JP2022002339A - Capacitor module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンデンサモジュールに関する。 The present invention relates to a capacitor module.
自動車や産業機器における電力変換装置に、一例として、フィルムコンデンサが用いられている。大電力に対応するには大容量のコンデンサ素子が複数必要となるため、複数のコンデンサ素子の一方側の電極同士を一方のバスバー(電極板)によって接続し、また、他方側の電極同士を他方のバスバー(電極板)によって接続してコンデンサモジュールを構成する。一例として、インテリジェントパワーモジュール(Intelligent Power Module:略称はIPM)に、コンデンサモジュールが直接取り付けられて用いられる。 As an example, a film capacitor is used as a power conversion device in an automobile or an industrial device. Since a plurality of large-capacity capacitor elements are required to support a large amount of power, the electrodes on one side of the plurality of capacitor elements are connected by one bus bar (electrode plate), and the electrodes on the other side are connected to each other by the other. The capacitor module is configured by connecting with the bus bar (electrode plate) of. As an example, a capacitor module is directly attached to an Intelligent Power Module (abbreviated as IPM) and used.
バスバーを配設したことで、コンデンサモジュールにおける等価直列インダクタンス(Equivalent series inductance:略称はESL)が増加するため、サージ電圧が増大して半導体素子の破壊や不要輻射ノイズの増加を招くという問題がある。 By arranging the bus bar, the equivalent series inductance (ESL for short) in the capacitor module increases, so there is a problem that the surge voltage increases, causing the destruction of semiconductor elements and the increase of unnecessary radiation noise. ..
そこで、バスバー同士の電流方向を互いに逆方向として相互インダクタンスを小さくすることによってESLを低減し、サージ電圧を抑制する取り組みがなされている。 Therefore, efforts are being made to reduce the ESL and suppress the surge voltage by reducing the mutual inductance by making the current directions of the bus bars opposite to each other.
従来、2つのコンデンサ素子を並設し、端子部が略同一平面に位置するように折曲形成した一対の電極板を、絶縁体を介して重ね合わせて前記コンデンサ素子に接続した構造のケース入りコンデンサ(特許文献1:特開2007−324311号公報)が提案されており、また、正極バスバー及び負極バスバーは、モールド材の外に存在する露出部からケースの開口側に配置されたコンデンサ素子の一方の電極の近傍まで絶縁部材を介在させた状態で互いに対向配置されると共に、コンデンサ素子の側面において互いに対向しないよう配置され、ケースの壁面とコンデンサ素子の側面とが対向する箇所まで絶縁部材が延在した状態で、各コンデンサ素子がモールド材に埋設した構造の平滑コンデンサモジュール(特許文献2:特許第4655020号公報)が提案されている。 Conventionally, two capacitor elements are arranged side by side, and a pair of electrode plates formed by bending so that the terminal portions are located on substantially the same plane are overlapped with each other via an insulator and connected to the capacitor element in a case. A capacitor (Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-324311) has been proposed, and the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are of a capacitor element arranged on the opening side of the case from an exposed portion existing outside the mold material. The insulating members are arranged so as to face each other with the insulating members interposed close to one of the electrodes, and the insulating members are arranged so as not to face each other on the side surface of the capacitor element, and the insulating members are arranged to the point where the wall surface of the case and the side surface of the capacitor element face each other. A smoothing capacitor module (Patent Document 2: Patent No. 4655020) having a structure in which each capacitor element is embedded in a molding material in an extended state has been proposed.
しかし、特許文献1記載の電極板は、接続片同士が互いに離れた位置に配設されており、端子部における折曲形成された部分がずれた状態で配設されている。特許文献2記載のバスバーについても同様に、中間部同士が互いに離れた位置に配設されている。そのため、各バスバーにおいて、電流が多く流れる部分の重なりが小さくなってしまい、ESLの増加抑制対策が不十分である。さらに、特許文献1と特許文献2に記載の構造の場合、隣り合うコンデンサ素子同士が互いの発熱の影響を受けやすく、発熱によって隣り合うコンデンサ素子の両方がコンデンサ特性の低下を招く虞がある。
However, in the electrode plate described in
それに加えて、特許文献1記載の電極板は、加工精度上、外部接続用端子同士が同一平面に位置していない。また、特許文献2記載のバスバーは、構造上、外部接続用端子同士に段差が生じている。そのため、コンデンサモジュールの外部接続用端子を外部電源や外部機器等に接続する際に、段差を解消するためのスペーサ等が必要になるなど、実装に適していない。
In addition, in the electrode plate described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、外部接続用端子の直近までバスバー同士の電流方向が互いに逆方向となるように各バスバーを配設することで、バスバー同士の相互インダクタンスを小さくしてESLの増加を抑制した構造とし、尚且つ、隣り合うコンデンサ素子の発熱を外部に効率的に放熱可能な構造のコンデンサモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and by arranging the bus bars so that the current directions of the bus bars are opposite to each other up to the immediate vicinity of the external connection terminal, the mutual inductance of the bus bars is reduced and the ESL is reduced. It is an object of the present invention to provide a capacitor module having a structure that suppresses an increase in the amount of electric current and a structure that can efficiently dissipate heat generated by adjacent capacitor elements to the outside.
一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。 As an embodiment, the problem is solved by a solution means as disclosed below.
本発明のコンデンサモジュールは、第1電極と第2電極とを有する第1コンデンサ素子と、第3電極と第4電極とを有する第2コンデンサ素子と、第1端子、第1連結部、第1接続片及び第2接続片を有する第1バスバーと、第2端子、第2連結部、第3接続片及び第4接続片を有する第2バスバーと、前記第1連結部と前記第2連結部とに介在する第1絶縁部材とを備え、前記第1バスバーにおける前記第1端子、前記第1接続片及び前記第2接続片は、片側がそれぞれ前記第1連結部に接続されており、前記第1接続片における前記第1連結部との接続側の反対側が前記第1電極に接続されており、前記第2接続片における前記第1連結部との接続側の反対側が前記第3電極に接続されており、前記第2バスバーにおける前記第2端子、前記第3接続片及び前記第4接続片は、片側がそれぞれ前記第2連結部に接続されており、前記第3接続片における前記第2連結部との接続側の反対側が前記第2電極に接続されており、前記第4接続片における前記第2連結部との接続側の反対側が前記第4電極に接続されており、前記第1バスバーと前記第2バスバーとを介して前記第1コンデンサ素子と前記第2コンデンサ素子とが並設されており、前記第1端子から前記第1接続片までの第1電路長(L1)と、前記第3接続片から前記第2端子までの第3電路長(L3)との総和(L1+L3)と、前記第1端子から前記第2接続片までの第2電路長(L2)と、前記第4接続片から前記第2端子までの第4電路長(L4)との総和(L2+L4)とが等しくなる(L1+L3=L2+L4)ように前記第1連結部と前記第2連結部とが形成されていることで、前記第1コンデンサ素子と前記第2コンデンサ素子のそれぞれに対して等長配線になり、均等に電流配分される構成になっていることを特徴とする。前記第1バスバーと前記第2バスバーは、いずれも一枚の板金が折り曲げ形成されていることが好ましい。一例として、前記第1コンデンサ素子と前記第2コンデンサ素子は、いずれもフィルムコンデンサである。一例として、前記第1絶縁部材は、板状、シート状又はフィルム状であり、且つ、前記第1連結部と前記第2連結部の両方に平行な平面部を有し、前記平面部は、前記第1連結部よりも大きく設定されており、且つ、前記第2連結部よりも大きく設定されている。一例として、前記第1コンデンサ素子及び前記第2コンデンサ素子が収納されるケースと、前記ケースに充填される充填樹脂とをさらに備え、前記ケースの樹脂充填側に、前記第1端子と前記第2端子とが所定間隔で面一になるように配設されている。一例として、前記第1連結部の一部が前記ケースの樹脂充填側から突出しており、且つ、前記第2連結部の一部が前記ケースの樹脂充填側から突出している。 The capacitor module of the present invention includes a first capacitor element having a first electrode and a second electrode, a second capacitor element having a third electrode and a fourth electrode, a first terminal, a first connecting portion, and a first. A first bus bar having a connecting piece and a second connecting piece, a second bus bar having a second terminal, a second connecting portion, a third connecting piece and a fourth connecting piece, and the first connecting portion and the second connecting portion. The first terminal, the first connection piece, and the second connection piece of the first bus bar are each connected to the first connection portion on one side, and the first insulating member is provided. The opposite side of the first connection piece to the first connecting portion is connected to the first electrode, and the opposite side of the second connecting piece to the first connecting portion is connected to the third electrode. The second terminal, the third connection piece, and the fourth connection piece in the second bus bar are connected to each other, and one side thereof is connected to the