이스의 내부 온도에 의한 악영향을 완전히 배제하지 못하게 된다.
더구나, 외장케이스에 방열구가 형성된 경우 그 방열구를 통해 이물질(특히, 수분)이 유입되어 다른 악영향을<8>
유발할 가능성이 상존하는 실정이다.
반면에, 발열원으로서의 회로소자에서 발생되는 열을 저감시키기 위한 방열판은 대개 전원공급기가 전원부하기<9>
기의 내부에 일체로 형성되는 경우에 주로 적용되는 바, 그 전원부하기기의 외부에서 연결되는 외장형 전원공급
기의 외장케이스에는 그러한 방열판의 구조를 적용하기 위한 설계 상의 제약(예컨대, 치수의 소형화라든지 제조
공정의 단순화 등)으로 말미암아 널리 사용되지는 못하는 상황이다.
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
본 발명은 상기한 종래기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 발열원으로서의 회로소자가 내장되는 외장케이<10>
스를 열전도성이 양호한 금속 또는 비철금속으로 형성하면서 그 외장케이스의 외측에는 방열핀(fin)형상이 형성
되도록 해서 방열효과가 증진되도록 함으로써 별도의 방열구를 형성하거나 방열판을 설치해줄 필요가 없는 방열
구조 일체형 전원공급기를 제공함에 그 목적이 있다.
과제 해결수단
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 발열원으로서의 회로소자(트랜스포머, 고전<11>
압/고전류 스위칭소자)가 배치된 인쇄회로기판(PCB)이 내재된 전원공급기에 있어서, 상기 전원공급기의 본체는
금속과 비철금속 중 어느 하나에 의해 내부 중공형태로 형성되고, 상기 본체의 양측면 내부에는 상기 인쇄회로
기판(PCB)의 장착을 안내하는 PCB가이드요홈이 상호 대향되게 일체로 형성되며, 상기 본체의 전면과 후면은 금
속판재와 비철금속판재 중 어느 하나에 의해 형성된 전면커버와 후면커버에 의해 커버링되고, 상기 본체의 저면
에는 상기 PCB가이드요홈에 의해 안내되어 장착되는 상기 인쇄회로기판의 위치를 결정하는 스토퍼나사가 체결되
며, 상기 본체의 외측에는 상기 발열원으로서의 회로소자로부터 발생된 열에 대한 방열표면적을 증진시키기 위
한 다수의 방열핀이 형성된 방열구조 일체형 전원공급기가 제공된다.
바람직하게, 상기 다수의 방열핀은 상기 본체의 외측에 일체로 형성된다.<12>
또, 본 발명에 따르면, 상기 본체의 전면 및 후면과 상기 전면커버와 후면커버의 사이에는 상기 본체의 내부로<13>
수분이라든지 먼지가 유입되지 않도록 하기 위한 전면가스켓과 후면가스켓이 대응되게 개재된다.
바람직하게, 상기 전면커버와 상기 후면커버의 하단에는 상기 본체의 저면이 일정한 높이에 위치하도록 고정시<14>
키기 위해 외향적으로 절곡된 하단절곡부가 형성된다.
효 과
상기한 본 발명에 따른 방열구조 일체형 전원공급기에 의하면, 열전도성이 양호한 금속 또는 비철금속에 의해<15>
전원공급기의 본체를 내부 중공적으로 형성하면서 그 외측에는 방열표면적을 극대화시킨 다수의 방열핀을 일체
로 형성하고, 그 내부에 발열원으로 작용하는 회로소자가 배치된 인쇄회로기판을 수납하여 전면커버와 후면커버
로 커버링하기 때문에 그 금속 또는 비철금속의 본체 내에서 발생되는 열이 상기 다수의 방열핀을 통해 방열이
이루어지기 때문에 해당하는 전원공급기에서 상기 발열원으로 작용하는 회로소자로부터 발생된 열에 의한 악영
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공개특허 10-2008-0011146
향이 저감될 수 있다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.<16>
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방열구조 일체형 전원공급기를 나타낸 개략사시도이고, 도 2는 도 1<17>
에 도시된 본 발명에 따른 방열구조 일체형 전원공급기의 분리도이며, 도 3은 도 2에 도시된 인쇄회로기판(PC
B)의 지지구조를 설명하기 위한 측단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 방열구조 일체형 전원공급기(10)의 본체(12)는 대체로 사각형상으로 형성되면<18>
서 그 상면과 양측 외표면에는 방열효과의 증진을 위해 요철(凹凸)형상의 다수의 방열핀(放熱 fin)(도 2에서 22
참조)이 형성된다.
