KR20170120009A - 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛 - Google Patents

방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 방열 및 센싱 구조가 향상된 전자제어유닛은 인쇄회로기판, 인쇄회로기판에 실장되는 복수 개의 전자소자, 인쇄회로기판과 결합되어 상기 복수개의 전자소자를 수용하는 플레이트를 포함하고, 플레이트는 복수 개의 전자소자 사이의 공간과 대응되는 위치에 하향 연장되어 형성된 쉴드부를 포함한다.

Description

방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛{ELECTRONIC CONTROL UNIT WITH IMPROVED HEAT DISSIPATION AND SENSING STRUCTURE}
본 발명은 전자제어유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 전자제어유닛에 구비되어 있는 센서 및 전자소자를 수용할 수 있도록 플레이트를 설치하여 전자소자에서 발생하는 열을 방열하고 외부에서 발생하는 자속을 차단하여 센싱을 용이하게 할 수 있는 전자제어유닛에 관한 것이다.
모터는 전기에너지를 기계에너지로 변화해 주는 기기이다. 이와 같은 모터를 구동하고 제어하기 위해서는 전자제어유닛이 필요하다. 또한, 전자제어유닛은 모터를 구동하고 제어하기 위한 전류센서, 모터위치센서, 구동회로 등을 포함하고 있다.
기존의 전류센서는 전류가 센서의 내부를 통과함으로써 전류를 감지 하였지만 이 경우 발열 문제가 발생하였다. 따라서 이러한 방식 대신 최근의 전류센서는 회로기판의 윗부분에서 전류로 인해 유도되는 자기장을 기초로 전류를 탐지한다.
모터위치센서는 모터 축과 같이 회전하도록 모터 축에 부착된 마그넷에서 일정 간격을 두고 설치되고 마그넷 회전에 따른 자기장의 변화에 따라 모터 위치를 감지한다.
다만, 위와 같이 전류센서 및 모터위치센서 모두 자기장을 이용하여 감지하기 때문에 각각의 자기장 혹은 주변의 자기장에 의하여 영향을 받아 탐지된 전류 값 혹은 위치 값이 변화되어 모터의 구동 및 제어가 저하되는 단점이 있다.
하기 선행기술문헌은 BLDC 전동기의 홀 센서 위치 보정 방법 및 전동기에 관한 것으로 BLDC 전동기, 홀 센서, PWM 구동부에 관련된 기술이 개시되어 있으며, 본 발명의 기술적 요지는 포함하고 있지 않다.
대한민국 등록특허공보 10-1283963호
본 발명의 실시 예에 따른 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
첫째, 전자제어유닛에 부착된 전자소자에서 발생하는 열을 방열하는 장치를 제공하고자 한다.
둘째, 전자제어유닛에 부착된 전자소자에 영항을 주는 외부 자기장을 차단하는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정하지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정하지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 방열 및 센싱 구조가 향상된 전자제어유닛은 인쇄회로기판, 인쇄회로기판에 실장되는 복수 개의 전자소자, 인쇄회로기판과 결합되어 상기 복수개의 전자소자를 수용하는 플레이트를 포함하고, 플레이트는 복수 개의 전자소자 사이의 공간과 대응되는 위치에 하향 연장되어 형성된 쉴드부를 포함한다.
전자소자가 인쇄회로기판의 하측에 실장되는 경우, 쉴드부는 인쇄회로기판을 관통하여 연장 형성된다.
쉴드부는 전자소자를 중심으로 대칭되게 형성된다.
쉴드부는 전자소자의 일측면를 내측으로 수용하도록 형성된 제1쉴드판부, 전자소자의 타측면을 내측으로 수용하도록 형성된 제2쉴드판부를 포함한다.
전자소자부는 인쇄회로기판 상측에 실장되고, 플레이트의 전자소자가 실장된 위치에 대응하는 부분은 방열판으로 형성되고, 방열판 및 전자소자 사이에는 열전달물질이 구비된다.
전자소자는 인쇄회로기판의 하측에 실장되고, 플레이트의 전자소자가 실장된 위치에 대응되는 부분은 방열판으로 형성되고, 방열판 및 전자소자에 대응하는 인쇄회로기판 위치 사이에 열전달물질이 구비된다.
본 발명의 실시 예에 따른 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛은 플레이트의 쉴드부가 전자소자에 영향을 주는 자기장을 차단함으로 전자소자의 성능을 높일 수 있다.
또한, 플레이트의 일부분을 방열판으로 형성하고 열전달물질을 구비하고 있어 전자소자에서 발생하는 열을 효과적으로 방열할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 따른 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛을 간략하기 도시한 단면도이다.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛의 모터위치센서를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛의 전류센서를 도시한 단면도이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛의 쉴드부를 도시한 상면도이다.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛의 방열판를 도시한 단면도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하겠다. 첨부한 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사항이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 방열 및 센싱 구조가 향상된 전자제어유닛은 인쇄회로기판(10), 전자소자(15), 플레이트(35)를 포함한다.
복수 개의 전자소자(15)는 인쇄회로기판(10)(Printed Circuit Boiard: PCB)에 실장된다.
플레이트(35)는 인쇄회로기판(10)과 결합되어 복수개의 전자소자(15)를 수용한다.
