KR102726347B1 - High voltage diode module and system including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 하부 기판, 상기 하부 기판의 상부면에 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 전기적 단락을 방지하는 적어도 두 개의 절연 블록, 상기 절연 블록 상부에 배치되는 상부 기판, 상기 상부 기판의 상부면에 부착 고정되는 복수개의 터미널 핀 및 상기 상부 기판의 하부면에 부착 고정되는 적어도 하나의 고전압 다이오드를 포함하는 고전압 다이오드 모듈이 개시된다.
고전압 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 적용함으로써 간극 조절부를 구비하여, 다양한 고전압 다이오드의 크기와 형상에 대응하여 기판 사이의 간극을 조절하고, 효율적인 방열 구조를 가질 수 있다.According to various embodiments of the present invention, a high voltage diode module is disclosed, which includes a lower substrate, at least two insulating blocks spaced apart from each other on an upper surface of the lower substrate and configured to prevent electrical short circuits, an upper substrate disposed on top of the insulating blocks, a plurality of terminal pins attached and fixed to the upper surface of the upper substrate, and at least one high voltage diode attached and fixed to the lower surface of the upper substrate.
By applying a high-voltage diode module and a system including the same, a gap adjusting unit is provided so that the gap between substrates can be adjusted in response to the sizes and shapes of various high-voltage diodes, and an efficient heat dissipation structure can be achieved.
Description
본 발명은 고전압 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a high voltage diode module and a system including the same.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The material described in this section merely provides background information for the present embodiment and does not constitute prior art.
고전압 다이오드 모듈은 승압된 AC 성분의 고전압을 정류하기 위한 목적으로 사용될 수 있다.High voltage diode modules can be used for the purpose of rectifying the high voltage of the boosted AC component.
일반적으로 고전압 다이오드 모듈은 파워 서플라이(power supply)의 브릿지(bridge) 회로나 더블러(doubler), 센터 탭(center tap) 등으로 사용되며, 자동차, 의료기, 통신장비, 전자레인지를 포함하여 다양한 산업분야에 이용되고 있다.High-voltage diode modules are generally used as bridge circuits, doublers, and center taps in power supplies, and are used in various industrial fields including automobiles, medical devices, communication equipment, and microwave ovens.
고전압 다이오드 모듈은 방열성능, 절연내력, 및 내구성이 그 성능 결정에 중요한 요소로 평가되고 있다.For high-voltage diode modules, heat dissipation performance, insulation strength, and durability are evaluated as important factors in determining their performance.
특히, 상기 고전압 다이오드 모듈이 브릿지 회로로 사용되는 경우에는, 정류 과정 동안, 교류(AC)가 직류(DC)로 변환될 때 엄청난 양의 열이 발생된다. 이러한 열은 가능한 빠르고 효과적으로 분산되어야 하고, 만일 그렇지 못하면 다이오드는 비교적 짧은 시간 내에 손상될 수 있다.In particular, when the high-voltage diode module is used as a bridge circuit, a huge amount of heat is generated during the rectification process when alternating current (AC) is converted to direct current (DC). This heat must be dissipated as quickly and effectively as possible, otherwise the diode may be damaged in a relatively short period of time.
또한, 상기 절연내력은 고전압 다이오드 모듈이 수 kV 내지 수십 kV에서 사용되기 때문에 필요하며, 절연내력이 유지되지 않으면 원하는 성능을 발휘할 수 없게 된다. 특히 특정형상이나 형태가 요구되는 다이오드 모듈구조에서 형태나 크기의 변형을 최소화하면서 절연내력을 강화할 수 있는 방안의 필요성이 대두되고 있다.In addition, the above-mentioned insulation strength is necessary because the high-voltage diode module is used at several kV to several tens of kV, and if the insulation strength is not maintained, the desired performance cannot be achieved. In particular, in diode module structures that require a specific shape or form, the need for a method to strengthen the insulation strength while minimizing deformation of the shape or size is emerging.
따라서, 절연내력의 강화, 방열성능의 강화, 및 내구성이 강화된 고전압 다이오드 모듈의 필요성은 더욱 더 확대되고 있는 실정이다.Accordingly, the need for high-voltage diode modules with enhanced insulation strength, enhanced heat dissipation performance, and enhanced durability is increasing.
그리고, 다양한 크기의 다이오드 각각에 대응되는 고전압 다이오드 모듈 관련 부품들을 각각 제작 및 설계해야 된다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that high-voltage diode module-related parts corresponding to each diode of various sizes must be manufactured and designed separately.
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 고전압 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to provide a high voltage diode module and a system including the same.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은, 간극 조절부를 구비하여, 다양한 고전압 다이오드의 크기와 형상에 대응하여 기판 사이의 간극을 조절하고, 효율적인 방열 구조를 가질 수 있는 고전압 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-voltage diode module having a gap adjusting unit that can adjust the gap between substrates to correspond to the sizes and shapes of various high-voltage diodes and have an efficient heat dissipation structure, and a system including the same.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Additional, unspecified objects of the present invention may be additionally considered within a scope that can be easily inferred from the following detailed description and its effects.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈은, 하부 기판; 상기 하부 기판 상부에 배치되는 상부 기판; 상기 상부 기판의 상부면에 부착 고정되는 복수개의 터미널 핀; 및 상기 상부 기판의 하부면에 부착 고정되는 적어도 하나의 고전압 다이오드;를 포함한다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above-described purpose, a high-voltage diode module includes: a lower substrate; an upper substrate disposed on an upper surface of the lower substrate; a plurality of terminal pins attached and fixed to an upper surface of the upper substrate; and at least one high-voltage diode attached and fixed to a lower surface of the upper substrate.
여기서, 상기 하부 기판의 상부면에 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 전기적 단락을 방지하는 적어도 두 개의 절연 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, it is characterized by further including at least two insulating blocks spaced apart at a certain interval on the upper surface of the lower substrate and preventing electrical short circuit.
여기서, 상기 하부 기판은 금속 재질이고, 상기 절연 블록은 세라믹 재질이며, 상기 상부 기판은 인쇄회로 기판이고, 상기 상부 기판에 구비되는 상기 복수개의 터미널 핀 각각은 이격 홀 또는 이격 홈을 사이에 두고 일정 간격으로 이격되어 구비됨을 특징으로 한다.Here, the lower substrate is made of a metal material, the insulating block is made of a ceramic material, the upper substrate is a printed circuit board, and each of the plurality of terminal pins provided on the upper substrate is provided to be spaced apart at a set interval with a spacer hole or a spacer groove therebetween.
여기서, 상기 고전압 다이오드 모듈은, 상기 고전압 다이오드의 전극들과 상기 복수개의 터미널 핀의 연결형태에 따라, 브리지(bridge) 정류 회로 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.Here, the high-voltage diode module is characterized by having a bridge rectifier circuit structure according to the connection form of the electrodes of the high-voltage diode and the plurality of terminal pins.
여기서, 상기 적어도 두 개의 절연 블록과 상기 하부 기판은, 납땜 접합, 브레이징 접합 또는 접착제를 이용한 접합 방법을 사용하여 접합되는 것을 특징으로 한다.Here, the at least two insulating blocks and the lower substrate are characterized in that they are joined using a soldering joint, a brazing joint, or a joining method using an adhesive.
여기서, 상기 고전압 다이오드 모듈의 내부 공간은 포팅액으로 포팅되는 것을 특징으로 한다.Here, the internal space of the high-voltage diode module is characterized by being potted with a potting solution.