바람직하게, 상기 전원공급기(10)의 본체(12)는 그 내부에 배치된 인쇄회로기판(PCB)(도 2에서 26 참조)에 배치<19>
된 발열원으로의 회로소자(예컨대, 트랜스포머라든지 스위칭소자 등)로부터 발생된 열을 효과적으로 방열시키기
위해 열전도성이 양호한 금속이라든지 비철금속으로 형성되는 바, 그 대표적인 예로서는 알루미늄이 포함된다.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 전원공급기(10)의 본체(12)는 알루미늄의 압출에 의해 전면과 후<20>
면이 개방된 대체로 사각형으로 형성되고, 바람직하게 그 전원공급기(10)의 본체(12)를 형성하기 위한 알루미늄
의 압출시에 그 양측면과 상측면에 상기 다수의 방열핀(22)이 형성된다.
그에 대해, 본 발명에 따르면 상기 전원공급기(10)의 본체(12)는 열전도성이 양호한 금속 또는 비철금속의 압출<21>
에 의해 형성되는 예로 한정되지는 않고 상기 방열핀(22)이 형성되는 경우이면 어떠한 방식(예컨대 주조)에 의
해 형성되어도 된다.
또, 상기 전원공급기(10)의 본체(12)의 전면과 후면은 각기 금속판재 또는 비철금속 판재로 형성된 전면커버<22>
(14A)와 후면커버(14B)에 의해 커버링되는 바, 상기 전면커버(14A)에는 상용교류전원(AC)에 연결되는 AC전원라
인(16)과 그 AC전원라인(16)을 통해 수전된 상용AC전원으로부터 얻어진 직류전원(DC전원)을 전원부하기기(또는
전원부하소자)로 공급하기 위한 DC전원라인(18)의 배선을 위한 복수의 관통공이 형성된다.
여기서, 상기 AC전원라인(16)과 상기 DC전원라인(18)은 각기 전면커버(14A)와 후면커버(14B)에 분산되도록 배치<23>
해도 된다.
그리고, 상기 전면커버(14A)와 상기 후면커버(14B)의 하단의 일부는 외향적으로 절곡되고, 각 하단절곡부<24>
(14a,14b)의 중앙에는 필요한 경우 해당하는 전원공급기(10)의 본체(12)를 고정하기 위한 나사공(15)이 형성된
다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 전원공급기에 대한 구조를 보다 상세하게 설명하면, 상기 전원공급기(10)의 본<25>
체(12)는 그 내부가 중공형태로 형성되면서 그 양측면과 상측면에는 다수의 방열핀(22)이 일체로 형성되고, 그
본체(12)의 전면 및 후면의 4-모서리에는 상기 전면커버(14A)와 상기 후면커버(14B)를 대응적으로 결합시키기
위한 커버장착나사공(20)이 형성된다.
바람직하게, 상기 본체(12)의 양측면 내부에는 그 저면으로부터 일정한 간격을 두고서 PCB(26)가 슬라이드장착<26>
되도록 안내하기 위한 PCB가이드요홈(24a,24b)이 대향되게 형성된다.
더욱 바람직하게, 상기 본체(12)의 전면 및 후면과 그 전면과 후면을 커버링하는 상기 전면커버(14A)와 후면커<27>
버(14B)의 사이에는 예컨대 수분이라든지 오물이 유입되지 않도록 하기 위해 대체로 상기 본체(12)의 전면과 후
면의 형상에 대응하는 폭을 갖는 전면가스켓(28A)과 후면가스켓(28B)이 대응적으로 개재된다.
상기 전면가스켓(28A)과 후면가스켓(28B)의 4-모서리에도 상기 전면커버(14A)와 후면커버(14B)에 형성된 나사체<28>
결공(14c)(14d)에 대응하여 나사관통공(28a)(28b)가 형성된다.