또한, 플레이트(35)에 접촉되는 인쇄회로기판(10)부분은 그라운드처리가 될 수 있다.
또한, 플레이트(35)는 복수 개의 전자소자(15) 사이의 공간과 대응되는 위치에 하향 연장되어 형성된 쉴드부(40)를 포함할 수 있다.
쉴드부(40)는 플레이트에서 하향 연장되어 인쇄회로기판에 부착되도록 설계할 수 있다.
인쇄회로기판(10)은 모터가 제어 및 구동될 수 있게 해주는 센서, 소자등을 부착할 수 있게 형성될 수 있으므로 복수개의 전자소자(15)는 모터위치센서, 전류센서를 포함할 수 있다.
모터위치센서(20)는 마그넷(1)에 의하여 유도되는 자기장을 기초로 모터(5)의 회전위치를 탐지하도록 인쇄회로기판(10)에 실장된다.
또한, 모터위치센서(20)는 홀 센서로 형성될 수 있다.
마그넷은 모터(5)의 회전축에 부착되어 회전축과 동시에 회전하도록 형성된다.
이에 따라, 모터위치센서(20)가 마그넷(1)에 의하여 유도되는 자기장을 감지할 수 있도록 인쇄회로기판(10)상에서 마그넷(1)에 대응하는 위치에 실장되어 마그넷(1) 회전에 따른 자기장의 변화를 감지하여 전기신호로 출력한다.
전류센서(30)는 모터(5)의 각상 및 구동회로에서 흐르는 전류를 탐지하도록 인쇄회로기판(10)에 실장된다.
특히, 전류센서(30)는 상기 인쇄회로기판(10)상에 흐르는 전류로 인해 유도되는 자기장을 기초로 모터(5)의 각상 혹은 구동회로에서 흐르는 전류를 탐지할 수 있다.
플레이트(35)의 쉴드부(40)는 이러한 복수개의 전자소자에 영향을 주는 외부 자기장을 차단함으로써 전자소자의 성능을 높일 수 있는 효과를 가진다.
구체적으로, 모터위치센서(20) 및 전류센서(30)는 각각 자기장을 기초로 모터의 위치 및 전류를 탐지하는데 인쇄회로기판(10)에 실장될 경우 마그넷에서 유도되는 자기장이 전류센서(30)에 영향을 줄 수 있고, 인쇄회로기판(10)상기 인쇄회로기판(10)상에 흐르는 전류로 인해 유도되는 자기장에 의하여 모터위치센서(20)가 영향을 받을 수 있으므로 영향을 주는 자기장을 플레이트로부터 하양 연장되는 쉴드부에 의하여 차단할 수 있다.
또한, 모터위치센서(20) 및 전류센서(30)는 쉴드부(40)에 의하여 각각 탐지하는 자기장을 집중적으로 탐지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방열 및 센싱 구조가 향상된 전자제어유닛의 전자소자(15)가 상기 인쇄회로기판(10)의 하측에 실장되는 경우, 쉴드부(40)는 인쇄회로기판(10)을 관통하여 연장 형성될 수 있다.
예를 들어 인쇄회로기판(10)상에서 모터위치센서(20)가 마그넷(1)에 대응하는 위치에 실장되기 위해서는 하측에 실장 되어야 하므로, 도 2에 도시된 바와 같이 모터위치센서(20)에 대응하는 위치에 있는 쉴드부(40)는 인쇄회로기판(10)을 관통하여 연장 형성된다.
따라서, 전자소자(15)가 인쇄회로기판(10) 하측에 위치하여도 전자소자(15)에 영향을 주는 자기장을 인쇄회로기판(10)을 관통한 쉴드부(40)에 의하여 효과적으로 차단할 수 있다.
인쇄회로기판(10)을 관통한 쉴드부(40)의 크기 및 길이는 설계에 따라 변경할 수 있다.
쉴드부(40)는 전자소자(15)를 중심으로 대칭되게 형성될 수 있다.
따라서, 도 3 및 도4에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(10)에 그려진 회로를 간섭하지 않도록 쉴드부(40)가 전류센서(30)를 중심으로 대칭되게 플레이트로부터 하향되도록 형성하여 전류센서(30)의 성능을 높일 수 있다.
또한, 전자소자(50)에 입력되는 회로가 도 4에 형성된 회로(전류 Path)와 다르게 형성되어 있을 경우, 쉴드부는 인쇄회로기판(10)에 형성된 회로(전류 Path)를 제외한 전자소자(10)의 모든 측면을 차단할 수 있게 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛의 쉴드부(40)는 제1쉴드판부(50) 및 제2쉴드판부(50)를 포함할 수 있다.
제1쉴드판부(50)는 전자소자(10)의 일측면를 내측으로 수용하도록 형성된다.
제2쉴드판부(60)는 전자소자(10)의 타측면을 내측으로 수용하도록 형성된다.
이처럼, 제1쉴드판부(50) 및 제2쉴드판부(60)는 전자소자(10)의 일측면 및 타측면을 수용할 수 있으므로 전자소자(15)에 영향을 주는 자기장을 효과적으로 차단하고 전자소자(15)가 탐지하는 자기장을 집중적으로 탐지할 수 있도록 해준다.
또한, 제1쉴드판부 및 제2쉴드판부는 전자소자(10)에 입력되는 전류를 간섭하지 않도록 서로이격되어 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 다른 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛의 플레이트에는 방열판 및 열전달물질(70)이 구비될 수 있다.
플레이트(35)의 일부분은 방열판으로 형성될 수 있다. 구체적으로 전자소자(15)가 인쇄회로기판(10) 상측에 실장될 경우, 방열판은 전자소자(15)가 실장된 위치에 대응하는 플레이트(35) 위치에 형성된다.
이 경우, 열전달물질(70)은 방열판 및 전자소자(15) 사이에 구비된다.
또한, 전자소자(15)가 인쇄회로기판(10) 하측에 실장될 경우, 방열판은 전자소자(15)가 실장된 위치에 대응하는 플레이트(35) 위치에 형성되고, 방열판 및 전자소자(15)에 대응하는 인쇄회로기판(10) 위치 사이에 열전달물질(70)이 구비된다.
열전달물질(70)(TIM: Thermal Interface Material)은 전자소자에서 발생되는 열을 방열판으로 전도하는 역할을 한다.
따라서, 전자소자(15) 혹은 회로기판(10)에 접촉한 열전달물질(70)과 방열판에 의하여 전자소자(15)에서 발생하는 열을 효과적으로 방열할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 마그넷 5 : 모터
10 : 회로기판 15 : 전자소자
20 : 모터위치센서 30 : 전류센서
35 : 플레이트 40 : 쉴드부
50 : 제1쉴드판부 60 : 제2쉴드판부
70 : 열전달물질