여기서, 상기 고전압 다이오드의 형태에 대응하여 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이의 간극을 조절하는 적어도 하나의 간극 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, it is characterized by further including at least one gap adjusting unit that adjusts the gap between the upper substrate and the lower substrate corresponding to the shape of the high voltage diode.
여기서, 상기 간극 조절부는, 상기 상부 기판의 하부면에 위치하고, 내부에 제1 관통홀이 형성되는 링커버; 상기 제1 관통홀에 베어링을 통해 억지 끼움 결합되고, 내부에 제2 관통홀이 형성되며, 상기 제2 관통홀에 제1 암나사산이 형성되는 간극 조절 스크류; 및 머리부는 상기 상부 기판의 상부면에 위치하고, 길이부는 상기 상부 기판, 상기 링커버 및 상기 간극 조절 스크류를 모두 관통하며, 외부에 제1 수나사산이 형성되고, 상기 제1 암나사산과 맞물려 회전하는 간극 조절 볼트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the gap adjusting unit is characterized by including: a ring cover positioned on the lower surface of the upper substrate and having a first through hole formed therein; a gap adjusting screw which is forcibly fitted into the first through hole through a bearing, has a second through hole formed therein, and has a first female thread formed in the second through hole; and a gap adjusting bolt whose head is positioned on the upper surface of the upper substrate, whose length penetrates all of the upper substrate, the ring cover, and the gap adjusting screw, has a first male thread formed on the outside, and rotates while engaging with the first female thread.
여기서, 상기 하부 기판은, 상기 간극 조절 스크류에 대응되는 위치에 제2 암나사산이 형성되고, 상기 간극 조절 스크류는, 외부에 제2 수나사산이 형성되며, 상기 간극 조절부는, 상기 간극 조절 볼트를 회전 시킴에 따라 상기 제1 수나사산이 상기 제1 암나사산과 맞물려 회전하고, 이에 대응하여 상기 제2 수나사산이 상기 제2 암나사산과 맞물려 회전하는 방식으로 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이의 간극을 조절하는 것을 특징으로 한다.Here, the lower substrate has a second female screw thread formed at a position corresponding to the gap adjustment screw, the gap adjustment screw has a second male screw thread formed on the outside, and the gap adjustment part adjusts the gap between the upper substrate and the lower substrate in such a way that when the gap adjustment bolt is rotated, the first male screw thread rotates while engaging with the first female screw thread, and in response, the second male screw thread rotates while engaging with the second female screw thread.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈 시스템은, 하부 기판, 상기 하부 기판 상부에 배치되는 상부 기판, 상기 상부 기판의 상부면에 부착 고정되는 복수개의 터미널 핀 및 상기 상부 기판의 하부면에 부착 고정되는 적어도 하나의 고전압 다이오드;를 포함하는 고전압 다이오드 모듈; 및 상기 고전압 다이오드 모듈을 패키징하는 케이스;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above-described purpose, a high-voltage diode module system includes a high-voltage diode module including a lower substrate, an upper substrate disposed on an upper surface of the lower substrate, a plurality of terminal pins attached and fixed to an upper surface of the upper substrate, and at least one high-voltage diode attached and fixed to a lower surface of the upper substrate; and a case for packaging the high-voltage diode module.
여기서, 상기 고전압 다이오드 모듈은, 상기 하부 기판의 상부면에 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 전기적 단락을 방지하는 적어도 두 개의 절연 블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the high voltage diode module is characterized by including at least two insulating blocks spaced apart at a certain interval on the upper surface of the lower substrate and preventing electrical short circuit.
여기서, 상기 하부 기판은 금속 재질이고, 상기 절연 블록은 세라믹 재질이며, 상기 상부 기판은 인쇄회로 기판이고, 상기 상부 기판에 구비되는 상기 복수개의 터미널 핀 각각은 이격 홀 또는 이격 홈을 사이에 두고 일정 간격으로 이격되어 구비됨을 특징으로 한다.Here, the lower substrate is made of a metal material, the insulating block is made of a ceramic material, the upper substrate is a printed circuit board, and each of the plurality of terminal pins provided on the upper substrate is provided to be spaced apart at a set interval with a spacer hole or a spacer groove therebetween.
여기서, 상기 고전압 다이오드 모듈은, 상기 고전압 다이오드의 형태에 대응하여 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이의 간극을 조절하는 적어도 하나의 간극 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the high voltage diode module is characterized by including at least one gap adjusting unit that adjusts the gap between the upper substrate and the lower substrate corresponding to the shape of the high voltage diode.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고전압 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 시스템을 적용함으로써 간극 조절부를 구비하여, 다양한 고전압 다이오드의 크기와 형상에 대응하여 기판 사이의 간극을 조절하고, 효율적인 방열 구조를 가질 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, by applying a high-voltage diode module and a system including the same, a gap adjusting unit is provided so as to adjust the gap between substrates in response to the sizes and shapes of various high-voltage diodes, and an efficient heat dissipation structure can be provided.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if an effect is not explicitly mentioned herein, the effect and its provisional effect described in the following specification expected by the technical features of the present invention are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 종래기술인 고전압 다이오드 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈을 다양한 각도에서 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 간극 조절부를 자세히 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드의 형태에 따른 고전압 다이오드 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈의 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈 시스템을 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a high-voltage diode module according to the prior art.
FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a high-voltage diode module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a drawing showing a high-voltage diode module according to an embodiment of the present invention from various angles.
FIG. 4 is a drawing for explaining in detail a gap adjusting unit according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a drawing for explaining the configuration of a high-voltage diode module according to the form of a high-voltage diode according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a circuit of a high-voltage diode module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a drawing for explaining the configuration of a high-voltage diode module system according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 8 and 9 are drawings for explaining a process for manufacturing a high-voltage diode module system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함 하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The advantages and features of the present invention, and the methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described in detail below together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and these embodiments are provided only to make the disclosure of the present invention complete and to fully inform those skilled in the art of the invention of the scope of the invention, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a meaning that can be commonly understood by those skilled in the art of the present invention. In addition, terms defined in commonly used dictionaries shall not be ideally or excessively interpreted unless explicitly specifically defined. The terms used in this application are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but should be understood as not excluding in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Terms including ordinal numbers such as second, first, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a second component may be referred to as a first component, and similarly, a first component may also be referred to as a second component. The terms and/or include a combination of a plurality of related described items or any item among a plurality of related described items.
본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In this specification, the identification symbols (e.g., a, b, c, etc.) for each step are used for convenience of explanation, and the identification symbols do not describe the order of each step, and each step may occur in a different order than the stated order unless the context clearly indicates a specific order. That is, each step may occur in the same order as the stated order, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.
본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다"등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In this specification, the expressions “have,” “may have,” “include,” or “may include” indicate the presence of a given feature (e.g., a component such as a number, function, operation, or part), and do not exclude the presence of additional features.
도 1은 종래기술인 고전압 다이오드 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.Figure 1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a high-voltage diode module according to the prior art.
도 1을 참조하면, 종래의 고전압 다이오드 모듈은, 베이스 기판과 베이스 기판 상부에 배치되며, 상부면 일부에 적어도 하나의 전극프린팅부위와, 적어도 하나의 전극프린팅부위를 둘러싸는 형태의 홈 또는 돌기를 구비하는 중간기판과 중간기판의 상부에 배치되며, 상부면에 적어도 두개의 터미널(terminal)들이 부착 고정되는 상부기판과 중간기판과 상부기판 사이에 배치되는 적어도 하나의 고전압 다이오드를 구비한다.Referring to FIG. 1, a conventional high-voltage diode module comprises a base substrate, an intermediate substrate arranged on an upper portion of the base substrate and having at least one electrode printing portion on a portion of an upper surface, and a groove or protrusion surrounding the at least one electrode printing portion, an upper substrate arranged on an upper portion of the intermediate substrate and having at least two terminals attached and fixed to an upper surface, and at least one high-voltage diode arranged between the intermediate substrate and the upper substrate.