second connection portion, and the third connection piece in the third connection piece is connected to the second connection piece. The opposite side of the connection side with the two connecting portions is connected to the second electrode, and the opposite side of the fourth connection piece with the second connecting portion is connected to the fourth electrode. The first capacitor element and the second capacitor element are arranged side by side via the first bus bar and the second bus bar, and the first electric circuit length (L1) from the first terminal to the first connection piece. , The sum (L1 + L3) of the third electric circuit length (L3) from the third connection piece to the second terminal, the second electric circuit length (L2) from the first terminal to the second connection piece, and the above. The first connecting portion and the second connecting portion are formed so that the total (L2 + L4) with the fourth electric circuit length (L4) from the fourth connection piece to the second terminal becomes equal (L1 + L3 = L2 + L4). Therefore, the first capacitor element and the second capacitor element are each provided with equal length wiring, and the current is evenly distributed. It is preferable that the first bus bar and the second bus bar are both formed by bending a single sheet metal. As an example, the first capacitor element and the second capacitor element are both film capacitors. As an example, the first insulating member is in the form of a plate, a sheet, or a film, and has a flat surface portion parallel to both the first connecting portion and the second connecting portion, and the flat surface portion has a flat surface portion. It is set larger than the first connecting portion and larger than the second connecting portion. As an example, a case in which the first capacitor element and the second capacitor element are housed, and a filling resin filled in the case are further provided, and the first terminal and the second terminal are on the resin filling side of the case. The terminals are arranged so as to be flush with each other at predetermined intervals. As an example, a part of the first connecting portion protrudes from the resin filling side of the case, and a part of the second connecting portion protrudes from the resin filling side of the case.
この構成によれば、バスバーにおける各端子の直近までバスバー同士の電流方向が互いに逆方向となるように第1バスバーと第2バスバーとが配設される。よって、第1バスバーと第2バスバーとの相互インダクタンスが小さくなってESLが低減できる。さらに、第1コンデンサ素子と第2コンデンサ素子とが互いに近接する部分は特に温度が上昇しやすい部分であるので、第1コンデンサ素子と第2コンデンサ素子との間に第1連結部と第2連結部とを配設することで、第1コンデンサ素子と第2コンデンサ素子とが互いに近接する部分の発熱を、第1バスバーと第2バスバーとの両方から外部に効率的に放熱できる。 According to this configuration, the first bus bar and the second bus bar are arranged so that the current directions of the bus bars are opposite to each other until the immediate vicinity of each terminal in the bus bar. Therefore, the mutual inductance between the first bus bar and the second bus bar becomes smaller, and ESL can be reduced. Further, since the portion where the first capacitor element and the second capacitor element are close to each other is a portion where the temperature is particularly likely to rise, the first connection portion and the second connection are connected between the first capacitor element and the second capacitor element. By arranging the portion, the heat generated in the portion where the first capacitor element and the second capacitor element are close to each other can be efficiently radiated to the outside from both the first bus bar and the second bus bar.
前記第1連結部は、前記第1電極と前記第2電極との電極間方向における、前記第1接続片との接続側の幅が前記第1端子との接続側の幅よりも大きく設定されており、且つ、前記第2連結部は、前記第3電極と前記第4電極との電極間方向における、前記第4接続片との接続側の幅が前記第2端子との接続側の幅よりも大きく設定されていることが好ましい。この構成によれば、第1コンデンサ素子及び第2コンデンサ素子の大容量化(サイズアップ)に対応しつつ、第1端子及び第2端子を、第1コンデンサ素子及び第2コンデンサ素子から離れた位置まで引き出して延設することで、第1端子及び第2端子と外部との接続が容易にできるとともに、第1連結部の第1端子との接続側と、第2連結部の第2端子との接続側とで、互いの電流方向をより確実に逆方向とすることができる。 In the first connecting portion, the width of the connection side with the first connection piece in the direction between the electrodes of the first electrode and the second electrode is set to be larger than the width of the connection side with the first terminal. In addition, in the second connecting portion, the width of the connection side with the fourth connection piece in the direction between the electrodes of the third electrode and the fourth electrode is the width of the connection side with the second terminal. It is preferably set to be larger than. According to this configuration, the first terminal and the second terminal are positioned away from the first capacitor element and the second capacitor element while corresponding to the increase in capacity (size increase) of the first capacitor element and the second capacitor element. By pulling out and extending to, the first terminal and the second terminal can be easily connected to the outside, and the connection side of the first connecting portion with the first terminal and the second terminal of the second connecting portion can be connected. It is possible to make the current directions of each other more surely opposite to each other on the connection side of.
前記第1連結部と前記第2連結部とは互いに平行になるように配設されており、前記第1接続片と前記第3接続片とは互いに向かい合って配設されており、且つ、前記第2接続片と前記第4接続片とは互いに向かい合って配設されていることが好ましい。この構成によれば、第1バスバーと第2バスバーにおける各電路長が短くなってESLやESRが低減できる。例えば、前記第1接続片と前記第3接続片とは互いに平行になるように配設されており、且つ、前記第2接続片と前記第4接続片とは互いに平行になるように配設されている。この構成によれば、第1バスバーと第2バスバーにおける各電路長が最も短くなってESLやESRが低減できる。なお、ここで、接続片が平行になるように配設されているとの表記は、対向する接続片同士が略平行に配設されていることを指しており、製造上の許容公差を含んでいる。許容公差は、一例として基準値±5 [°]以内であり、好ましくは基準値±2.5[°]以内であり、さらに好ましくは基準値±1[°]以内である。 The first connecting portion and the second connecting portion are arranged so as to be parallel to each other, the first connecting piece and the third connecting piece are arranged so as to face each other, and the said. It is preferable that the second connection piece and the fourth connection piece are arranged so as to face each other. According to this configuration, the length of each electric circuit in the first bus bar and the second bus bar is shortened, and ESL and ESR can be reduced. For example, the first connection piece and the third connection piece are arranged so as to be parallel to each other, and the second connection piece and the fourth connection piece are arranged to be parallel to each other. Has been done. According to this configuration, the length of each electric circuit in the first bus bar and the second bus bar becomes the shortest, and ESL and ESR can be reduced. Here, the notation that the connection pieces are arranged so as to be parallel indicates that the connecting pieces that face each other are arranged substantially in parallel, and includes a manufacturing tolerance. I'm out. As an example, the allowable tolerance is within the reference value ± 5 [°], preferably within the reference value ± 2.5 [°], and more preferably within the reference value ± 1 [°].
