电容器电路和电力变换电路.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980120284.5

申请日:

2009.05.28

公开号:

CN102047550A

公开日:

2011.05.04

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02M 7/48申请日:20090528|||公开

IPC分类号:

H02M7/48(2007.01)I; H02M1/14

主分类号:

H02M7/48

申请人:

株式会社村田制作所; 株式会社指月电机制作所

发明人:

冈章治; 西山茂纪; 小林真一; 小原和喜

地址:

日本京都府

优先权:

2008.06.03 JP 2008-145241

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司 11021

代理人:

樊建中

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内容摘要

本发明实现一种电容器电路,其能够防止由作为构成要素的多个电容器所产生的并联谐振,并提高容许脉动电流。电容器电路(1)具备具有薄膜电容器(11)的第1电容线(14)和具有陶瓷电容器(12)的第2电容线(15)并联连接的电路结构。在第2电容线(15)上插入有电感元件(13),并与陶瓷电容器(12)串联连接。该电感元件(13)被设定为第1电容线(14)的串联谐振频率(f14)与第2电容线(15)的串联谐振频率(f15)一致的值。

权利要求书

1: 一种电容器电路, 并联连接了包含第 1 电容器的第 1 电容线、 和包含第 2 电容器且具 有与所述第 1 电容线不同的电气特性的第 2 电容线, 其具备 : 谐振频率调整单元, 其调整所述第 1 电容线和所述第 2 电容线的至少一方的电抗, 以使 得所述第 1 电容线的第 1 串联谐振频率和所述第 2 电容线的第 2 串联谐振频率在特定频率 上一致。
2: 根据权利要求 1 所述的电容器电路, 其特征在于, 所述特定频率被设定为在流入的高频信号的频段上的具有最大电流值的频率。
3: 根据权利要求 1 或权利要求 2 所述的电容器电路, 其特征在于, 所述谐振频率调整单元是插入所述第 1 电容线和所述第 2 电容线的至少一方的电感元 件。
4: 根据权利要求 1 ~权利要求 3 的任意一项所述的电容器电路, 其特征在于, 所述谐振频率调整单元通过调整所述第 1 电容器和所述第 2 电容器的至少一方的内部 电感来调整所述电抗。
5: 根据权利要求 1 ~权利要求 4 的任意一项所述的电容器电路, 其特征在于, 具备阻抗调整单元, 该阻抗调整单元使得在所述特定频率上的所述第 1 电容线的阻抗 比在所述特定频率上的所述第 2 电容线的阻抗高。
6: 根据权利要求 5 所述的电容器电路, 其特征在于, 所述阻抗调整单元是与所述第 1 电容器串联连接的电阻元件。
7: 根据权利要求 1 ~权利要求 6 的任意一项所述的电容器电路, 其特征在于, 所述第 1 电容器和所述第 2 电容器是具有不同电气特性的电容器。
8: 根据权利要求 7 所述的电容器电路, 其特征在于, 所述第 1 电容器为薄膜电容器, 所述第 2 电容器为陶瓷电容器。
9: 一种电力变换电路, 其具备 : 将直流功率变换为交流功率或将交流功率变换为直流功率的交流直流变换电路 ; 或者 将直流功率变换为其他直流功率的直流变换电路, 在该交流直流变换电路的直流功率侧或所述直流变换电路的至少一方的直流功率侧, 连接有权利要求 1 ~权利要求 8 的任意一项所述的电容器电路。