다이오드를 통해 전압을 정류하는 것은 매우 일반적인 기술이며, 고전압을 정류하는 것은 다이오드의 특성(내압, 스위칭 속도 및 허용전류 등)에 영향을 받는다. 고전압 다이오드 모듈은 여러 개의 고전압 다이오드를 연결하여, 필요로 하는 고전압을 정류하는 데 목적이 있다. 고전압 다이오드 모듈은 고전압다이오드 1개 이상을 여러 가지 회로의 형태(브릿지, 더블러, 센터 탭 등)의 용도에 맞게 사용하기 위해 다이오드 단품이 아닌 모듈 형태로 제작한 것이다.Rectifying voltage through diodes is a very common technology, and rectifying high voltage is affected by the characteristics of the diode (withstand voltage, switching speed, and allowable current, etc.). The purpose of a high-voltage diode module is to rectify the required high voltage by connecting several high-voltage diodes. A high-voltage diode module is manufactured in the form of a module rather than a single diode to use one or more high-voltage diodes for various circuit types (bridge, doubler, center tap, etc.)
고전압다이오드모듈은 대부분 해외에서 도입하여 사용되고 있으며, 원제작사에서 해당 제품을 단종 시키면 동일 성능의 제품을 수급하기 어렵다는 단점이 있다.Most high-voltage diode modules are imported and used from overseas, and there is a disadvantage in that it is difficult to obtain a product with the same performance when the original manufacturer discontinues the product.
또한, 고전압 다이오드 모듈은 AC전압을 DC전압으로 정류할 때 큰 열이 발생하는데, 고전압다이오드의 방열설계가 잘못 될 시, 방열 매개물질로 사용한 세라믹이 파괴될 수 있으므로 효율적인 방열 설계가 필요하다.In addition, high-voltage diode modules generate a lot of heat when rectifying AC voltage into DC voltage. If the heat dissipation design of the high-voltage diode is incorrect, the ceramic used as a heat dissipation medium may be destroyed, so an efficient heat dissipation design is necessary.
다양한 다이오드를 사용시 해당 다이오드에 대응되는 관련 부품들을 신규로 제작 및 설계해야 된다는 문제가 있다.When using various diodes, there is a problem that related components corresponding to the diodes must be newly manufactured and designed.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고전압 다이오드 모듈 및 이를 포함하는 시스템의 다양한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, various embodiments of a high voltage diode module and a system including the same according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 명세서에 기재된 실시 예들은 선박, 의료기기, 항공우주 및 방위산업 분야 등 다양한 산업분야에 적용될 수 있다.The embodiments described in this specification can be applied to various industrial fields such as ships, medical devices, aerospace and defense industries.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a high-voltage diode module according to one embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 고전압 다이오드 모듈(100)은 하부 기판(110), 적어도 두 개의 절연 블록(120), 상부 기판(130), 복수개의 터미널 핀(140), 적어도 하나의 고전압 다이오드(150) 및 적어도 하나의 간극 조절부(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the high voltage diode module (100) may include a lower substrate (110), at least two insulating blocks (120), an upper substrate (130), a plurality of terminal pins (140), at least one high voltage diode (150), and at least one gap adjusting unit (160).
하부 기판(110)은 열전도율이 우수한 금속재질이며, 알루미나, 구리, 구리 합금 중에서 선택된 어느 하나의 재질을 가질 수 있다. 이를 통해 내구성 및 열전도성의 향상을 도모할 수 있다. 하부 기판(110)은 열전도율이 좋고 내구성이 좋은 재질이면 어느 재질도 가능하다.The lower substrate (110) is a metal material with excellent thermal conductivity, and may have any one material selected from alumina, copper, and copper alloy. Through this, durability and thermal conductivity can be improved. The lower substrate (110) can be any material as long as it has good thermal conductivity and durability.
적어도 두 개의 절연 블록(120)은 하부 기판(110)의 상부면에 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 전기적 단락을 방지하는 절연체 역할을 할 수 있다. 절연 블록(120)은 하부 기판(110)에 납땜 접합, 브레이징 접합 또는 접착제(예를 들어, 에폭시 접착제)를 이용한 접합 방법을 사용하여 접합될 수 있다.At least two insulating blocks (120) are arranged spaced apart from each other at a set interval on the upper surface of the lower substrate (110) and can act as insulators to prevent electrical short circuits. The insulating blocks (120) can be joined to the lower substrate (110) using a soldering method, a brazing method, or a joining method using an adhesive (e.g., an epoxy adhesive).
절연 블록(120)이 일정 간격을 두고 복수개 배치되는 형태가 아니라 일체형으로 구현되면, 열전도로 인하여 중간에 크랙 발생할 수 있으며, 크랙이 발생할 경우 다이오드에서 발생하는 높은 에너지로 인해 쇼트가 발생할 위험이 있다.If the insulating blocks (120) are implemented as a single piece rather than being arranged in multiple pieces at regular intervals, a crack may occur in the middle due to heat conduction, and if a crack occurs, there is a risk of a short circuit occurring due to the high energy generated from the diode.
절연 블록(120)은 고전압 다이오드(150)의 개수에 대응하여 변경 실시 될 수 있다.The insulating block (120) can be changed to correspond to the number of high voltage diodes (150).
절연 블록(120)은 비금속 고체인 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 절연 블록(120)은 전자재료, 정밀기계 재료 등 다양한 용도에 사용될 수 있으며, 금속과 달리 전기를 잘 전도하지 않고, 유기 재료와는 달리 고온에도 잘 견딜 수 있는 특성을 가진 물질로 구현되는 것이 바람직하다.It is preferable that the insulating block (120) be a non-metallic solid. More specifically, the insulating block (120) can be used for various purposes such as electronic materials and precision machine materials, and it is preferable that it be implemented with a material that, unlike metals, does not conduct electricity well and, unlike organic materials, can withstand high temperatures well.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 절연 블록(120)은 세라믹으로 형성될 수 있다. 세라믹은 수정처럼 원자들이 규칙적으로 배열된 형태를 띠고 있기 때문에, 무기 화합의 세라믹으로 한정할 수도 있으나, 그렇지 않은 형태의 세라믹도 모두 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the insulating block (120) may be formed of ceramic. Since ceramics have a form in which atoms are regularly arranged like crystals, they may be limited to inorganic ceramics, but may also include all ceramics of a non-inorganic form.
상부 기판(130)은 하부 기판(110)의 상부에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 상부 기판(130)은 절연 블록(120) 상부에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 상부 기판(130)은 인쇄회로기판(PCB) 기판일 수 있다.The upper substrate (130) may be placed on top of the lower substrate (110). More specifically, the upper substrate (130) may be placed on top of the insulating block (120). According to one embodiment of the present invention, the upper substrate (130) may be a printed circuit board (PCB) substrate.
상부 기판(130)이 인쇄회로기판(PCB)인 경우, 4개의 스테이지(Stage)를 구성할 수 있는 브릿지 회로가 프린팅되어 있을 수 있다.If the upper substrate (130) is a printed circuit board (PCB), a bridge circuit that can configure four stages may be printed.