따라서, 상기 전면카스켓(28A)과 후면가스켓(28B)의 나사체결공(14c)(14d)으로부터 상기 전면가스켓(28A)과 후<29>
면가스켓(28B)의 나사체결공(14c)(14d)을 통해 상기 본체(12)의 전면과 후면의 4-모서리에 형성된 상기 각 커버
장착나사공(20)에 이르도록 나사(도시 생략)를 체결함으로써 상기 전면커버(14A)와 상기 후면커버(14B)가 상기
본체(12)의 내부로 이물질(수분이라든지 먼지)가 유입되지 않도록 밀착된다.
또, 상기 전면커버(14A)에는 상기 AC전원라인(16)과 상기 DC전원라인(18)의 배선을 위한 배선관통공(30a)(30b)<30>
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이 형성된다.
그리고, 도 3을 참조하면, 상기 본체(12)의 저면에는 그 본체(12)의 양측면 내부에 형성된 상기 PCB가이드요홈<31>
(24a,24b)의 안내에 의해 장착되는 상기 인쇄회로기판(PCB)의 위치를 유지하기 위한 스토퍼나사(32)가
장착된다.
따라서, 본 발명에 따른 방열구조 일체형 전원공급기는 상기 본체(12)의 내부에 형성된 상기 PCB가이드요홈<32>
(24a,24b)에 발열원으로서의 회로소자가 배치된 상기 인쇄회로기판(PCB)(26)이 상기 스토퍼나사(32)의 지원하에
장착되고나서, 그 전면과 후면에 상기 전면가스켓(28A)과 후면가스켓(28B)이 개재된 상태로 상기 전면커버(14
A)와 상기 후면커버(14B)가 나사체결되면 그 내부로 수분이라든지 먼지 등의 이물질이 유입되지 않으면서, 그
본체(12)의 내부에서 발생되는 열은 그 본체(12)를 형성하는 금속 또는 비철금속에 의한 열전도성에 의해 방열
이 이루어지게 된다.
더욱이, 상기 본체(12)의 전면과 후면에 장착되는 상기 전면커버(14A)와 후면커버(14B)의 하단절곡부(14a)(14<33>
b)는 상기 본체(12)에 비해 낮은 위치에서 형성되도록 함으로써 상기 본체(12)의 저면을 통해서도 방열작용이
이루어지게 되고, 그 경우에는 상기 본체(12)의 저면에도 발열표면적을 향상시키기 위한 방열핀구조가 형성되도
록 해도 된다.
여기서, 상기 본체(12)는 그 외면에 형성된 다수의 방열핀(22)에 의해 방열표면적이 증대되기 때문에 더욱 효과<34>
적으로 방열이 이루어지게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되지는 않고 발명의 기술적 요지 및 요점을 이탈하지 않는 범위 내에서<35>
다양한 변경 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.
예컨대, 상기 본체(12)의 전면 및 후면과 상기 전면커버(14A)와 상기 후면커버(14B)의 사이에 배치되는 상기 전<36>
면가스켓(28A)과 후면가스켓(28B)이 배제되는 구조도 적용될 수 있다.
또, 상기한 설명에서는 상기 본체(12)는 대체로 사각형을 이루도록 일체로 형성되지만, 그 저면과 상면이 분리<37>
된 상태로 형성되고나서 접착이라든지 나사체결 등의 방식으로 형성해도 된다.
그리고, 상기한 실시예에서는 본 발명이 상용교류전원(AC전원)을 직류전원(DC전원)으로 변환하는 전원공급기에<38>
적용된 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 그러한 적용예로 한정되지는 않고 열원으로 작용하는 회로소자가
포함된 인쇄회로기판이 수납되는 구조에도 적용할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방열구조 일체형 전원공급기를 나타낸 개략사시도, <39>
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 방열구조 일체형 전원공급기의 분리도,<40>
도 3은 도 2에 도시된 인쇄회로기판(PCB)의 지지구조를 설명하기 위한 측단면도이다.<41>
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*<42>
10: 전원공급기, 12: 본체,<43>
14A,14B: 전면커버, 후면커버, 20: <44>
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도면
도면1
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도면2
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도면3
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