说明书


电容器电路和电力变换电路

    技术领域 本发明涉及将分别连接了电容器的多条电容线并联连接而成的电容器电路, 特别 涉及作为对交流功率和直流功率进行变换的电力变换电路的平滑电容器电路来使用的电 容器电路。
     背景技术 逆变电路被用作在电动汽车和混合动力汽车等中向电动机提供交流功率的电路。 逆变电路一般具有 : 作为直流功率源的电池 ; 变换电路, 其将直流功率变换为交流功率 ; 和 平滑用电容器电路, 其连接于电池与变换电路之间 ( 例如, 参照专利文献 1)。并且, 作为用 于平滑电容器电路的电容器, 现在主要利用使用了聚乙烯薄膜 (P.P.) 的薄膜电容器。
     在薄膜电容器中, 每个单位体积或每个单位静电电容的容许脉动电流受到使用温 度的限制。因此, 在车载等大电流系统下并且作为电子部件在严酷的使用环境 ( 使用温度 等 ) 下, 为了满足作为逆变电路的容许脉动电流的条件, 作为平滑电路必须确保需要的静 电电容以上的静电电容。 因此, 使用将薄膜电容器自身扩大, 或将多个薄膜电容器并联连接 的电容器电路。因此, 只使用了薄膜电容器的以往电容器电路的模块的框体变大。
     另一方面, 作为用于改善容许脉动电流而不怎么扩大框体的电容器电路, 提出了 将容许脉动电流高、 耐热性高、 低 ESR 和低 ESL 的陶瓷电容器与薄膜电容器组合的电路。
     图 11 是将多个电容器并联连接后的平滑用电容器电路的等效电路图。
     如图 11 所示, 平滑用电容器电路 101 由将薄膜电容器 111 和陶瓷电容器 112 并联 连接的结构构成。在此, 薄膜电容器 111 具有静电电容 C111, 且具有等效串联电阻 (ESR) R111、 等效串联电感 (ESL)L111 的特性。 陶瓷电容器 112 具有静电电容 C112, 且具有等效串 联电阻 (ESR)R112、 等效串联电感 (ESL)L112 的特性。
     专利文献 1 : JP 特开平 11-98852 号公报
     然而, 在上述这种将薄膜电容器与陶瓷电容器并联连接而成的电容器电路中, 在 薄膜电容器和陶瓷电容器上阻抗特性不同。
     图 12(A) 是表示如图 11 所示的薄膜电容器 111 侧电路和陶瓷电容器 112 侧电路 的各自的阻抗的频率特性, 和电容器电路 101 的合成阻抗的频率特性的图, 图 12(B) 是表示 在电容器电路 101 上施加了有效值 1A 的外部电流的情况下的薄膜电容器 111 侧电路的电 流以及陶瓷电容器 112 侧电路的电流的频率特性的图。
     此外, 图 13(A) 是表示薄膜电容器 111 侧电路的电流频谱的图, 图 13(B) 是表示陶 瓷电容器 112 侧电路的电流频谱的图。
     另外, 图 12、 图 13 所示结果的模拟是在如下条件下进行的。薄膜电容器 111 的静 电电容 C111 为 1160μF, 串联电阻分量 R111 为 0.75mΩ, 串联电感分量 L111 为 20nH。此 外, 陶瓷电容器 112 的静电电容 C112 为 40μF, 串联电阻分量 R112 为 2mΩ, 串联电感分量 L112 为 2nH。并且, 对由这样的元件参数构成的电容器电路 101, 从恒电流源施加了有效值 为 1A 的 1kHz ~ 10MHz 的交流电流。
     如图 12(A) 所示, 薄膜电容器 111 和陶瓷电容器 112 的阻抗的频率特性不同。像 这样, 将阻抗的频率特性不同的电容器彼此并联连接的情况下, 由于用两条线路构成的闭 合电路内的感抗大小和容抗大小一致, 而产生并联谐振。 例如, 若为图 12, 则在 200kHz 附近 产生并联谐振。 并且, 因为该并联谐振频率与各线路的串联谐振频率不同, 所以在由两个电 容器的并联电路构成的闭合电路中产生循环的谐振电流。
     在此, 若在从开关电路流入的脉动电流中存在该并联谐振频率分量, 则脉动电流 的并联谐振频率分量被放大, 如图 12(B) 的电流值或图 13 的 100kHz ~ 200kHz 的频谱所示 成为大幅的过电流。因此, 薄膜电容器被该并联谐振频率分量的过电流加热, 结果, 作为平 滑电容器电路使容许脉动电流降低。 发明内容
     本发明的目的在于, 实现如下的电容器电路 : 能够防止作为构成要素的多个电容 器所产生的并联谐振, 并实质性地提高提高容许脉动电流等的针对来自外部的无用高频电 流的耐性。
     本发明涉及包含第 1 电容器的第 1 电容线和包含第 2 电容器的具有与第 1 电容线 不同的电气特性的第 2 电容线并联连接的电容器电路。该电容器电路通过谐振频率调整单 元来调整第 1 电容线和第 2 电容线的至少一方的电抗, 以使得第 1 电容线的第 1 串联谐振 频率和第 2 电容线的第 2 串联谐振频率在特定频率上一致。 在该结构中, 并联连接的第 1 电容线和第 2 电容线的至少一方的电抗发生变化, 从 而两条线路的串联谐振频率在特定频率上一致。由此, 用两条线路构成的闭合电路内的感 抗和容抗所产生的谐振频率和各线路的串联谐振频率一致, 因此不会产生由第 1 电容线和 第 2 电容线所产生的谐振电流。