터미널 핀(140)은 상부 기판(130)의 상부면에 부착 고정되며, 복수개 구비되는 것이 바람직하다. 복수개의 터미널 핀(140) 각각은 상부 기판(130)에 구비되는 이격 홀 또는 이격 홈(131)을 사이에 두고 일정 간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 터미널 핀(140)은 입/출력 전원과 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 터미널 핀(140)은 전선과의 납땜에 용이하도록 길이 방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하다.The terminal pin (140) is attached and fixed to the upper surface of the upper substrate (130), and it is preferable that a plurality of terminal pins (140) are provided. Each of the plurality of terminal pins (140) may be provided at a certain interval with a separation hole or a separation groove (131) provided in the upper substrate (130) in between. The terminal pin (140) may play a role in connecting to an input/output power source. It is preferable that the terminal pin (140) is formed long in the longitudinal direction to facilitate soldering with a wire.
고전압 다이오드(150)는 다리부(151)와 몸통부(152)를 포함할 수 있다. 고전압 다이오드(150)는 상부 기판(130)의 하부면에 부착 고정되며, 적어도 하나 구비될 수 있다. 고전압 다이오드(150)는 터미널 핀(140)과 별도의 연결선 없이 회로 패턴으로 연결되도록 구현될 수 있다. The high voltage diode (150) may include a leg portion (151) and a body portion (152). The high voltage diode (150) is attached and fixed to the lower surface of the upper substrate (130), and at least one may be provided. The high voltage diode (150) may be implemented to be connected to the terminal pin (140) with a circuit pattern without a separate connection line.
도 3, 도 5 및 도 8을 참조하면, 다리부(151)는 고전압 다이오드(150)에 2개씩 포함된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명에 있어서, 다리부(151)의 개수는 이에 한정되지 않고, 고전압 다이오드(150)의 특성에 따라 다양하게 변경 실시 될 수 있다.Referring to FIGS. 3, 5, and 8, the leg parts (151) are illustrated as being included in two each of the high-voltage diodes (150), but in the present invention, the number of leg parts (151) is not limited thereto and may be variously changed depending on the characteristics of the high-voltage diode (150).
고전압 다이오드(150)는 높은 전압(역전압 내압 2000볼트 ~ 5000볼트 사이의 전기를 의미하는 것이 바람직하다.)에서 정류(整流) 기능을 이용하여 정류기, 검파기 등에 사용되는 이극 진동관 및 반도체 다이오드를 의미하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The high voltage diode (150) preferably refers to a bipolar oscillator and semiconductor diode used in rectifiers, detectors, etc., utilizing a rectifying function at high voltage (preferably meaning electricity having a reverse voltage withstand voltage of 2000 to 5000 volts), but is not necessarily limited thereto.
다이오드는 일반적으로 정전압(약 3V ~ 15V) 특성과 역전압(2000V ~ 5000V)의 특성을 가지고 있으며, 본 발명에 따른 고전압 다이오드(150)는 역전압 내압이 높은 다이오드를 의미하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Diodes generally have positive voltage (approximately 3 V to 15 V) characteristics and reverse voltage (2000 V to 5000 V) characteristics, and the high voltage diode (150) according to the present invention preferably means a diode with a high reverse voltage withstand voltage, but is not necessarily limited thereto.
도 3의 (c)를 먼저 참조하면, 고전압 다이오드(150)는 대한민국 등록특허공보 제 10-1002913 호의 선행특허와 달리, 고전압 다이오드(150)의 다리부(151)가 상부 기판(130)의 하부면에 부착 고정됨에 따라, 고전압 다이오드(150)의 몸통부(152)가 다리부(151)보다 아래에 위치하게 된다. 이를 등록특허공보 제 10-1002913 호의 선행특허와 비교하면, 고전압 다이오드(150)가 뒤집어진 형태로 배치되게 되는데, 이를 통해 몸통부(152)에서 발생되는 고온의 열을 보다 더 효율적으로 분산시키는 효과를 낼 수 있다.Referring first to (c) of FIG. 3, unlike the prior patent of the Republic of Korea Patent Publication No. 10-1002913, the high voltage diode (150) has the leg portion (151) of the high voltage diode (150) attached and fixed to the lower surface of the upper substrate (130), so that the body portion (152) of the high voltage diode (150) is positioned lower than the leg portion (151). Compared to the prior patent of the Republic of Korea Patent Publication No. 10-1002913, the high voltage diode (150) is positioned in an upside-down form, which can more efficiently disperse the high temperature heat generated in the body portion (152).
보다 상세하게는, 몸통부(152)에서 발생되는 고온의 열은 적어도 두 개의 절연 블록(120)이 이격된 사이 간격을 따라 효율적으로 분산될 수 있다. 이를 통해, 고전압 다이오드의 몸통부(152)가 다리부(151) 보다 높게 배치되어, 고전압 다이오드가 배출하는 열이 고전압 다이오드 상부에 위치하는 PCB 기판을 훼손시킬 수 있는, 등록특허공보 제 10-1002913 호의 선행특허와 달리 우수한, 방열성능과 내구성을 가지는 고전압 다이오드 모듈(100)을 실시할 수 있다.More specifically, the high temperature heat generated in the body part (152) can be efficiently dispersed along the gap between at least two insulating blocks (120). Accordingly, unlike the prior art patent of Patent Publication No. 10-1002913, in which the body part (152) of the high voltage diode is positioned higher than the leg part (151), and thus the heat emitted from the high voltage diode can damage the PCB substrate located above the high voltage diode, a high voltage diode module (100) having excellent heat dissipation performance and durability can be implemented.
간극 조절부(160)는 고전압 다이오드(150)의 형태(크기 및 형상 등)에 대응하여 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극을 조절하며, 적어도 하나 구비될 수 있다.The gap adjusting unit (160) adjusts the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110) in response to the shape (size and shape, etc.) of the high voltage diode (150), and at least one may be provided.
간극 조절부(160)가 고전압 다이오드 모듈(100)에 포함됨에 따라, 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극을 조절하기 위한 별도의 치구가 필요하지 않게 되는 효과가 발생한다. 고전압 다이오드(150)와 절연 블록(120)이 가까울수록 방열 성능은 좋지만 방열 판과 쇼트가 발생할 가능성이 있으므로 적정 거리를 유지하는 것이 필요한데, 간극 조절부(160)를 이용하면, 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극에 대한 미세 조정이 가능하다.As the gap adjustment unit (160) is included in the high voltage diode module (100), a separate tool for adjusting the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110) is not required. The closer the high voltage diode (150) and the insulating block (120) are, the better the heat dissipation performance is; however, since there is a possibility of a short circuit with the heat dissipation plate, it is necessary to maintain an appropriate distance. However, by using the gap adjustment unit (160), fine adjustment of the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110) is possible.
또한, 간극 조절부(160)가 고전압 다이오드 모듈(100)에 포함되어, 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극에 대한 미세 조정을 수행함에 따라, 상부 기판(130)(예를 들어, 인쇄회로기판)에 순간적으로 발생할 수 있는 돌입 전류로부터 고전압 다이오드 모듈(100)의 손상을 방지할 수 있고, 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이 공간에서 발생할 수 있는 아크(arc)로부터 고전압 다이오드 모듈(100)의 손상을 방지할 수 있다.In addition, since the gap adjustment unit (160) is included in the high voltage diode module (100) to perform fine adjustment of the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110), damage to the high voltage diode module (100) can be prevented from inrush current that may occur momentarily in the upper substrate (130) (e.g., printed circuit board), and damage to the high voltage diode module (100) can be prevented from arc that may occur in the space between the upper substrate (130) and the lower substrate (110).