Claims (6)

  1. 인쇄회로기판(10);
    상기 인쇄회로기판(10)에 실장되는 복수 개의 전자소자(15);
    상기 인쇄회로기판(10)과 결합되어 상기 복수개의 전자소자(15)를 수용하는 플레이트(35);
    를 포함하고,
    상기 플레이트(35)는 상기 복수 개의 전자소자(15) 사이의 공간과 대응되는 위치에 하향 연장되어 형성된 쉴드부(40)를 포함하는 방열 및 센싱 구조가 향상된 전자제어유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자소자(15)가 상기 인쇄회로기판(10)의 하측에 실장되는 경우, 상기 쉴드부(40)는 상기 인쇄회로기판(10)을 관통하여 연장 형성되는 방열 및 센싱 구조가 향상된 전자제어유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 쉴드부(40)는 상기 전자소자(10)를 중심으로 대칭되게 형성되는 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 쉴드부(40)는
    상기 전자소자(10)의 일측면를 내측으로 수용하도록 형성된 제1쉴드판부(50);
    상기 전자소자(10)의 타측면을 내측으로 수용하도록 형성된 제2쉴드판부(60);
    를 포함하는 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전자소자(15)는 상기 인쇄회로기판(10) 상측에 실장되고
    상기 플레이트(35)의 상기 전자소자(15)가 실장된 위치에 대응하는 부분은 방열판으로 형성되고,
    상기 방열판 및 상기 전자소자(15) 사이에는 열전달물질(70)이 구비되는 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전자소자(15)는 상기 인쇄회로기판(10)의 하측에 실장되고,
    상기 플레이트(35)의 상기 전자소자(15)가 실장된 위치에 대응되는 부분은 방열판으로 형성되고,
    상기 방열판 및 상기 전자소자(15)에 대응하는 인쇄회로기판(10) 위치 사이에 열전달물질(70)이 구비되는 방열 및 센싱구조가 향상된 전자제어유닛.
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