     此时, 在特定频率上的各线路的阻抗与纯电阻分量等效。 因此, 从外部流入的无用 高频信号的特定频率分量按照各线路的纯电阻分量的比而分流。
     此外, 在该发明的结构中, 通过将特定频率设定为在流入的高频信号的频段上的 具有最大电流值的频率, 而在高频信号中的成为最大电流值的频率上、 即对作为电容器电 路的容许电流值影响最大的频率上进行分流。
     此外, 通过使在特定频率上的第 1 电容线的阻抗比在特定频率上的第 2 电容线的 阻抗高, 从而与第 1 电容线相比, 特定频率的分流信号更多地流向第 2 电容线, 能够更有效 地抑制第 1 电容器中流过的高频信号, 且能够抑制在第 1 电容器上的发热。
     根据发明, 能够实现防止作为构成要素的多个电容器所产生的并联谐振, 且容许 脉动电流高的电容器电路和具备该电容器电路的电力变换电路。
     附图说明
     图 1 是第 1 实施方式的电容器电路 1 的等效电路图。 图 2 是表示与第 1 实施方式的电容器电路 1 相关的阻抗特性及电流特性的图。 图 3 是表示了与第 1 实施方式的电容器电路 1 相关的电流频谱的图。 图 4 是第 2 实施方式的电容器电路 2 的等效电路图。 图 5 是表示与第 2 实施方式的电容器电路 2 相关的阻抗特性及电流特性的图。图 6 是表示了与第 2 实施方式的电容器电路 2 相关的电流频谱的图。 图 7 是第 3 实施方式的电容器电路 3 的等效电路图。 图 8 是表示与第 3 实施方式的电容器电路 3 相关的阻抗特性及电流特性的图。 图 9 是表示了与第 3 实施方式的电容器电路 3 相关的电流频谱的图。 图 10 是表示第 4 实施方式的逆变电路的电路结构的模块图。 图 11 是以往的实施方式的电容器电路 101 的等效电路图。 图 12 是表示与以往的实施方式的电容器电路 101 相关的阻抗特性及电流特性的图。 图 13 是表示与以往的实施方式的电容器电路 101 相关的电流频谱的图。
     1, 2, 3, 101- 电容器电路、 11, 21, 31, 111- 薄膜电容器、 12, 22, 32, 112- 陶瓷电容 器、 13, 231, 232, 331, 332- 电感元件、 333- 电阻元件、 14, 24, 34- 第 1 电容线、 15, 25, 35- 第 2 电容线、 51- 直流电源、 52- 平滑电容器电路、 53- 开关电路
     具体实施方式
     参照附图对本发明的第 1 实施方式所涉及的电容器电路进行说明。
     图 1 是本实施方式的电容器电路 1 的等效电路图。
     本实施方式的电容器电路 1, 是并联连接于逆变电路内的直流电源和开关电路之 间的, 所谓平滑用电容器电路。
     如图 1 所示, 电容器电路 1 是由具有相当于本发明的第 1 电容器的薄膜电容器 11 的第 1 电容线 14, 和具有相当于本发明的第 2 电容器的陶瓷电容器 12 的第 2 电容线 15 并 联连接而成。
     第 1 电容线 14 由薄膜电容器 11 和该薄膜电容器 11 的外部电极所连接的导线构 成。薄膜电容器 11 由将聚丙烯等有机绝缘性材料作为电介质的结构构成, 并且由具有规定 的静电电容 C11 的同时具有串联电阻分量 (ESR)R11、 串联电感分量 (ESL)L11 的特性构成。 根据这样的结构, 第 1 电容线 14 具有基于薄膜电容器 11 的静电电容 C11、 串联电感分量 L11 的串联谐振频率 f14。
     第 2 电容线 15 由陶瓷电容器 12 和该陶瓷电容器 12 的外部电极所连接的导线构 成。在该导线上, 插入有具有规定电感 L13 的电感元件 13。该电感元件 13 相当于本发明的 谐振频率调整单元。即, 第 2 电容线 15 由陶瓷电容器 12 和电感元件 13 串联连接的电路构 成。陶瓷电容器 12 由将陶瓷原料作为电介质的结构构成, 并且由具有规定静电电容 C12 的 同时具有串联电阻分量 (ESR)R12、 串联电感分量 (ESL)L12 的特性构成。根据这样的结构, 第 2 电容线 15 具有基于陶瓷电容器 12 的静电电容 C12、 串联电感分量 L12、 电感元件 13 的 电感 L13 的串联谐振频率 f15。
     在此, 电感元件 13 的电感 L13 被设定为第 1 电容线 14 的串联谐振频率 f14 和第 2 电容线 15 的串联谐振频率 f15 一致的值。
     通过成为这样的结构, 能够防止在第 1 电容线 14 和第 2 电容线 15 之间、 即薄膜电 容器 11 和陶瓷电容器 12 之间的并联谐振。