고전압 다이오드 모듈은 사용하는 목적에 따라 활용 분야가 다양하나, 빠른 스위칭 주파수의 동작속도를 가지는 교류전원(AC)를 직류전원(DC)로 정류/평활하는 목적으로 사용하기 위해 다이오드에서 발생하는 열을 효과적으로 방열하여 다이오드가 파괴되는 것을 방지할 필요가 있으나, 고전압 다이오드 모듈(100)이 간극 조절부(160)를 구비함에 따라, 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극을 조정할 수 있고, 다이오드에서 발생하는 열을 효과적으로 방열할 수 있다.High-voltage diode modules have various applications depending on the purpose of use, but in order to rectify/smooth AC power with a high switching frequency into DC power, it is necessary to effectively dissipate heat generated from the diode to prevent the diode from being destroyed. However, since the high-voltage diode module (100) has a gap adjustment unit (160), the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110) can be adjusted, and the heat generated from the diode can be effectively dissipated.
간극 조절부(160)에 대해서는 도 4 내지 도 5에서 보다 상세하게 설명한다.The gap adjustment unit (160) is described in more detail in FIGS. 4 and 5.
도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시 예에서 고전압 다이오드 모듈(100)과 연결된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.Not all blocks illustrated in FIG. 1 are essential components, and some blocks connected to the high voltage diode module (100) may be added, changed, or deleted in other embodiments.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈을 다양한 각도에서 도시한 도면이다.FIG. 3 is a drawing showing a high-voltage diode module according to an embodiment of the present invention from various angles.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈을 위에서 바라본 모습을 도시한 평면도이다.FIG. 3 (a) is a plan view illustrating a high-voltage diode module according to an embodiment of the present invention as viewed from above.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상부 기판(130)은 제한된 공간 내에서 각각의 터미널 핀(140) 간의 최대 절연성을 유지하기 위하여, 복수의 터미널 핀(140) 각각의 사이에는 이격 홀 또는 이격 홈(131)을 구비할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the upper substrate (130) may have a spacing hole or spacing groove (131) between each of the plurality of terminal pins (140) to maintain maximum insulation between each terminal pin (140) within a limited space.
도 3의 (a)를 참조하면, 하나의 단위에 4개의 터미널 핀(140)들이 구비되는 경우에는 직사각형 형태의 이격 홀 또는 이격 홈(131)이 구비될 수 있다. 이때, 이격 홀이 구비되는 경우에는 이격 홈이 구비되는 경우에 비해 절연내력을 더 강화할 수 있게 된다.Referring to (a) of Fig. 3, when four terminal pins (140) are provided in one unit, a rectangular-shaped separation hole or separation groove (131) may be provided. In this case, when a separation hole is provided, the insulation strength can be further strengthened compared to when a separation groove is provided.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상부 기판(130)은 일정한 배치 구조를 가지는 복수의 터미널 핀(140)의 단위로 분리 가능하도록 하고 절연성의 증가를 위해 일정한 배치 구조의 터미널 핀(140)의 단위마다 직사각형 형태의 구획 홀 또는 구획 홈(132)을 구비할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the upper substrate (130) can be separated into a plurality of units of terminal pins (140) having a certain arrangement structure, and each unit of terminal pins (140) having a certain arrangement structure can be provided with a rectangular-shaped partition hole or partition groove (132) to increase insulation.
도 3의 (a)를 참조하면, 구획 홀 또는 구획 홈(132)은 하나의 터미널 핀(140)을 사이에 두는 쌍으로 구현될 수 있다. Referring to (a) of FIG. 3, the partition holes or partition grooves (132) can be implemented as a pair with one terminal pin (140) between them.
구획 홀 또는 구획 홈(132)은 하나의 절연 블록(120)에 대응하도록 터미널 핀(140)의 단위를 구획할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 (b)를 참조하면, 4개의 절연 블록(120)에 대응하여, 구획 홀 또는 구획 홈(132)은 상부 기판(130)을 4개의 영역으로 구획하는 3개의 쌍으로서 구비될 수 있다. The partition holes or partition grooves (132) can partition a unit of terminal pins (140) to correspond to one insulating block (120). For example, referring to (b) of FIG. 3, corresponding to four insulating blocks (120), the partition holes or partition grooves (132) can be provided as three pairs to partition the upper substrate (130) into four regions.
또한, 도 3의 (a)를 참조하면, 참조번호 140-4, 140-7 및 140-10은 두 개의 상부 기판(130) 단위 영역의 중첩되는 부분에 위치할 수 있다.Also, referring to (a) of FIG. 3, reference numbers 140-4, 140-7 and 140-10 may be located in overlapping portions of two upper substrate (130) unit areas.
상부 기판(130)이 구획 홀 또는 구획 홈(132)을 구비하는 경우, 고전압 다이오드 모듈(100) 내부공간을 포팅제로 포팅하게 되면, 포팅제에 의해 완벽한 절연을 유지할 수 있는 장점도 있다.If the upper substrate (130) has a partition hole or a partition groove (132), when the internal space of the high-voltage diode module (100) is potted with a potting agent, there is also an advantage in that perfect insulation can be maintained by the potting agent.
도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈의 사시도이다.FIG. 3 (b) is a perspective view of a high-voltage diode module according to an embodiment of the present invention.
도 3의 (b)를 참조하면, 간극 조절부(160)는 상부 기판(130)과 하부 기판(110)의 모서리를 연결하도록 구현될 수 있다. 간극 조절부(160)는 상부 기판(130)과 하부 기판(110)이 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 직육면체 형태로 구현된 구현된 경우, 고전압 다이오드 모듈(100)에 4개 위치하는 것이 바람직하다.Referring to (b) of FIG. 3, the gap adjusting unit (160) may be implemented to connect the edges of the upper substrate (130) and the lower substrate (110). When the upper substrate (130) and the lower substrate (110) are implemented in a rectangular parallelepiped shape as shown in (b) of FIG. 3, it is preferable that four gap adjusting units (160) are positioned in the high voltage diode module (100).
도 3의 (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈의 정면도이다.Fig. 3 (c) is a front view of a high-voltage diode module according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 '길이 방향'이라 함은 도 4를 기준으로 세로 방향이고, '폭 방향'이라 함은 도 4를 기준으로 가로 방향이다. 이하에서는 지정한 방향을 기준으로 설명한다.In the present invention, the 'length direction' refers to the vertical direction based on Fig. 4, and the 'width direction' refers to the horizontal direction based on Fig. 4. The following description will be given based on the specified direction.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 간극 조절부를 자세히 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a drawing for explaining in detail a gap adjusting unit according to one embodiment of the present invention.
간극 조절부(160)는 링커버(161), 베어링(162), 간극 조절 스크류(163) 및 간극 조절 볼트(164)를 포함할 수 있다.The gap adjustment unit (160) may include a ring cover (161), a bearing (162), a gap adjustment screw (163), and a gap adjustment bolt (164).
링커버(161)는 상부 기판(130)의 하부면에 위치하고, 내부에 제1 관통홀(165)이 형성되도록 구현될 수 있다. The ring cover (161) is positioned on the lower surface of the upper substrate (130) and can be implemented so that a first through hole (165) is formed inside.
베어링(162)은 제1 관통홀(166)에 간극 조절 스크류(163)가 억지 끼움 결합되도록 할 수 있다.The bearing (162) can be forcibly fitted with a gap adjustment screw (163) into the first through hole (166).
간극 조절 스크류(163)는 내부에 제2 관통홀(166)이 형성되며, 제2 관통홀(166)에 제1 암나사산(167)이 형성되도록 구현될 수 있다.The gap adjustment screw (163) may be implemented so that a second through hole (166) is formed inside, and a first female screw thread (167) is formed in the second through hole (166).