前記第1端子から前記第1接続片までの第1電路長と、前記第3接続片から前記第2端子までの第3電路長との総和、及び、前記第1端子から前記第2接続片までの第2電路長と、前記第4接続片から前記第2端子までの第4電路長との総和、が等しくなるように前記第1連結部と前記第2連結部とが形成されていることが好ましい。この構成によれば、第1コンデンサ素子と第2コンデンサ素子のそれぞれに対して等長配線になり、均等に電流配分される。このことにより、第1バスバーと第2バスバーとの相互インダクタンスを最小にすることが可能な構成となり、ESLが低減できる。なお、ここで、電路長の総和が等しくなるように形成されているとの表記は、電路長の総和が略同一長さに配設されていることを指しており、製造上の許容公差を含んでいる。許容公差は、一例として基準値±10[%]以内であり、好ましくは基準値±5[%]以内であり、さらに好ましくは基準値±2[%]以内である。 The sum of the first electric circuit length from the first terminal to the first connection piece and the third electric circuit length from the third connection piece to the second terminal, and the second connection piece from the first terminal. The first connecting portion and the second connecting portion are formed so that the sum of the second electric circuit lengths up to and the fourth electric circuit length from the fourth connection piece to the second terminal is equal. Is preferable. According to this configuration, the wiring is of equal length to each of the first capacitor element and the second capacitor element, and the current is evenly distributed. This makes it possible to minimize the mutual inductance between the first bus bar and the second bus bar, and the ESL can be reduced. Here, the notation that the total lengths of the electric lines are formed to be equal means that the total lengths of the electric lines are arranged to be substantially the same length, and the allowable tolerance in manufacturing is set. Includes. As an example, the allowable tolerance is within the reference value ± 10 [%], preferably within the reference value ± 5 [%], and more preferably within the reference value ± 2 [%].
前記第1バスバー及び前記第2バスバーは導体であり、一例として、銅、真鍮、アルミニウム、鉄、ニッケル、それらの合金、それらのめっき加工品、その他既知の導電性材料からなる。前記第1バスバー及び前記第2バスバーは、一例として、板状であり、プレス加工、レーザー加工、金型加工、その他既知の成形加工によって形成される。前記第1バスバー及び前記第2バスバーは、一例として、一枚の金属板から形成される。 The first bus bar and the second bus bar are conductors and, for example, are made of copper, brass, aluminum, iron, nickel, alloys thereof, plated products thereof, and other known conductive materials. The first bus bar and the second bus bar are plate-shaped, for example, and are formed by press working, laser processing, die processing, or other known molding processing. The first bus bar and the second bus bar are formed from one metal plate as an example.
前記第1絶縁部材は、一例として、絶縁紙、絶縁性樹脂、絶縁性高分子、絶縁性ゲル、その他既知の絶縁性材料からなる。一例として、前記第1絶縁部材は、板状、シート状又はフィルム状であり、且つ、前記第1連結部と前記第2連結部のいずれかないしは両方に平行な平面部を有する。この構成によれば、絶縁耐力を確保しつつ、第1バスバーと第2バスバーとの位置合わせ等の組立作業が容易にできる。板状、シート状又はフィルム状の第1絶縁部材は、プレス加工、レーザー加工、金型加工、その他既知の成形加工によって形成される。一例として、前記第1絶縁部材は、前記第1接続片または前記第2接続片が貫通する第1貫通穴と、前記第3接続片または前記第4接続片が貫通する第2貫通穴とが形成されている。これにより、第1バスバーと第2バスバーとの位置合わせ等の組立作業が容易にできる。一例として、前記第1絶縁部材は、前記第1連結部と前記第2連結部のいずれのサイズよりも大きいサイズの板状、シート状又はフィルム状に形成される。これにより、沿面の絶縁耐力も得られる。 As an example, the first insulating member is made of an insulating paper, an insulating resin, an insulating polymer, an insulating gel, and other known insulating materials. As an example, the first insulating member is in the form of a plate, a sheet, or a film, and has a flat surface portion parallel to either or both of the first connecting portion and the second connecting portion. According to this configuration, assembling work such as alignment of the first bus bar and the second bus bar can be easily performed while ensuring the dielectric strength. The plate-shaped, sheet-shaped or film-shaped first insulating member is formed by press working, laser processing, die processing, or other known molding processing. As an example, the first insulating member includes a first through hole through which the first connection piece or the second connection piece penetrates and a second through hole through which the third connection piece or the fourth connection piece penetrates. It is formed. This facilitates assembly work such as alignment of the first bus bar and the second bus bar. As an example, the first insulating member is formed in the shape of a plate, a sheet, or a film having a size larger than the size of either the first connecting portion and the second connecting portion. As a result, the dielectric strength along the surface can also be obtained.
前記第1コンデンサ素子、前記第2コンデンサ素子、前記第1バスバー、前記第2バスバー及び前記第1絶縁部材の組み合わせが複数備わっており、第3端子、第3連結部及び前記第1コンデンサ素子の数と対応した数の第5接続片を有する第3バスバーと、第4端子、第4連結部及び前記第2コンデンサ素子の数と対応した数の第6接続片を有する第4バスバーと、前記第3連結部と前記第4連結部とに介在する第2絶縁部材と、をさらに備え、前記第3バスバーにおける前記第3端子及び前記第5接続片は、片側がそれぞれ前記第3連結部に接続されており、前記第5接続片における前記第3連結部との接続側の反対側がそれぞれ前記第1電極又は前記第2電極に接続されており、前記第4バスバーにおける前記第4端子及び前記第6接続片は、片側がそれぞれ前記第4連結部に接続されており、前記第6接続片における前記第4連結部との接続側の反対側がそれぞれ前記第4電極又は前記第3電極に接続されており、前記第3連結部と前記第4連結部とは、前記第1コンデンサ素子と前記第2コンデンサ素子とに亘って配設されていることが好ましい。 A plurality of combinations of the first capacitor element, the second capacitor element, the first bus bar, the second bus bar, and the first insulating member are provided, and the third terminal, the third connecting portion, and the first capacitor element are provided. A third bus bar having a number of fifth connection pieces corresponding to the number, a fourth bus bar having a number of sixth connection pieces corresponding to the number of the fourth terminal, the fourth connecting portion and the second capacitor element, and the above. A second insulating member interposed between the third connecting portion and the fourth connecting portion is further provided, and one side of the third terminal and the fifth connecting piece in the third bus bar is connected to the third connecting portion, respectively. It is connected, and the opposite side of the fifth connection piece to the third connecting portion is connected to the first electrode or the second electrode, respectively, and the fourth terminal and the fourth terminal in the fourth bus bar are connected. One side of the sixth connection piece is connected to the fourth connecting portion, and the opposite side of the sixth connecting piece to the fourth connecting portion is connected to the fourth electrode or the third electrode, respectively. It is preferable that the third connecting portion and the fourth connecting portion are arranged over the first capacitor element and the second capacitor element.
この構成によれば、第3端子と第4端子、及び、第5接続片と第6接続片の直近までバスバー同士の電流方向が互いに逆方向となるように第3連結部と第4連結部とが配設される。よって、第3バスバーと第4バスバーの相互インダクタンスが小さくなってESLが低減できる。一例として、多相のインバータ回路で、複数の第1端子と第2端子の対を出力側の複数のパワー半導体にそれぞれ接続し、第3端子と第4端子の対を入力側に接続して使用することが可能なコンデンサモジュールとすることができる。また、一例として、多相の昇圧コンバータ回路で、複数の第1端子と第2端子の対を入力側の複数のパワーモジュールにそれぞれ接続し、第3端子と第4端子の対を出力側に接続して使用することが可能なコンデンサモジュールとすることができる。上記以外の回路においても、複数の第1端子と第2端子の対を回路の一方の側に接続し、第3端子と第4端子の対を回路の他方の側に接続して使用することが可能なコンデンサモジュールとすることができる。上記の構成とすることで、各種回路に使用可能な、コンパクト且つESLが低減されたコンデンサモジュールとすることができる。 According to this configuration, the third connecting portion and the fourth connecting portion so that the current directions of the bus bars are opposite to each other up to the immediate vicinity of the third terminal and the fourth terminal, and the fifth connection piece and the sixth connection piece. And are arranged. Therefore, the mutual inductance of the third bus bar and the fourth bus bar becomes smaller, and ESL can be reduced. As an example, in a multi-phase inverter circuit, connect a plurality of pairs of the first terminal and the second terminal to a plurality of power semiconductors on the output side, respectively, and connect a pair of the third terminal and the fourth terminal to the input side. It can be a usable capacitor module. Further, as an example, in a multi-phase boost converter circuit, a plurality of pairs of the first terminal and the second terminal are connected to a plurality of power modules on the input side, respectively, and a pair of the third terminal and the fourth terminal is connected to the output side. It can be a capacitor module that can be connected and used. In circuits other than the above, connect a plurality of pairs of the first terminal and the second terminal to one side of the circuit, and connect the pair of the third terminal and the fourth terminal to the other side of the circuit. Can be a possible capacitor module. With the above configuration, it is possible to obtain a compact and ESL-reduced capacitor module that can be used in various circuits.
