발열로 인한 무선 충전기 PCB의 열변형 측정 및 해석 (Measurement and Analysis of Thermal Deformation of Wireless Charger PCB due to Heat)

서지정보

· 발행기관 : 사단법인 한국융합기술연구학회
· 수록지 정보 : 아시아태평양융합연구교류논문지 / 9권 / 1호 / 21 ~ 30페이지
· 저자명 : 황순재, 홍석무

초록

최근 휴대용 전자기기의 사용량 증가 및 전기차 보급의 증가에 따라, 케이블 없이 어디서든지 간편하게 충전이 가능한 무선 충전 기술이 주목받고 있다. 이 중 스마트폰 무선 충전기는 충전 시 높은 열이 발생하고, 이로 인한 고장 및 사고가 자주 발생한다. 이 때문에 기기의 발열을 줄이기 위한 방열 및 성능 향상에 관한 연구들이 진행되었다. 하지만 무선 충전기 PCB(Printed Circuit Board)의 발열로 인한 변형에 대한 연구가 부재하다. 따라서, 본 논문에서는 PCB의 열 발생과 내부의 발열로 인한 변형에 대한 연구를 수행하였다. 우선 무선 충전기를 이용해 충전했을 때 생기는 열을 열화상 카메라를 통해서 측정하였다. 측정 데이터를 유한요소 해석의 입력 데이터로 활용하여, PCB 발열로 인한 변형 해석 및 열 유동 해석을 동시에 연성 해석을 수행하였다. 그리고 DIC(Digital Image Correlation) 측정을 통해 열 변형의 정도를 측정 및 해석 결과와 비교 분석하여 해석 모델링을 검증하였다. 이후 설계 변경을 통해 PCB의 변형의 감소를 추구하였고 그 결과 기존 처짐량 대비 86.8% 감소하는 결과를 도출하였다.

영어초록

With the recent increase in the use of portable electronic devices and the increase in the spread of electric vehicles, wireless charging technology that can be easily charged anywhere without a cable is attracting attention. Among them, the smartphone wireless charger generates high heat during charging, which causes frequent breakdowns and accidents. For this reason, studies on heat dissipation and performance improvement to reduce the heat of the device have been conducted. However, there is no research on deformation due to heat of the wireless charger PCB (Printed Circuit Board). Therefore, in this paper, a study was conducted on the heat generation of the PCB and the deformation due to internal heat generation. First, the heat generated when charging using a wireless charger was measured using a thermal imaging camera. By using the measured data as input data for the finite element analysis, ductile analysis was performed simultaneously with deformation analysis and thermal flow analysis due to PCB heat generation. In addition, the degree of thermal deformation was measured and analyzed by DIC (Digital Image Correlation) measurement, and analysis modeling was verified. Afterwards, the reduction of PCB deformation was pursued through design changes, and as a result, a result of 86.8% reduction compared to the existing deflection amount was derived.

참고자료

· 없음