나의 전원 성공 비결 -열관리

 

내가 만드러낸 "멋대로 혁신 창조" 작품 -- 그런데 사주는 사람 (미국 국방부) 이 있섰습니다.

 

 

 

저는 반도체가 전문이지만 지금까지 먹고산 것은 땜쟁이 실력으로 개발한 고주파전원이었습니다.

그 비결은 전원내부에서 생긴 열을 외부로 빼내는데 남이 하지 않는 나만의 방식이 성공한 것입니다.

 

반도체는 진공관하고 달라서 높은 온도에서는 동작할수 없습니다.

저는 열관리 개념을 1960년대에 Motorola 반도체 회사에서 전국서 모여든 고참 진공관 설계 전문가들에게 일주일에 한시간씩

12번의 강의를 했습니다. - 즉 반도체로에 재 교육이였습니다

 

저는 대학을 막 졸업하고 취직한 풋내기였고 수강생들은 40-60 세의 전국에서 뽑은 진공관 회로 설계 전문가 들입니다.

반도체가 처음 생겼을때라서 반도체 경험은 있슬수가 없습니다. 

 

--아무 경력도없는 네가 알면 얼마나 안다고 ---경력이 많고 고참 일수록 수강태도가 좋지 안았습니다.

 강의가 끝나고  반 정도를  아에 해고해 버렸습니다.  자기는 절대 못 짜를 거라던 알려진 권위(?)자도 해고 했습니다.  

 

이로부터 Lab 분위기는 180도 달라젔습니다. 모든 Application Lab Design 은 열- 열- 열!!!! 온도상승- 온도상승 을 먼저 따지게 됐고 ㅡMotorola 제품의 신뢰도 명성도 올라갔습니다. 

 

저는 이때부터 전자기기 설계는 열관리를 최우선으로 검토 합니다. 전자장비/기기 는 발열소자 발열량 열제거 통로 이런것을 먼저 따저서 부품 배치를 하게 됍니다.  보통은 크기 무계 신호 통로등이 우선 고려대상이 됩니다

  

반도체 Chip의 크기는  2mm x 2mm  좀 큰 것은 4mm x 4mm 였습니다  이들은  Chip용기(당시는 TO18 아니면 TO5 그 후로는 

TO-220, TO-3)내 구리판위에 용접으로 붙어 있습니다.  이 용기의 온도가 100도C 를 넘게되면  속의 Transistor 는 약간의

전류로도 파괴온도에 도달해서 죽어버립니다.  

제가 Heat Sink 사용 지침을 Application 의 중요부분으로 만들도록했습니다. 신뢰도의 Basic 이 바로 Heat management  입니다.

  

제가 만든 Power Supply 의 Heat 제거 방식

 

회로 설명은 전에도 했기에 여기서는 열 제거에대핸 이야기로 한정합니다.

 

사진의 Power Supply 는  100W (5v-10A  12v -3A  -12v-1A) 출력입니다 

크기는 16.5cm - 7.45cm -2.0cm 입니다

 

저의 열 제거 방식을 이해 할수 있도록 관련 사진을 올려 보겠습니다. 

 

Power supply 바닥 전체를 발열체로 간주하고 전체를 ㄷ자 Aluminum Chassis 바닥을 통해서 외부 Aluminum 구조물 에 단단히 고정해서 이 구조물이 열을 모두 흡수하는 것입니다. 이 Power Supply  efficiency 가 83% 여서 17W 의 열이 16.5cm - 7.45cm 의 넓은 면적을 통해서 외부로 빠저 나갑니다. 

외부 구조물은 열전도율이 Aluminum 이나 이보다더 좋은 물질이어야합니다. Steel- 쇠 Fe -는열전도율이 매우 나뿐 재료라서 별효과가 없어서  피해야합니다.

 

 

별것 아닌 것 같지만 효과가 있었습니다

 

 

 

 

개별 Tr 절연 Pad 보다 100 배 정도의 큰 절연 Pad 를 사용 했습니다.-- 절연 Pad 제조사에서 100ft (30meter) Roll 구입했습니다.

 

열 관리에서 경쟁사를 멀지감치 물리치고 단독 공급자 가 됐습니다.   그후 핵잠수함 전원에도 단독으로  납품 자격을 얻었습니다.

 

 

남이 못하는 것이 2가지가 더 있습니다. 모든 Magnetic  component 에 Toroid Core를 사용한 것하고 잔 부품 배선을 PCB Through

Hole 을 통해서 고정하고 뒤에서 납땜한후 편편하게 갈아내는 " Brute Force Surface Mount Assembly" 방식입니다 

(오늘의 suface mount  원천 개념) 별도로 설명 올리겠습니다)

 

군용장비는 Made in USA 라야 합니다  그때 미국내에는 이런 수공업식 제조를 할수있는 회사는 없었고 모두 Mexico 아니면 대만으로 가야 그나마도 납땜 기능공을 찾을수가 있었습니다.

 

저의  상식수준의 열제거 방법이지만 저로서는 최선의 방법이였고 실제 제품제작에 성공 했습니다. 하루에 20대 정도 Wife 하고 둘이서 만드렀습니다.  

 

단독 공급자 - 가 문제가 돼기도 했습니다.  관심있는 군용기기 제조사에게 만드는법을 가르켜주었지만 실패 했습니다.

저역시 사람을 고용해서 집에서 옆에 안처놓고 가르켜주었지만 제대로 만들지를 못해서 자꾸 잔소리를 하다보니 몇일 있다가

고만 두었습니다. 

나보다 손재주가 좋은 사람을 찾아야하는데 -- 어디가서 찾아야하나요?

 

Toroidal Main Power Transformer 도 남이 못만드렀습니다. 

 

이  Power Supply 는 양산이 불가능한 다른 사람이 따라 만들수없는 일종의 예술작품 같은 것입니다.

 

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