前記第1コンデンサ素子の一方側に前記第2コンデンサ素子が配設されていて前記第1コンデンサ素子の他方側に別の前記第1コンデンサ素子が配設されている構成、又は、前記第2コンデンサ素子の一方側に前記第1コンデンサ素子が配設されていて前記第2コンデンサ素子の他方側に別の前記第2コンデンサ素子が配設されている構成を含んでおり、隣り合う前記第5接続片同士と前記第6接続片同士とはそれぞれ先端側が互いに逆向きに配設されていることが好ましい。 A configuration in which the second capacitor element is disposed on one side of the first capacitor element and another first capacitor element is disposed on the other side of the first capacitor element, or the second capacitor. The configuration includes a configuration in which the first capacitor element is arranged on one side of the element and another second capacitor element is arranged on the other side of the second capacitor element, and the fifth connection is adjacent to each other. It is preferable that the tips of the pieces and the sixth connecting pieces are arranged in opposite directions to each other.
この構成によれば、第1絶縁部材が介在しない位置で隣り合って配設されるのは第1コンデンサ素子同士又は第2コンデンサ素子同士であるので、互いに同電位となって絶縁部材を介在させなくて済み、絶縁部材が削減できて、絶縁スペースの分小型化できる。 According to this configuration, since it is the first capacitor elements or the second capacitor elements that are arranged next to each other at a position where the first insulating member does not intervene, the insulating members are interposed at the same potential. It is not necessary, the number of insulating members can be reduced, and the size of the insulating space can be reduced.
前記第3端子から前記第5接続片までのそれぞれの第5電路長の総和、及び、前記第6接続片から前記第4端子までのそれぞれの第6電路長の総和、が等しくなるように前記第3連結部と前記第4連結部とが形成されていることが好ましい。この構成によれば、第1コンデンサ素子と第2コンデンサ素子のそれぞれに対して等長配線になり、均等に電流配分される。このことにより、第3バスバーと第4バスバーの相互インダクタンスを最小にすることが可能な構成となり、ESLが低減できる。なお、ここで、電路長が等しくなるように形成されているとの表記は、電路長がそれぞれ略同一長さに配設されていることを指しており、製造上の許容公差を含んでいる。許容公差は、一例として基準値±10[%]以内であり、好ましくは基準値±5[%]以内であり、さらに好ましくは基準値±2[%]以内である。 The sum of the fifth electric circuit lengths from the third terminal to the fifth connection piece and the sum of the sixth electric circuit lengths from the sixth connection piece to the fourth terminal are equal to each other. It is preferable that the third connecting portion and the fourth connecting portion are formed. According to this configuration, the wiring is of equal length to each of the first capacitor element and the second capacitor element, and the current is evenly distributed. This makes it possible to minimize the mutual inductance between the third bus bar and the fourth bus bar, and the ESL can be reduced. Here, the notation that the electric circuit lengths are formed to be equal means that the electric circuit lengths are arranged to be substantially the same length, and includes a manufacturing tolerance. .. As an example, the allowable tolerance is within the reference value ± 10 [%], preferably within the reference value ± 5 [%], and more preferably within the reference value ± 2 [%].
前記第3連結部と前記第4連結部とは、それぞれ折り曲げられて、前記第1コンデンサ素子の平面側と側面側、及び、前記第2コンデンサ素子の平面側と側面側に配設されていることが好ましい。この構成によれば、第3端子と第5接続片とのそれぞれの第5電路の合流部分のエリアが確保され、また、第4端子と第6接続片とのそれぞれの第6電路との合流部分のエリアが確保されるので、ESRが低減できる。 The third connecting portion and the fourth connecting portion are bent and arranged on the plane side and the side surface side of the first capacitor element and on the plane side and the side surface side of the second capacitor element, respectively. Is preferable. According to this configuration, the area of the confluence of the 5th electric circuit of the 3rd terminal and the 5th connection piece is secured, and the confluence of the 6th electric circuit of the 4th terminal and the 6th connection piece is secured. Since the area of the portion is secured, the ESR can be reduced.
前記第3バスバー及び前記第4バスバーは導体であり、一例として、銅、真鍮、アルミニウム、鉄、ニッケル、それらの合金、それらのめっき加工品、その他既知の導電性材料からなる。前記第3バスバー及び前記第4バスバーは、一例として、板状であり、プレス加工、レーザー加工、金型加工、その他既知の成形加工によって形成される。前記第3バスバー及び前記第4バスバーは、一例として、一枚の金属板から形成される。 The third bus bar and the fourth bus bar are conductors and, for example, are made of copper, brass, aluminum, iron, nickel, alloys thereof, plated products thereof, and other known conductive materials. The third bus bar and the fourth bus bar are plate-shaped, for example, and are formed by press working, laser processing, die processing, or other known molding processing. The third bus bar and the fourth bus bar are formed from one metal plate as an example.
前記第2絶縁部材は絶縁体であり、一例として、絶縁紙、絶縁性樹脂、絶縁性高分子、絶縁性ゲル、その他既知の絶縁性材料からなる。一例として、前記第2絶縁部材は、板状、シート状又はフィルム状であり、且つ、前記第2連結部または前記第3連結部に平行な平面部を有することが好ましい。この構成によれば、絶縁耐力を確保しつつ、第3バスバーと第4バスバーとの位置決め等の組立作業が容易にできる。板状、シート状又はフィルム状の第2絶縁部材は、プレス加工、レーザー加工、金型加工、その他既知の成形加工によって形成される。 The second insulating member is an insulator, and is made of, for example, an insulating paper, an insulating resin, an insulating polymer, an insulating gel, and other known insulating materials. As an example, the second insulating member is preferably plate-shaped, sheet-shaped or film-shaped, and preferably has a flat surface portion parallel to the second connecting portion or the third connecting portion. According to this configuration, assembling work such as positioning of the third bus bar and the fourth bus bar can be easily performed while ensuring the dielectric strength. The plate-shaped, sheet-shaped or film-shaped second insulating member is formed by press working, laser processing, die processing, or other known molding processing.
前記第1端子と前記第2端子とが面一になるように配設されており、且つ、前記第3端子と前記第4端子とが面一になるように配設されていることが好ましい。この構成によれば、外部電源や外部機器等に接続する際に、スペーサ等は不要となるので、実装に適した構成となる。なお、ここで、面一になるように配設されているとの表記は、端子がそれぞれ略同一平面上に配設されていることを指しており、製造上の許容公差を含んでいる。許容公差は、一例として基準値±0.5[mm]以内であり、好ましくは基準値±0.25[mm]以内であり、さらに好ましくは基準値±0.1[mm]以内である。 It is preferable that the first terminal and the second terminal are arranged so as to be flush with each other, and the third terminal and the fourth terminal are arranged so as to be flush with each other. .. According to this configuration, a spacer or the like is not required when connecting to an external power supply, an external device, or the like, so that the configuration is suitable for mounting. Here, the notation that the terminals are arranged so as to be flush with each other means that the terminals are arranged on substantially the same plane, and includes a manufacturing tolerance. As an example, the allowable tolerance is within the reference value ± 0.5 [mm], preferably within the reference value ± 0.25 [mm], and more preferably within the reference value ± 0.1 [mm].
