열 유동해석을 통한 무선충전기 발열 성능 향상에 관한 연구

김평준; 박동규

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김평준 (서연전자) 박동규 (한국기술교육대학교)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제20권 제7호

발행연도: 2019.7

수록면: 310 - 316 (7page)

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자동차 편의 장치에 대하여 고객들은 높은 효율과 많은 기능을 요구하고 있으며, 이러한 자동차 어플리케이션에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 최근 자동차 편의 사양으로 개발된 무선충전기의 PCB(printed circuit board) 발열 성능 향상을 위한 열 유동해석에 관한 연구를 진행하였다. 무선충전기는 PCB의 전력 손실 및 열저항의 특성 발열에 따라 충전의 성능이 급격히 저하된다. 따라서 열 유동해석 시뮬레이션을 통해 최적의 PCB 설계 및 부품의 실장 위치를 제안하고, 각 설계 단계에서 해석을 통해 디자인을 결정한다. 이후, 실제 환경 조건에서 해석 결과 정합성 검증을 위해 시험을 수행하고 결과를 비교 분석한다. 본 논문에서는 HyperLynx Thermal와 FloTHERM 프로그램을 사용하여 PCB 모델링 및 과도 응답 열 유동해석을 수행하였다. 또한, 해석 및 측정 결과의 정합성 검증을 위해 적외선 열화상 카메라를 사용하여 시험을 진행하였다. 최종 결과 비교에서 해석과 시험의 오차는 10 % 이내로 확인되었고, PCB의 발열 성능도 향상되었다.

#Thermal Flow Analysis #WPC(Wireless Power Charger) #CFD(Computational Fluid Dynamics) #PCB(Printed Circuit Board) #Transient Response Analysis

참고문헌 (6)

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T. A. Asghari, “PCB Thermal via optimization using design of experiments,” IEEE Tr. Thermal and thermomechanical proceedings 10th intersociety conference, pp.224-228, 2006. DOI: https://dx.doi.org/10.1109/ITHERM.2006.1645346

Yi. Wang, S. W. H de Haan and J. A. Ferreira “Thermal design guideline of PCB traces under DC and AC Current,” IEEE Tr. Energy conversion congress and exposition, pp.1240-1246, 2009. DOI: https://dx.doi.org/10.1109/ECCE.2009.5316250

S. C. Jang, M. S. Kweon and S. M. Han, “Heat Characteristics Analysis of Radiator for PCB-Board,” Journal of the Korean Society for Power System Engineering, Vol.20, No.6, pp.20-26, 2016. DOI: https://doi.org/10.9726/kspse.2016.20.6.020

S. C. Kim, B “Thermal Design and Analysis Evaluation of ISG Motor for Hybrid Electric Vehicles Considering High-speed Driving Condition,” Transactions of KASE, Vol. 22, NO.1, pp.59-64, 2014. DOI: https://doi.org/10.7467/KSAE.2014.22.1.059

K. J. Park, D. W. Kim “A study of Temperature Predictions for Manual Transmission Clutch System Via Anti-fade and Hill Start Virtual Test,” Transactions of KASE, Vol. 23, NO.1, pp.122-129, 2015. Available From: DOI: https://doi.org/10.7467/KSAE.2015.23.1.122

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