JP6269187B2 - 積層型フィルムコンデンサ、コンデンサモジュール、および電力変換システム - Google Patents
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Description
図1に例示したように、本発明の実施形態に係る積層型フィルムコンデンサ100は、フィルム10a、20aと、フィルム10a、20aよりも薄いフィルム10b、20bの厚さの異なる2種類のフィルムを備える。フィルム10aとフィルム20aは同じ厚さを有し、フィルム10bとフィルム20bは同じ厚さを有する。積層方向の中央部を含む第1のブロック30A(6〜11層目)は、フィルム10a、20aが交互に複数層積層された領域である。積層方向の端部を含む第2のブロック30B(1〜5層目、12〜16層目)は、フィルム10b、20bが交互に複数層積層された領域である。第1のブロック30Aの積層方向の上端と下端に、第2のブロック30Bが配置されて積層体30が構成される。第1のブロック30Aと第2のブロック30Bの境界位置では、第1のブロック30A側にフィルム10aが配置される場合には、第2のブロック30B側にフィルム20bが配置される。一方で、第1のブロック30A側にフィルム20aが配置される場合には、第2のブロック30側にフィルム10bが配置される。積層方向の中央部(8層目)に配置されるフィルムは、積層方向の端部に配置されるフィルム(1層目と16層目)よりも厚い。また、隣り合うフィルムは、第1のブロック30A内及び第2のブロック30B内では同じ厚さであり、第1のブロック30Aと第1のブロック30Bとの境界(例えば、5層目と6層目)では、中央部に近い6層目のフィルム10aは、端部に近い5番目のフィルム20bよりも厚い。
内部電極形成工程では、図4に示すように、厚さの異なる2種類の誘電体フィルム1a、1bの表面に複数の内部電極層Aを行方向及び列方向に形成する。誘電体フィルム1aは、図1の第1のブロック30Aに配置されるものであり、誘電体フィルム1bは、図1の第2のブロック30Bに配置されるものである。したがって、誘電体フィルム1aの方が誘電体フィルム1bよりも厚い。誘電体フィルム1a、1bの厚さは、図2(a)、(b)に基づき設定される。内部電極層Aは、例えば、誘電体フィルム1a、1bに金属膜を蒸着することにより形成される。例えば、誘電体フィルム1a、1bの長手方向(行方向)に一定の間隔毎に形成され、誘電体フィルム1a、1bの短手方向に2個配置される。内部電極層Aは、第1の内部電極2及び第2の内部電極3として機能する層である。
次に、誘電体フィルム1を切断する切断工程を行う。切断工程では、一枚の誘電体フィルム1を図4に破線で示す切断線Pに沿ってカッタ等で切断して複数のシート1A、1Bに分ける。各シート1A、1Bは、内部電極層Aを1個ずつ備える。シート1Aは、誘電体フィルム1aに内部電極層Aを形成したものであり、シート1Bは、誘電体フィルム1bに内部電極層Aを形成したものである。以下では、図5に示すように、誘電体フィルム1aのY方向に沿った一側面に内部電極層Aを形成したものをフィルム10aと呼び、誘電体フィルム1aのY方向に沿った他の側面に内部電極層Aを形成したものをフィルム20aと呼ぶ。フィルム20aは、フィルム10aをZ軸回りに180°回転させたものである。また、誘電体フィルム1bについても、内部電極層Aが上記に対応するように形成されたものを、それぞれフィルム10bおよびフィルム20bと呼ぶ。フィルム10bフィルム20bの関係も、フィルム10aフィルム20aの関係と同じである。フィルム10a、10b、20a、20bは同じ大きさである。図5では、フィルム10aとフィルム20a、およびフィルム10bとフィルム20bをそれぞれbだけずらして示している。このbは、積層の際の相互のずらしの量であるオフセットを示している。なお、図4に示した切断線は、切断する位置を見易くするために描いた仮想的な線である。