前記第1コンデンサ素子の静電容量と前記第2コンデンサ素子の静電容量とが等しくなるように設定されていることが好ましい。この構成によれば、第1コンデンサ素子と第2コンデンサ素子のそれぞれに対して、均等に電圧及び電流が配分され、動作が安定する。そして、対をなしている前記第1コンデンサ素子と前記第2コンデンサ素子の静電容量の和は、すべてのコンデンサ素子の対について等しくなるように設定されていることが好ましい。この構成によれば、すべてのコンデンサ素子の対に対して、均等に電圧及び電流が配分され、動作が安定する。なお、ここで、静電容量が等しくなるように設定されているとの表記は、コンデンサ素子がそれぞれ略同一静電容量値であることを指しており、製造上の許容公差を含んでいる。許容公差は、一例として基準値±10[%]以内であり、好ましくは基準値±5[%]以内であり、さらに好ましくは基準値±2[%]以内である。 It is preferable that the capacitance of the first capacitor element and the capacitance of the second capacitor element are set to be equal to each other. According to this configuration, the voltage and current are evenly distributed to each of the first capacitor element and the second capacitor element, and the operation is stable. Then, it is preferable that the sum of the capacitances of the first capacitor element and the second capacitor element forming a pair is set to be equal for all the pairs of the capacitor elements. According to this configuration, the voltage and current are evenly distributed to all the pairs of capacitor elements, and the operation is stable. Here, the notation that the capacitances are set to be equal indicates that the capacitor elements have substantially the same capacitance value, and includes a manufacturing tolerance. As an example, the allowable tolerance is within the reference value ± 10 [%], preferably within the reference value ± 5 [%], and more preferably within the reference value ± 2 [%].
本発明によれば、バスバーにおける各端子の直近までバスバー同士の電流方向が互いに逆方向となるように各バスバーが配設され、バスバー同士の相互インダクタンスを小さくしてESLの増加を抑制した構造となり、サージ電圧が抑制できる。尚且つ、第1バスバーと第2バスバーとを介して、隣り合う第1コンデンサ素子及び第2コンデンサ素子からの発熱を外部に効率的に放熱できるので動作が安定する。よって、ESLを抑制しつつ動作が安定し、大電力に対応した構造のコンデンサモジュールが実現できる。 According to the present invention, each bus bar is arranged so that the current directions of the bus bars are opposite to each other until the immediate vicinity of each terminal in the bus bar, and the mutual inductance between the bus bars is reduced to suppress an increase in ESL. , Surge voltage can be suppressed. Moreover, the heat generated from the adjacent first capacitor element and the second capacitor element can be efficiently dissipated to the outside via the first bus bar and the second bus bar, so that the operation is stable. Therefore, it is possible to realize a capacitor module having a structure corresponding to a large amount of power by stabilizing the operation while suppressing ESL.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図1は、本実施形態のコンデンサモジュール1の例を示す概略の斜視図である。図2は、図1のコンデンサモジュール1におけるケース20を取付ける前の状態を示す概略の斜視図である。図3は、図2の状態となる前の状態を示す概略の展開図である。コンデンサモジュール1は、一例として、第1コンデンサ素子11、第2コンデンサ素子12、第1バスバー31、第2バスバー32及び第1絶縁部材41の組み合わせが複数備わっており、さらに第3バスバー、第4バスバー及び第2絶縁部材が備わっており、第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12とがケース20に収納されて充填樹脂22が充填されている構成である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the
ここで、コンデンサモジュール1の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にX,Y,Zの矢印で向きを示している。コンデンサモジュール1を実際に使用する際には、これらの向きに限定されず、どのような向きで使用しても支障ない。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
Here, in order to make it easier to explain the positional relationship of each part of the
コンデンサモジュール1は、ケース20の樹脂充填側(図1のY方向矢印の反対側)に、第1端子31aと第2端子32aとが面一になるように所定間隔で配設されており、また、ケース20の樹脂充填側と直交する側(図1のX方向矢印側)に、第3端子33aと第4端子34aとが面一になるように所定間隔で配設されている。
The
ケース20は、一例として、アルミニウム等の金属や、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、液晶ポリマー(LCP)等の耐熱性樹脂からなる。充填樹脂22は、一例として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂等の耐熱性樹脂からなる。
As an example, the
第1コンデンサ素子11は、片側に第1電極11aが配設されており、第1電極11aが配設された側の反対側に第2電極11bが配設されている。第2コンデンサ素子12は、片側に第3電極12aが配設されており、第3電極12aが配設された側の反対側に第4電極12bが配設されている。第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12とは、一例として、蒸着フィルム(メタライズドフィルム)を誘電体としたフィルムコンデンサである。第1電極11a、第2電極11b、第3電極12a及び第4電極12bは、一例として、溶射金属電極である。一例として、第1コンデンサ素子11の静電容量と、第2コンデンサ素子12の静電容量とは等しい。一例として、第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12とは同じものである。
The
第1コンデンサ素子11、第2コンデンサ素子12、第1バスバー31、第2バスバー32及び第1絶縁部材41の組み合わせは、一例として、図5Aに示すコンデンサ配置の第1形態51、図7Aに示すコンデンサ配置の第2形態52、図9Aに示すコンデンサ配置の第3形態53、図11Aに示すコンデンサ配置の第4形態54が挙げられる。第1形態51、第2形態52、第3形態53、第4形態54はいずれも、第1バスバー31と第2バスバー32とを介して第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12とが並設されている構成となっている。
The combination of the
第1バスバー31及び第2バスバー32は、導電性の金属板からなり、一例として、プレス加工によって形成される。第1バスバー31は、第1端子31a、第1連結部31b、第1接続片31c及び第2接続片31dを有する。第2バスバー32は、第2端子32a、第2連結部32b、第3接続片32c及び第4接続片32dを有する。
The
第1絶縁部材41は、第1連結部31bと第2連結部32bとに介在する。第1絶縁部材41は、一例として、絶縁紙、絶縁性樹脂、絶縁性高分子、絶縁性ゲル、その他既知の絶縁性材料からなる。一例として、第1絶縁部材41は、板状、シート状又はフィルム状であり、且つ、第1連結部31bと第2連結部32bのいずれかないしは両方に平行な平面部を有する。
The first insulating
本実施形態におけるコンデンサ配置の第1形態〜第4形態について以下に説明する。 The first to fourth embodiments of the capacitor arrangement in the present embodiment will be described below.