간극 조절 볼트(164)는 간극 조절 볼트(164)의 머리부가 상부 기판(130)의 상부면에 위치하고, 간극 조절 볼트(164)의 길이부는 상부 기판(130), 링커버(161) 및 간극 조절 스크류(163)를 모두 관통하며, 외부에 제1 수나사산(168)이 형성되고, 제1 암나사산(167)과 맞물려 회전하도록 구현될 수 있다.The gap adjustment bolt (164) may be implemented such that the head of the gap adjustment bolt (164) is positioned on the upper surface of the upper substrate (130), the length of the gap adjustment bolt (164) penetrates all of the upper substrate (130), the ring cover (161), and the gap adjustment screw (163), and a first male screw thread (168) is formed on the outside and rotates while engaging with the first female screw thread (167).
사용자가 간극 조절부(160)의 간극 조절 볼트(164)를 회전 시킴에 따라 제1 수나사산(168)이 제1 암나사산(167)과 맞물려 회전하고, 이에 대응하여 간극 조절 스크류(163)가 길이방향으로 상하 운동을 하게 되며, 이를 통해, 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극을 조절할 수 있다.As the user rotates the gap adjustment bolt (164) of the gap adjustment part (160), the first male screw thread (168) rotates in engagement with the first female screw thread (167), and in response, the gap adjustment screw (163) moves up and down in the longitudinal direction, thereby allowing the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110) to be adjusted.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 하부 기판(110)은 간극 조절 스크류(163)에 대응되는 위치에 제2 암나사산(미도시)이 형성되고, 간극 조절 스크류(163)는 외부에 제2 수나사산(169)이 형성되도록 구현될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the lower substrate (110) may be implemented such that a second female screw thread (not shown) is formed at a position corresponding to the gap adjustment screw (163), and the gap adjustment screw (163) may be implemented such that a second male screw thread (169) is formed on the outside.
사용자가 간극 조절부(160)의 간극 조절 볼트(164)를 회전 시킴에 따라 제1 수나사산(168)이 제1 암나사산(167)과 맞물려 회전하고, 이에 대응하여 제2 수나사산(169)이 제2 암나사산(167)과 맞물려 회전하는 방식으로 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극을 조절할 수 있다.As the user rotates the gap adjustment bolt (164) of the gap adjustment unit (160), the first male screw thread (168) rotates while engaging with the first female screw thread (167), and in response, the second male screw thread (169) rotates while engaging with the second female screw thread (167), thereby adjusting the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110).
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드의 형태에 따른 고전압 다이오드 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a drawing for explaining the configuration of a high-voltage diode module according to the form of a high-voltage diode according to one embodiment of the present invention.
간극 조절부(160)는 다이오드(150)의 크기, 형상 및 특성에 대응하여, 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극을 조절할 수 있다.The gap adjusting unit (160) can adjust the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110) in accordance with the size, shape, and characteristics of the diode (150).
도 5의 (a)를 참조하면, 고전압 다이오드(150-1)의 크기가 작으므로, 사용자는 간극 조절 볼트(164)를 조여 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극을 줄일 수 있다.Referring to (a) of Fig. 5, since the size of the high voltage diode (150-1) is small, the user can tighten the gap adjustment bolt (164) to reduce the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110).
고전압 다이오드(150-1)의 크기가 작더라도, 고전압 다이오드(150-1)에서 배출하는 열의 양이 많은 경우, 고전압 다이오드(150-1)의 파손을 방지하기 위하여, 사용자는 간극 조절 볼트(164)를 풀어 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극을 늘릴 수 있다. Even if the size of the high voltage diode (150-1) is small, if the amount of heat emitted from the high voltage diode (150-1) is large, in order to prevent damage to the high voltage diode (150-1), the user can loosen the gap adjustment bolt (164) to increase the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110).
도 5의 (b)를 참조하면, 고전압 다이오드(150-2)의 크기가 크므로, 사용자는 간극 조절 볼트(164)를 풀어 상부 기판(130)과 하부 기판(110) 사이의 간극을 늘일 수 있다.Referring to (b) of Fig. 5, since the size of the high voltage diode (150-2) is large, the user can loosen the gap adjustment bolt (164) to increase the gap between the upper substrate (130) and the lower substrate (110).
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈의 회로를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a diagram for explaining a circuit of a high-voltage diode module according to one embodiment of the present invention.
고전압 다이오드 모듈(100)은 고전압 다이오드(150)의 전극들과 복수개의 터미널 핀(140)의 연결형태에 따라, 브리지(bridge) 정류 회로 구조를 갖도록 형성될 수 있다.The high voltage diode module (100) can be formed to have a bridge rectifier circuit structure depending on the connection type of the electrodes of the high voltage diode (150) and the plurality of terminal pins (140).
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고전압 다이오드 모듈(100)의 회로 구조는 브릿지 전파 정류 회로를 4개 연결한 회로로써, 고전압 다이오드(150) 16개와 터미널 핀(140)(이하, 도 6에 대한 설명에서 PIN이라 한다.) 13개가 도 6과 같이 배치되어 있으며, 출력 전압은 일반적으로 사용하는 + 전압이 아닌 - 전압으로 정류하여 출력하는 것으로 구현되는 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the circuit structure of the high voltage diode module (100) is a circuit that connects four bridge full-wave rectifier circuits, and 16 high voltage diodes (150) and 13 terminal pins (140) (hereinafter, referred to as PINs in the description of FIG. 6) are arranged as shown in FIG. 6, and it is preferable that the output voltage be implemented by rectifying it to a - voltage rather than a + voltage that is generally used.
보다 상세하게는, 고전압 다이오드 모듈(100)의 회로 구조는 PIN 2~3, PIN 5~6, PIN 8~9, PIN 11~12 으로부터 각각의 AC 전압을 입력 받아, PIN 1~4, PIN 4~7, PIN 7~10, PIN 10~13 의 4개의 스테이지(stage)의 정류된 -전압을 출력할 수 있다.More specifically, the circuit structure of the high-voltage diode module (100) can receive AC voltages from each of
고전압 다이오드 모듈(100)의 회로 구조는 전원공급기에서 PIN 1~4, 4~7, 7~10, 10~13 사이에 고전압 캐패시터를 연결하면 PIN 13을 기준으로 PIN 1에서는 4개의 스테이지(Stage)에서 합산된 - 전압을 출력하는 정류/평활 회로를 구성할 수 있다.The circuit structure of the high-voltage diode module (100) is such that by connecting a high-voltage capacitor between
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a drawing for explaining the configuration of a high-voltage diode module system according to one embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 고전압 다이오드 모듈(100)의 내부 공간은 포팅액(170)으로 포팅될 수 있다.Referring to FIG. 7, the internal space of the high voltage diode module (100) can be potted with a potting solution (170).
고전압 다이오드 모듈(100)은 소형화로 집적된 형태를 가지고 있으므로, 높은 절연내력을 유지하기 위하여 내부 공간이 포팅제로 포팅될 수 있다.Since the high-voltage diode module (100) has a compact and integrated form, the internal space can be potted with a potting agent to maintain high insulation strength.
포팅제는 절연내력 및 열전도성이 우수한 연질의 포팅제(STYCAST-5459 A/B)가 사용되는 것이 바람직하다.It is preferable to use a soft potting agent (STYCAST-5459 A/B) with excellent insulation strength and thermal conductivity.