次に、フィルム10bとフィルム20bとを交互にZ方向に積層して、第2のブロック30Bを形成する。これと同様にして、フィルム10aとフィルム20aとを用いて、第2のブロック30Bの+Z方向に第1のブロック30Aを形成し、さらに第1のブロック30Aの+Z方向に第2のブロック20Bを形成する。このようにして、積層方向(Z方向)の中央部に第1のブロック30A、積層方向(Z方向)の両端部にそれぞれ第2のブロック30Bが配置された積層体30を形成する(図6(a)参照)。その後、これらを圧着処理して積層体30を形成する。
次に、積層体30のX方向の一側面に、メタリコン処理によって溶射材を吹きつけ、メタリコン部4を形成する(図6(c)参照)。メタリコン部4は、積層方向(Z方向)に延在して形成され、第1の内部電極2と接続される。
1A、1B シート
2 第1の内部電極
3 第2の内部電極
4、5 メタリコン部
8 第1の外部電極
9 第2の外部電極
8a、8b、8c 第1の外部電極端子
9a、9b、9c 第2の外部電極端子
10a、10b、20a、20b フィルム
30 積層体
30A 第1のブロック
30B 第2のブロック
100、100a〜100c 積層型フィルムコンデンサ
110 容器
120 封止材
200 コンデンサモジュール
300 電力変換システム
310 直流電源
320 DC/DCコンバータ
321 入力コンデンサ
322 電圧変換回路
330 DCリンクコンデンサ
340 三相インバータ
350 三相電力供給線
360 モータ
A 内部電極層
P 切断線
Claims (5)
- 誘電体フィルム上に第1の内部電極が形成されたフィルムと、誘電体フィルム上に第2の内部電極が形成されたフィルムとが、交互に複数層積層された積層体と、前記第1の内部電極に接続された第1の電極と、前記第2の内部電極に接続された第2の電極とを備える積層型フィルムコンデンサであって、
前記積層体の積層方向の両端部のそれぞれの層に配置される誘電体フィルムは、積層方向の一方の端部の層と他方の端部の層との間の中央部の層に配置される誘電体フィルムよりも薄い、
ことを特徴とする積層型フィルムコンデンサ。 - 隣り合う2つの層の誘電体フィルムにおいて、前記中央部の層に近い層の誘電体フィルムは、前記積層方向の端部に近い誘電体フィルムの厚さ以上の厚さを有し、
前記中央部の層に配置される誘電体フィルムよりも薄い厚さの前記誘電体フィルムは、使用される層における使用時の最高温度での絶縁性が、前記中央部の層における使用時の最高温度での前記中央部の層の前記誘電体フィルムの絶縁性を下回らない厚さである、
ことを特徴とする請求項1に記載の積層型フィルムコンデンサ。 - 前記積層体は、積層方向に連続する複数のフィルムを1ブロックとする複数のブロックで構成され、
前記ブロック内の誘電体フィルムは同じ厚さである、
ことを特徴とする請求項2に記載の積層型フィルムコンデンサ。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の1個以上の積層型フィルムコンデンサと、
前記1個以上の積層型フィルムコンデンサを収納する容器と、
前記第1の電極と接触され、その一部が前記容器外に引き出された第1の外部電極と、
前記第2の電極と接触され、その一部が前記容器外に引き出された第2の外部電極と、
前記容器内に充填され、前記積層型フィルムコンデンサを封止する封止材と、
を備えることを特徴とするコンデンサモジュール。 - 直流電力と交流電力の一方を他方に変換する電力変換システムであって、
直流電圧に重畳するサージを低減するための平滑用コンデンサとして、請求項1乃至3の何れか1項に記載の積層型フィルムコンデンサ、または請求項4に記載のコンデンサモジュールの少なくとも一方が用いられる、
ことを特徴する電力変換システム。
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JP2014045686A JP6269187B2 (ja) | 2014-03-07 | 2014-03-07 | 積層型フィルムコンデンサ、コンデンサモジュール、および電力変換システム |
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2014
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