(コンデンサ配置の第1形態)
図5Aはコンデンサ配置の第1形態51を示す概略の斜視図であり、図5Bはコンデンサ配置の第1形態51における概略の展開図であり、図6Aは第2バスバー32を示す概略の斜視図であり、図6Bは第1バスバー31を示す概略の斜視図である。
(First form of capacitor arrangement)
5A is a schematic perspective view showing the
図6Aに示すとおり、第2バスバー32における第2端子32a、第3接続片32c及び第4接続片32dは、片側がそれぞれ第2連結部32bに接続されている。また、図6Bに示すとおり、第1バスバー31における第1端子31a、第1接続片31c及び第2接続片31dは、片側がそれぞれ第1連結部31bに接続されている。コンデンサ配置の第1形態51における第1連結部31bと第2連結部32bとは略平行に配されており、第1端子31aと第2端子32aとは先端が逆向きで略平行に配されており、第1接続片31cと第4接続片32dとは先端が逆向きで略平行に配されており、且つ、第2接続片31dと第3接続片32cとは先端が逆向きで略平行に配されている。この構成により、第1バスバー31と第2バスバー32における各電路長が短くなってESLが低減できる。
As shown in FIG. 6A, one side of the
第1接続片31c、第2接続片31d、第3接続片32c又は第4接続片32dと、第1電極11a、第2電極11b、第3電極12a又は第4電極12bとは、はんだ付け、導電接着剤、その他既知の接続方法によって電気接続される。
The
図6Aに示す電流Iaは、第2バスバー32における第2端子32aと第3接続片32cとの第3電路L3と、第2端子32aと第4接続片32dとの第4電路L4とが合流するエリアの電流である。図6Bに示す電流Iaは、第1バスバー31における第1端子31aと第1接続片31cとの第1電路L1と、第1端子31aと第2接続片31dとの第2電路L2とが合流するエリアの電流である。図6Aに示す電流Iaと図6Bに示す電流Iaとの電流方向は互いに逆方向となる。なお、第1電路L1、第2電路L2、第3電路L3、第4電路L4は、図中の破線で例示している。
In the current Ia shown in FIG. 6A, the third electric circuit L3 of the
本実施形態は、第1電路L1と第3電路L3との総和、及び、第2電路L2と第4電路L4との総和、が等しくなるように第1連結部31bと第2連結部32bとが形成されている。この構成によれば、第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12のそれぞれに対して等長配線になり、均等に電流配分され、動作が安定する。そして、第1バスバー31と第2バスバー32との相互インダクタンスを最小にすることが可能な構成となり、ESLが低減できる。
In this embodiment, the first connecting
図5Aと図5Bに示すとおり、第1接続片31cにおける第1連結部31bとの接続側の反対側が第1電極11aに接続されており、第2接続片31dにおける第1連結部31bとの接続側の反対側が第3電極12aに接続されており、第3接続片32cにおける第2連結部32bとの接続側の反対側が第2電極11bに接続されており、且つ、第4接続片32dにおける第2連結部32bとの接続側の反対側が第4電極12bに接続されている。そして、第1バスバー31と第2バスバー32とを介して第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12とが並設されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the opposite side of the first connecting
この構成によれば、バスバーにおける各端子の直近までバスバー同士の電流方向が互いに逆方向となるように第1バスバー31と第2バスバー32とが配設される。よって、第1バスバー31と第2バスバー32との相互インダクタンスが小さくなってESLが低減できる。さらに、第1コンデンサ素子11の発熱を、第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12との間に配設された第1連結部31bを介して第1バスバー31から外部に放熱できる。尚且つ、第2コンデンサ素子12の発熱を、第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12との間に配設された第2連結部32bを介して第2バスバー32から外部に放熱できる。よって、第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12の発熱を、第1バスバー31及び第2バスバー32から外部に効率的に放熱できるので動作が安定する。よって、ESLを抑制しつつ動作が安定し、大電力に対応した構造となる。
According to this configuration, the
図5Bと図6Aに示すとおり、第2連結部32bは、第3電極12aと第4電極12bとの電極間方向(図中のZ方向)における、第4接続片32dとの接続側の幅W21が第2端子32aとの接続側の幅W22よりも大きく設定されている(W21>W22)。また、第1連結部31bは、第1電極11aと第2電極11bとの電極間方向(図中のZ方向)における、第1接続片31cとの接続側の幅W11が第1端子31aとの接続側の幅W12よりも大きく設定されている(W11>W12)。この構成によれば、第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12の大容量化(サイズアップ)に対応しつつ、第1端子31a及び第2端子32aを、第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12から離れた位置に延設することで外部との接続が容易にできる。尚且つ、第1連結部31bの第1端子31aとの接続側と、第2連結部32bの第2端子32aとの接続側とで、互いの電流方向をより確実に逆方向とすることができる。
As shown in FIGS. 5B and 6A, the width of the second connecting
図5Bの例では、第1絶縁部材41は、第1連結部31bと第2連結部32bのいずれのサイズよりも大きいサイズの絶縁紙であり、第1連結部31bと第2連結部32bとにそれぞれ平行な平面部を有する。また、第1絶縁部材41は、第2接続片31dが貫通する第1貫通穴41aと、第3接続片32cが貫通する第2貫通穴41bとが形成されている。この構成によれば、絶縁耐力を確保しつつ、第1バスバー31と第2バスバー32との位置合わせ等の組立作業が容易にできる。
In the example of FIG. 5B, the first insulating
(コンデンサ配置の第2形態)
図7Aはコンデンサ配置の第2形態52を示す概略の斜視図であり、図7Bはコンデンサ配置の第2形態52における概略の展開図であり、図8Aは第2バスバー32を示す概略の斜視図であり、図8Bは第1バスバー31を示す概略の斜視図である。コンデンサ配置の第2形態52における、コンデンサ配置の第1形態51との相違点は、第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12との配置(図中のX方向における配置)が左右逆になっており、それに伴って、第1接続片31cと第2接続片31dとの配置が左右逆になっており、且つ、第3接続片32cと第4接続片32dとの配置が左右逆になっている。
(Second form of capacitor arrangement)
7A is a schematic perspective view showing the
(コンデンサ配置の第3形態)
図9Aはコンデンサ配置の第3形態53を示す概略の斜視図であり、図9Bはコンデンサ配置の第3形態53における概略の展開図であり、図10Aは第2バスバー32を示す概略の斜視図であり、図10Bは第1バスバー31を示す概略の斜視図である。コンデンサ配置の第3形態53における、コンデンサ配置の第1形態51との相違点は、第2コンデンサ素子12の配置(図中のZ方向における配置)が上下逆の配置になっており、それに伴って、第2接続片31dの配置が上下逆になっており、且つ、第4接続片32dの配置が上下逆になっている。
(Third form of capacitor arrangement)
9A is a schematic perspective view showing a
(コンデンサ配置の第4形態)
図11Aはコンデンサ配置の第4形態54を示す概略の斜視図であり、図11Bはコンデンサ配置の第4形態54における概略の展開図であり、図12Aは第2バスバー32を示す概略の斜視図であり、図12Bは第1バスバー31を示す概略の斜視図である。コンデンサ配置の第4形態54における、コンデンサ配置の第3形態53との相違点は、第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12の配置(図中のZ方向における配置)が上下逆の配置になっており、それに伴って、第1接続片31c及び第2接続片31dの配置が上下逆になっており、且つ、第3接続片32c及び第4接続片32dの配置が上下逆になっている。補足すると、上述した第1形態51、第2形態52、第3形態53、第4形態54のいずれか1種以上の構成において、第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12の配置を、図中のY方向及びZ方向に平行な平面に沿って90度回動した配置にし、それに伴って、第1接続片31c、第2接続片31d、第3接続片32c及び第4接続片32dの配置を、同じ方向に同様の角度で回動した配置にする場合がある。なお、ここで、同様の角度との表記は、製造上の許容公差を含んでいる。許容公差は、一例として基準値±5 [°]以内であり、好ましくは基準値±2.5[°]以内であり、さらに好ましくは基準値±1[°]以内である。
(Fourth form of capacitor arrangement)
11A is a schematic perspective view showing the
引き続き、コンデンサモジュール1について以下に説明する。
Subsequently, the
図2と図3に示す例では、コンデンサモジュール1は、第3端子33a側から左側(図中X方向矢印の反対側)に向かって、コンデンサ配置の第1形態51、コンデンサ配置の第2形態52、コンデンサ配置の第1形態51が順に配設されている。そして、3つの第1コンデンサ素子11及び3つの第2コンデンサ素子12の上側(図中Z方向矢印側)に向かって、第3バスバー33、第2絶縁部材42、第4バスバー34が順に配設されている。
In the examples shown in FIGS. 2 and 3, the