고전압 다이오드 모듈 시스템(10)은 고전압 다이오드 모듈(100) 및 고전압 다이오드 모듈(100)을 패키징하는 케이스(200)를 포함할 수 있다.A high voltage diode module system (10) may include a high voltage diode module (100) and a case (200) packaging the high voltage diode module (100).
케이스(200)는 도 7에서 도시된 바와 같이 내부에 고전압 다이오드 모듈(100)이 위치할 수 있도록 빈 공간이 형성되며, 일면만이 개방되어 있는 직육면체 형상으로 형성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.As shown in Fig. 7, the case (200) has an empty space formed inside so that a high-voltage diode module (100) can be positioned, and is preferably formed in a rectangular hexahedron shape with only one side open, but is not necessarily limited thereto.
케이스(200)는 고전압 다이오드 모듈(100)의 파손을 방지하고, 포팅시에 포팅액(170)이 외부로 흘러 넘치는 것을 방지할 수 있다.The case (200) can prevent damage to the high-voltage diode module (100) and prevent the potting solution (170) from overflowing to the outside during potting.
이하에서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈 시스템(10)의 제작 과정에 대하여 설명한다.Below, the manufacturing process of a high-voltage diode module system (10) according to one embodiment of the present invention is described.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압 다이오드 모듈 시스템을 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 8 and 9 are drawings for explaining a process for manufacturing a high-voltage diode module system according to an embodiment of the present invention.
먼저, 제작자는 상부 기판(130)(예를 들어, 인쇄회로기판)에 복수 개의 터미널 핀(140)을 스웨이징할 수 있다.First, the manufacturer can swage a plurality of terminal pins (140) onto the upper substrate (130) (e.g., a printed circuit board).
이어서, 도 8을 참조하면, 제작자는 상부 기판(130)의 하부면에 복수개의 고전압 다이오드(150)를 부착하여 고정시킬 수 있다. 고전압 다이오드(150)를 부착하여 고정시키는 방법으로는 납땜이 있을 수 있다.Next, referring to FIG. 8, the manufacturer can attach and fix a plurality of high voltage diodes (150) to the lower surface of the upper substrate (130). A method of attaching and fixing the high voltage diodes (150) may include soldering.
이어서, 제작자는 하부 기판(110)에 접착제를 도포한 후에 절연 블록(120)을 적층시킬 수 있다.Next, the manufacturer can apply adhesive to the lower substrate (110) and then laminate the insulating block (120).
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 하부 기판(110)은 크로메이트 처리하여 사용될 수 있고, 제작자는 하부 기판(110)과 절연 블록(120)이 잘 접착될 수 있도록 압착 후에 일정 온도(예를 들어, 65℃)를 유지하는 오븐에서 일정 시간(예를 들어, 30분) 동안 경화시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the lower substrate (110) can be used after being chromated, and the manufacturer can cure it for a certain period of time (e.g., 30 minutes) in an oven maintained at a certain temperature (e.g., 65° C.) after pressing so that the lower substrate (110) and the insulating block (120) can be well adhered.
이어서, 제작자는 하부 기판(110)에 간극 조절부(160)를 위치시킬 수 있다. 보다 상세하게는, 제작자는 하부 기판(110)에 간극 조절 볼트(164)가 분리된 간극 조절부(160)를 위치시킬 수 있다.Next, the manufacturer can position the gap adjustment part (160) on the lower substrate (110). More specifically, the manufacturer can position the gap adjustment part (160) with the gap adjustment bolt (164) separated on the lower substrate (110).
이어서, 도 9를 참조하면, 제작자는 하부 기판(110)을 케이스(200)내에 위치시킬 수 있다.Next, referring to FIG. 9, the manufacturer can position the lower substrate (110) within the case (200).
이어서, 제작자는 포팅제를 케이스(200)내의 하부 기판(110)을 덮도록 도포할 수 있다.Next, the manufacturer can apply a potting agent to cover the lower substrate (110) within the case (200).
이어서, 제작자는 상부 기판(130)을 케이스(200) 내에 도포된 포팅제를 덮도록 위치시킬 수 있다.Next, the manufacturer can position the upper substrate (130) to cover the potting agent applied within the case (200).
이어서, 제작자는 간극 조절 볼트(164)를 간극 조절 볼트(164)가 분리된 간극 조절부(160)에 결합시킬 수 있다.Next, the manufacturer can attach the gap adjustment bolt (164) to the gap adjustment part (160) from which the gap adjustment bolt (164) is separated.
추가로, 제작자는 포팅제를 추가 도포한 후에, 고전압 다이오드 모듈(100)을 자연 경화시킬 수 있다.Additionally, the manufacturer can allow the high voltage diode module (100) to naturally harden after additionally applying the potting agent.
도 8 내지 도 9를 통한 고전압 다이오드 모듈 시스템(10)의 공정 과정에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시 예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 8 내지 도 9를 통한 고전압 다이오드 모듈 시스템(10)의 공정 과정에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.In the process of the high voltage diode module system (10) through FIGS. 8 and 9, each process is described as being executed sequentially, but this is merely an example, and those skilled in the art may change the order described in the process of the high voltage diode module system (10) through FIGS. 8 and 9 without departing from the essential characteristics of the embodiment of the present invention, or may modify and change it in various ways by executing one or more processes in parallel or adding other processes.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.Even though all the components constituting the embodiments of the present invention described above are described as being combined as one or operating in combination, the present invention is not necessarily limited to such embodiments. That is, within the scope of the purpose of the present invention, all of the components may be selectively combined as one or more and operating.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative description of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will appreciate that various modifications, changes, and substitutions may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within a scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present invention.
10: 고전압 다이오드 모듈 시스템
100: 고전압 다이오드 모듈
110: 하부 기판
120: 절연 블록
130: 상부 기판
140: 터미널 핀
150: 고전압 다이오드
151: 다리부
152: 몸통부
160: 간극 조절부
161: 링커버
162: 베어링
163: 간극 조절 스크류
164: 간극 조절 볼트
170: 포팅액
200: 케이스10: High voltage diode module system
100: High voltage diode module
110: Lower substrate
120: Insulating block
130: Upper substrate
140: Terminal pin
150: High voltage diode
151: Legs
152: Torso
160: Gap adjustment part
161: Ring Cover
162: Bearing
163: Gap adjustment screw
164: Gap adjustment bolt
170: Potting liquid
200: Case
Claims (13)
상기 하부 기판 상부에 배치되는 상부 기판;
상기 상부 기판의 상부면에 부착 고정되는 복수개의 터미널 핀;
상기 상부 기판의 하부면에 부착 고정되는 적어도 하나의 고전압 다이오드; 및
상기 하부 기판의 상부면에 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 전기적 단락을 방지하는 적어도 두 개의 절연 블록;을 포함하고,
상기 고전압 다이오드는, 다리부; 및 상기 다리부와 연결되는 몸통부;를 포함하고,
상기 다리부는, 상기 몸통부가 상기 다리부 보다 아래에 위치하고, 상기 몸통부에서 발생되는 열이 상기 적어도 두 개의 절연 블록이 이격된 사이의 간격을 따라 분산되도록 상기 상부 기판의 하부면에 부착 고정되는 것을 특징으로 하는, 고전압 다이오드 모듈.lower substrate;
An upper substrate disposed on top of the lower substrate;
A plurality of terminal pins attached and fixed to the upper surface of the upper substrate;
At least one high voltage diode attached and fixed to the lower surface of the upper substrate; and
At least two insulating blocks are arranged at regular intervals on the upper surface of the lower substrate and prevent electrical short-circuiting;
The high voltage diode comprises a leg portion; and a body portion connected to the leg portion;
A high voltage diode module, characterized in that the leg portion is attached and fixed to the lower surface of the upper substrate so that the body portion is positioned lower than the leg portion and heat generated from the body portion is distributed along the gap between the at least two insulating blocks.