図4Aは第3バスバー33を示す概略の斜視図であり、図4Bは第4バスバー34を示す概略の斜視図である。図4Aに示すとおり、第3バスバー33における第3端子33aと、3つの第5接続片33cとは、片側がそれぞれ第3連結部33bに接続されている。また、図4Bに示すとおり、第4バスバー34における第4端子34aと、3つの第6接続片34cとは、片側がそれぞれ第4連結部34bに接続されている。
4A is a schematic perspective view showing the
そして、第5接続片33cにおける第3連結部33bとの接続側の反対側が第1電極11aに接続されており、第6接続片34cにおける第4連結部34bとの接続側の反対側が第4電極12bに接続されており、第3連結部33bと第4連結部34bとは、複数の第1コンデンサ素子11と複数の第2コンデンサ素子12とに亘って配設されている。
The side of the
第5接続片33c又は第6接続片34cと、第1電極11a、第2電極11b、第3電極12a又は第4電極12bとは、はんだ付け、導電接着剤、その他既知の接続方法によって電気接続される。
The
図4Aに示す電流Idは、第3バスバー33における第3端子33aと第5接続片33cとの複数の第5電路L51、L52、L53が合流するエリアの電流である。図4Bに示す電流Idは、第4バスバー34における第4端子34aと第6接続片34cとの複数の第6電路L61、L62、L63が合流するエリアの電流である。図4Aに示す電流Idと図4Bに示す電流Idとの電流方向は互いに逆方向となる。なお、第5電路L51、L52、L53、第6電路L61、L62、L63は、図中の破線で例示している。
The current Id shown in FIG. 4A is the current in the area where the plurality of fifth electric circuits L51, L52, and L53 of the
本実施形態は、第5電路L51、L52、L53の総和、及び、第6電路L61、L62、L63の総和、が等しくなるように第3連結部33bと第4連結部34bとが形成されている。この構成によれば、第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12のそれぞれに対して等長配線になり、均等に電流配分され、動作が安定する。そして、第3バスバー33と第4バスバー34との相互インダクタンスを最小にすることが可能な構成となり、ESLが低減できる。
In this embodiment, the third connecting
図2と図3とに示す例では、第1コンデンサ素子11の一方側に第2コンデンサ素子12が配設されていて、第1コンデンサ素子11の他方側に別の前記第1コンデンサ素子が配設されている構成を含んでおり、また、第2コンデンサ素子12の一方側に第1コンデンサ素子11が配設されていて、第2コンデンサ素子12の他方側に別の第2コンデンサ素子12が配設されている構成を含んでおり、隣り合う第5接続片33c同士は先端側が互いに逆向きに配設されており、また、隣り合う第6接続片34c同士は先端側が互いに逆向きに配設されている。この構成によれば、第1絶縁部材41が介在しない位置で隣り合って配設されるのは第1コンデンサ素子11同士又は第2コンデンサ素子12同士であるので、互いに同電位となって絶縁部材を介在させなくて済み、絶縁部材が削減できて、絶縁スペースの分小型化できる。
In the examples shown in FIGS. 2 and 3, the
第3バスバー33及び第4バスバー34は、導電性の金属板からなり、一例として、プレス加工によって形成される。第3連結部33bと第4連結部34bとは、それぞれ折り曲げられて、第1コンデンサ素子11の平面側と側面側、及び、第2コンデンサ素子12の平面側と側面側に配設されている。この構成によれば、第3端子33aと第5接続片33cとのそれぞれの第5電路L51、L52、L53の合流部分のエリアが確保され、また、第4端子34aと第6接続片34cとのそれぞれの第6電路L61、L62、L63との合流部分のエリアが確保されるので、ESRが低減できる。
The
図13はコンデンサモジュール1の適用例を示す概略の回路図である。図13は、三相インバータ回路の例であり、直流電源E1と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor:略称はIGBT)との間に平滑用のコンデンサとしてコンデンサモジュール1が基板実装されている。ここでは、コンデンサモジュール1における第3端子33aが直流電源E1のプラス側に接続されて、第4端子34aが直流電源E1のマイナス側に接続される。また、コンデンサモジュール1における第1端子31aがIGBT71のコレクタ側に接続されて、第2端子32aがIGBT71のゲート側に接続される。そして、駆動回路70からの制御信号によって三相交流負荷であるモータM1が駆動される。ここで第3端子33aからの電流Idは、3つに分流された電流Iaとなって3つの第1端子31aそれぞれから位相を120度ずつずらしてモータM1に通電される。
FIG. 13 is a schematic circuit diagram showing an application example of the
引き続き、コンデンサモジュール1の他の例であるコンデンサモジュール10について以下に説明する。
Subsequently, the
図14は、コンデンサモジュール10を示す概略の斜視図である。コンデンサモジュール10は、第1コンデンサ素子11、第2コンデンサ素子12、第1バスバー31、第2バスバー32及び第1絶縁部材41の組み合わせが一つ備わっており、一例として、上述した第1形態51、第2形態52、第3形態53、第4形態54のいずれか1種の構成が適用できる。そして、第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12とがケース21に収納されて充填樹脂22が充填されており、ケース21の樹脂充填側(図14のY方向矢印の反対側)に、第1端子31aと第2端子32aとが面一になるように所定間隔で配設されている。コンデンサモジュール10は、一例として、単相インバータ回路やコンバータ回路に適用される。
FIG. 14 is a schematic perspective view showing the
上述した本実施形態によれば、バスバーにおける各端子の直近までバスバー同士の電流方向が互いに逆方向となるように各バスバーが配設され、バスバー同士の相互インダクタンスを小さくしてESLの増加を抑制した構造となり、サージ電圧が抑制できる。尚且つ、隣り合う第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12の発熱を、第1バスバー31及び第2バスバー32から外部に効率的に放熱できるので動作が安定する。よって、ESLを抑制しつつ動作が安定し、大電力に対応した構造となる。
According to the above-described embodiment, the bus bars are arranged so that the current directions of the bus bars are opposite to each other until the immediate vicinity of each terminal in the bus bar, and the mutual inductance between the bus bars is reduced to suppress the increase in ESL. The structure is such that the surge voltage can be suppressed. Moreover, since the heat generated by the adjacent
続いて、コンデンサモジュール10の実施例について、以下に説明する。
Subsequently, an embodiment of the
[実施例]
実施例は、図15に示すコンデンサ配置の第2形態52を有するコンデンサモジュール10である。第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12とは、同じ静電容量のフィルムコンデンサである。第1バスバー31と第2バスバー32とは銅の板金からなる。
[Example]
An embodiment is a
[比較例1]
比較例1は、図16Aに示すコンデンサ配置の形態151を有するコンデンサモジュールである。比較例1は、バスバー131が、第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12の手前側(図中のY方向矢印の反対側)の電極と接続されており、また、バスバー132が、第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12の奥側(図中のY方向矢印側)の電極と接続されている。そして、バスバー131の端子の平坦面とバスバー132の端子の平坦面とが略同一平面に位置するように折曲形成されている。上記以外は実施例1と同じ条件である。
[Comparative Example 1]
Comparative Example 1 is a capacitor module having the
[比較例2]
比較例2は、図16Bに示すコンデンサ配置の形態152を有するコンデンサモジュールである。比較例2は、バスバー133が、第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12の手前側(図中のY方向矢印の反対側)の電極と接続されており、また、バスバー134が、第1コンデンサ素子11及び第2コンデンサ素子12の奥側(図中のY方向矢印側)の電極と接続されている。そして、バスバー133の端子の平坦面とバスバー134の端子の平坦面とが絶縁部材141を介して上下(図中のZ方向)に重なって位置するように折曲形成されている。上記以外は実施例1と同じ条件である。
[Comparative Example 2]
Comparative Example 2 is a capacitor module having the
上述の実施例と比較例1〜2の各コンデンサモジュールについて、インピーダンスアナライザを用いてESLを測定し比較した。周波数10[MHz]におけるESLの比較結果を表1に示す。 ESL was measured and compared for each capacitor module of the above-mentioned Example and Comparative Examples 1 and 2 using an impedance analyzer. Table 1 shows the comparison results of ESL at a frequency of 10 [MHz].