상기 하부 기판은 금속 재질이고,
상기 절연 블록은 세라믹 재질이며,
상기 상부 기판은 인쇄회로 기판이고, 상기 상부 기판에 구비되는 상기 복수개의 터미널 핀 각각은 이격 홀 또는 이격 홈을 사이에 두고 일정 간격으로 이격되어 구비됨을 특징으로 하는 고전압 다이오드 모듈.In the first paragraph,
The above lower substrate is made of metal,
The above insulating block is made of ceramic material,
A high-voltage diode module characterized in that the upper substrate is a printed circuit board, and each of the plurality of terminal pins provided on the upper substrate is provided spaced apart at a set interval with a spacer hole or a spacer groove therebetween.
상기 고전압 다이오드 모듈은,
상기 고전압 다이오드의 전극들과 상기 복수개의 터미널 핀의 연결형태에 따라, 브리지(bridge) 정류 회로 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 고전압 다이오드 모듈.In the third paragraph,
The above high voltage diode module,
A high-voltage diode module characterized by having a bridge rectifier circuit structure according to the connection form of the electrodes of the high-voltage diode and the plurality of terminal pins.
상기 적어도 두 개의 절연 블록과 상기 하부 기판은,
납땜 접합, 브레이징 접합 또는 접착제를 이용한 접합 방법을 사용하여 접합되는 것을 특징으로 하는 고전압 다이오드 모듈.In the first paragraph,
The above at least two insulating blocks and the lower substrate,
A high voltage diode module characterized in that it is joined using a soldering joint, a brazing joint or an adhesive-based joint method.
상기 고전압 다이오드 모듈의 내부 공간은 포팅액으로 포팅되는 것을 특징으로 하는 고전압 다이오드 모듈.In the first paragraph,
A high voltage diode module, characterized in that the internal space of the high voltage diode module is potted with a potting solution.
상기 고전압 다이오드의 형태에 대응하여 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이의 간극을 조절하는 적어도 하나의 간극 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 다이오드 모듈.In the first paragraph,
A high voltage diode module characterized by further comprising at least one gap adjusting unit for adjusting the gap between the upper substrate and the lower substrate corresponding to the shape of the high voltage diode.
상기 간극 조절부는,
상기 상부 기판의 하부면에 위치하고, 내부에 제1 관통홀이 형성되는 링커버;
상기 제1 관통홀에 베어링을 통해 억지 끼움 결합되고, 내부에 제2 관통홀이 형성되며, 상기 제2 관통홀에 제1 암나사산이 형성되는 간극 조절 스크류; 및
머리부는 상기 상부 기판의 상부면에 위치하고, 길이부는 상기 상부 기판, 상기 링커버 및 상기 간극 조절 스크류를 모두 관통하며, 외부에 제1 수나사산이 형성되고, 상기 제1 암나사산과 맞물려 회전하는 간극 조절 볼트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 다이오드 모듈.In Article 7,
The above gap adjustment part,
A ring cover positioned on the lower surface of the upper substrate and having a first through hole formed therein;
A gap adjusting screw that is forcibly fitted through a bearing into the first through hole, has a second through hole formed inside, and has a first female screw thread formed in the second through hole; and
A high voltage diode module characterized by including a gap adjustment bolt, wherein the head portion is positioned on the upper surface of the upper substrate, the length portion penetrates all of the upper substrate, the ring cover, and the gap adjustment screw, and a first male screw thread is formed on the outside and rotates while interlocked with the first female screw thread.
상기 하부 기판은,
상기 간극 조절 스크류에 대응되는 위치에 제2 암나사산이 형성되고,
상기 간극 조절 스크류는, 외부에 제2 수나사산이 형성되며,
상기 간극 조절부는, 상기 간극 조절 볼트를 회전 시킴에 따라 상기 제1 수나사산이 상기 제1 암나사산과 맞물려 회전하고, 이에 대응하여 상기 제2 수나사산이 상기 제2 암나사산과 맞물려 회전하는 방식으로 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이의 간극을 조절하는 것을 특징으로 하는 고전압 다이오드 모듈.In Article 8,
The above lower substrate is,
A second female screw thread is formed at a position corresponding to the above gap adjustment screw,
The above gap adjustment screw has a second male screw thread formed on the outside,
A high-voltage diode module characterized in that the gap adjusting part adjusts the gap between the upper substrate and the lower substrate in such a way that, as the gap adjusting bolt is rotated, the first male screw thread rotates while engaging with the first female screw thread, and in response, the second male screw thread rotates while engaging with the second female screw thread.
상기 고전압 다이오드 모듈을 패키징하는 케이스;를 포함하고,
상기 하부 기판의 상부면에 일정 간격으로 이격되어 배치되며, 전기적 단락을 방지하는 적어도 두 개의 절연 블록;을 포함하고,
상기 고전압 다이오드는, 다리부; 및 상기 다리부와 연결되는 몸통부;를 포함하고,
상기 다리부는, 상기 몸통부가 상기 다리부 보다 아래에 위치하고, 상기 몸통부에서 발생되는 열이 상기 적어도 두 개의 절연 블록이 이격된 사이의 간격을 따라 분산되도록 상기 상부 기판의 하부면에 부착 고정되는 것을 특징으로 하는, 고전압 다이오드 모듈 시스템.A high voltage diode module comprising a lower substrate, an upper substrate disposed on an upper surface of the lower substrate, a plurality of terminal pins attached and fixed to an upper surface of the upper substrate, and at least one high voltage diode attached and fixed to a lower surface of the upper substrate; and
A case for packaging the above high voltage diode module;
At least two insulating blocks are arranged at regular intervals on the upper surface of the lower substrate and prevent electrical short-circuiting;
The high voltage diode comprises a leg portion; and a body portion connected to the leg portion;
A high voltage diode module system, characterized in that the leg portion is attached and fixed to the lower surface of the upper substrate so that the body portion is positioned lower than the leg portion and heat generated from the body portion is distributed along the gap between the at least two insulating blocks.
상기 하부 기판은 금속 재질이고,
상기 절연 블록은 세라믹 재질이며,
상기 상부 기판은 인쇄회로 기판이고, 상기 상부 기판에 구비되는 상기 복수개의 터미널 핀 각각은 이격 홀 또는 이격 홈을 사이에 두고 일정 간격으로 이격되어 구비됨을 특징으로 하는 고전압 다이오드 모듈 시스템.In Article 10,
The above lower substrate is made of metal,
The above insulating block is made of ceramic material,
A high-voltage diode module system, characterized in that the upper substrate is a printed circuit board, and each of the plurality of terminal pins provided on the upper substrate is provided spaced apart at a set interval with a spacer hole or a spacer groove therebetween.
상기 고전압 다이오드 모듈은,
상기 고전압 다이오드의 형태에 대응하여 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이의 간극을 조절하는 적어도 하나의 간극 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 다이오드 모듈 시스템.In Article 10,
The above high voltage diode module,
A high voltage diode module system characterized by including at least one gap adjusting unit for adjusting the gap between the upper substrate and the lower substrate corresponding to the shape of the high voltage diode.
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Legal Events
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240228 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0701 | Decision of registration |
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| GRNT | Written decision to grant | ||
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20241031 Patent event code: PR07011E01D |
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| PG1601 | Publication of registration |