表1に示すように、実施例は、比較例1〜2に比べてESLが大幅に抑制された結果となった。実施例1は、ESLが比較例1の0.04倍であり、比較例2の約0.13倍であった。 As shown in Table 1, the results of Examples showed that ESL was significantly suppressed as compared with Comparative Examples 1 and 2. In Example 1, the ESL was 0.04 times that of Comparative Example 1 and about 0.13 times that of Comparative Example 2.
表1の結果から、実施例のように、第1バスバー31と第2バスバー32とを介して第1コンデンサ素子11と第2コンデンサ素子12とが並設されている構成としたことで、バスバーにおける各端子の直近までバスバー同士の電流方向が互いに逆方向となるように各バスバーが配設され、バスバー同士の相互インダクタンスが小さくなってESLが抑制された構造となったものと考えられる。
From the results in Table 1, the bus bar is configured such that the
本発明は、上述の実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the present invention.
1、10 コンデンサモジュール
11 第1コンデンサ素子
11a 第1電極
11b 第2電極
12 第2コンデンサ素子
12a 第3電極
12b 第4電極
21 ケース
22 充填樹脂
31 第1バスバー
31a 第1端子
31b 第1連結部
31c 第1接続片
31d 第2接続片
32 第2バスバー
32a 第2端子
32b 第2連結部
32c 第3接続片
32d 第4接続片
33 第3バスバー
33a 第3端子
33b 第3連結部
33c 第5接続片
34 第4バスバー
34a 第4端子
34b 第4連結部
34c 第6接続片
41 第1絶縁部材
42 第2絶縁部材
51 第1形態(コンデンサ配置の第1形態)
52 第2形態(コンデンサ配置の第2形態)
53 第3形態(コンデンサ配置の第3形態)
54 第4形態(コンデンサ配置の第4形態)
L1 第1電路長
L2 第2電路長
L3 第3電路長
L4 第4電路長
L51、L52、L53 第5電路長
L61、L62,L63 第6電路長
W11、W12、W21、W22 幅
1, 10
52 Second form (second form of capacitor arrangement)
53 Third form (third form of capacitor arrangement)
54 Fourth form (fourth form of capacitor arrangement)
L1 1st electric circuit length L2 2nd electric circuit length L3 3rd electric circuit length L4 4th electric circuit length L51, L52, L53 5th electric circuit length L61, L62, L63 6th electric circuit length W11, W12, W21, W22 Width
Claims (7)
前記第1バスバーにおける前記第1端子、前記第1接続片及び前記第2接続片は、片側がそれぞれ前記第1連結部に接続されており、前記第1接続片における前記第1連結部との接続側の反対側が前記第1電極に接続されており、前記第2接続片における前記第1連結部との接続側の反対側が前記第3電極に接続されており、
前記第2バスバーにおける前記第2端子、前記第3接続片及び前記第4接続片は、片側がそれぞれ前記第2連結部に接続されており、前記第3接続片における前記第2連結部との接続側の反対側が前記第2電極に接続されており、前記第4接続片における前記第2連結部との接続側の反対側が前記第4電極に接続されており、
前記第1バスバーと前記第2バスバーとを介して前記第1コンデンサ素子と前記第2コンデンサ素子とが並設されており、
前記第1端子から前記第1接続片までの第1電路長(L1)と、前記第3接続片から前記第2端子までの第3電路長(L3)との総和(L1+L3)と、前記第1端子から前記第2接続片までの第2電路長(L2)と、前記第4接続片から前記第2端子までの第4電路長(L4)との総和(L2+L4)とが等しくなる(L1+L3=L2+L4)ように前記第1連結部と前記第2連結部とが形成されていることで、前記第1コンデンサ素子と前記第2コンデンサ素子のそれぞれに対して等長配線になり、均等に電流配分される構成になっていることを特徴とするコンデンサモジュール。 A first capacitor element having a first electrode and a second electrode, a second capacitor element having a third electrode and a fourth electrode, and a first terminal, a first connecting portion, a first connecting piece, and a second connecting piece. A first bus bar having a second terminal, a second connecting portion, a third connecting piece, and a second bus bar having a fourth connecting piece, and a first insulation interposed between the first connecting portion and the second connecting portion. Equipped with parts,
One side of each of the first terminal, the first connection piece, and the second connection piece in the first bus bar is connected to the first connection portion, and the first connection piece is connected to the first connection portion in the first connection piece. The opposite side of the connection side is connected to the first electrode, and the opposite side of the second connection piece to the first connection portion is connected to the third electrode.
One side of each of the second terminal, the third connection piece, and the fourth connection piece in the second bus bar is connected to the second connection portion, and the third connection piece is connected to the second connection portion. The opposite side of the connection side is connected to the second electrode, and the opposite side of the fourth connection piece to the second connection portion is connected to the fourth electrode.
The first capacitor element and the second capacitor element are arranged side by side via the first bus bar and the second bus bar.
The sum (L1 + L3) of the first electric circuit length (L1) from the first terminal to the first connection piece and the third electric circuit length (L3) from the third connection piece to the second terminal, and the first. The sum (L2 + L4) of the second electric circuit length (L2) from the first terminal to the second connection piece and the fourth electric circuit length (L4) from the fourth connection piece to the second terminal becomes equal (L1 + L3). = L2 + L4) By forming the first connecting portion and the second connecting portion, the first capacitor element and the second capacitor element are respectively provided with equal length wiring, and the current is evenly distributed. A capacitor module characterized by being configured to be distributed.
を特徴とする請求項1記載のコンデンサモジュール。 The capacitor module according to claim 1, wherein both the first bus bar and the second bus bar are formed by bending a single sheet metal.
前記第1連結部と前記第2連結部とは互いに平行になるように配設されており、前記第1接続片と前記第3接続片とは互いに向かい合って配設されており、且つ、前記第2接続片と前記第4接続片とは互いに向かい合って配設されていること
を特徴とする請求項1または2記載のコンデンサモジュール。 The width of the connection side with the first connection piece of the first connection portion is set to be larger than the width of the connection side with the first terminal, and the second connection portion is the fourth connection portion. The width of the connection side with the piece is set to be larger than the width of the connection side with the second terminal.
The first connecting portion and the second connecting portion are arranged so as to be parallel to each other, the first connecting piece and the third connecting piece are arranged so as to face each other, and the said. The capacitor module according to claim 1 or 2, wherein the second connection piece and the fourth connection piece are arranged so as to face each other.
を特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載のコンデンサモジュール。 The capacitor module according to any one of claims 1 to 3, wherein the first capacitor element and the second capacitor element are both film capacitors.
を特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載のコンデンサモジュール。 The first insulating member is in the form of a plate, a sheet, or a film, and has a flat surface portion parallel to both the first connecting portion and the second connecting portion, and the flat surface portion is the first. The capacitor module according to any one of claims 1 to 4, wherein the capacitor module is set larger than the connecting portion and is set larger than the second connecting portion.
前記ケースの樹脂充填側に、前記第1端子と前記第2端子とが所定間隔で面一になるように配設されていること
を特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載のコンデンサモジュール。 A case in which the first capacitor element and the second capacitor element are housed, and a filling resin filled in the case are further provided.
The invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the first terminal and the second terminal are arranged on the resin-filled side of the case so as to be flush with each other at predetermined intervals. Capacitor module.
を特徴とする請求項6記載のコンデンサモジュール。 6. The sixth aspect of claim 6, wherein a part of the first connecting portion protrudes from the resin filling side of the case, and a part of the second connecting portion protrudes from the resin filling side of the case. Capacitor module.
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