     在此, 将模拟后的结果具体地表示在图 2、 图 3 中。 另外, 图 2、 图 3 所示结果的模拟 是在如下条件下进行的。薄膜电容器 11 的静电电容 C11 为 1160μF、 串联电阻分量 R11 为0.75mΩ、 串联电感分量 L11 为 20nH。此外, 陶瓷电容器 12 的静电电容 C12 为 40μF、 串联 电阻分量 R12 为 2mΩ、 串联电感分量 L12 为 2nH。并且, 电感元件 13 的电感 L13 为 578nH。 并且, 对由这样的元件参数构成的电容器电路 1, 从恒电流源施加了有效值 1A 的 1kHz ~ 10MHz 的高频电流。另外, 在以下的说明中, 将由 1kHz 以上到 10MHz 或 20MHz 左右为止的频 段构成的交流称作高频。
     图 2(A) 是表示图 1 所示的第 1 电容线 14( 薄膜电容器 ) 和第 2 电容线 15( 陶瓷 电容器 ) 的各自的阻抗特性, 和电容器电路 1 的合成阻抗特性的图, 图 2(B) 是表示了对电 容器电路 1 施加了有效值 1A 的外部电流的情况下的第 1 电容线 14( 薄膜电容器 ) 的电流 和第 2 电容线 15( 陶瓷电容器 ) 的电流的图。此外, 图 3(A) 是表示了第 1 电容线 14 的电 流频谱的图, 图 3(B) 是表示了第 2 电容线 15 的电流频谱的图。
     通过使用本实施方式所示的将电感元件 13 插入第 2 电容线 15 的结构, 如图 2(A) 所示, 第 1 电容线 14 的串联谐振频率和第 2 电容线 15 的串联谐振频率一致。由此, 用两个 线路构成的闭合电路内的感抗和容抗所产生的谐振频率与各线路的串联谐振频率一致, 因 此不会产生由第 1 电容线和第 2 电容线所产生的谐振电流。即, 以往技术的如图 12(B) 所 示的在 200kHz 附近的过电流, 如图 2(B) 所示不会产生。因此, 从图 3 所示的频谱也可知, 如图 13 所示的在 200kHz 附近升高的频谱得到抑制。 像这样, 通过使用本实施方式的结构, 防止了并联谐振, 并且能够防止特定频率上 的过电流。由此, 作为电容器电路 1, 能够提高容许脉动电流。
     并且, 在一致后的谐振频率上, 第 1 电容线 14、 第 2 电容线 15 的阻抗仅成为纯电 阻分量。因此, 在该谐振频率上的第 1 电容线 14 中流过的电流和第 2 电容线 15 中流过的 电流与各线路 14, 15 的纯电阻分量的比成反比。并且, 在这样的谐振频率上, 在这些电容器 的组合的特性方面, 第 1 电容线 14 的阻抗和第 2 电容线 15 的阻抗比其他频段更接近。因 此, 在其他频段上仅在第 1 电容线 14 中流过的电流在以谐振频率为中心的频率范围内向第 2 电容线 15 分流。因此, 在该谐振频率上能够抑制流入薄膜电容器 11 的电流值, 所以能够 进一步提高在该谐振频率上的容许脉动电流。
     接下来, 参照附图对第 2 实施方式所涉及的电容器电路进行说明。
     图 4 是本实施方式的电容器电路 2 的等效电路图。
     如图 4 所示, 本实施方式的电容器电路 2 与第 1 实施方式相同, 由具有薄膜电容器 21 的第 1 电容线 24, 和具有陶瓷电容器 22 的第 2 电容线 25 并联连接而成。
     第 1 电容线 24 由薄膜电容器 21 和该薄膜电容器 21 的外部电极所连接的导线构 成。在该导线上, 插入有具有规定电感 L231 的电感元件 231。即, 第 1 电容线 24 由薄膜电 容器 21 和电感元件 231 串联连接的电路构成。薄膜电容器 21 由具有规定的静电电容 C21 的同时具有串联电阻分量 (ESR)R21、 串联电感分量 (ESL)L21 的特性构成。根据这样的结 构, 第 1 电容线 24 具有基于薄膜电容器 21 的静电电容 C21、 串联电感分量 L21、 电感元件 231 的电感 L231 的串联谐振频率 f24。
     第 2 电容线 25 由陶瓷电容器 22 和该陶瓷电容器 22 的外部电极所连接的导线构 成。在该导线上, 插入有具有规定电感 L232 的电感元件 232。即, 第 2 电容线 25 由陶瓷电 容器 22 和电感元件 232 串联连接的电路构成。陶瓷电容器 22 由具有规定的静电电容 C22 的同时具有串联电阻分量 (ESR)R22、 串联电感分量 (ESL)L22 的特性构成。
     在此, 电感元件 231 的电感 L231 和电感元件 232 的电感 L232 被设定为第 1 电容 线 24 的串联谐振频率 f24 和第 2 电容线 25 的串联谐振频率 f25 在特定频率 f0 上一致的 值。特定频率 f0 被设定为从外部流入电容器电路 2 的具有规定频带宽度的脉动电流中的 电流值为最大的频率。
     通过这样的结构, 能够防止在第 1 电容线 24 和第 2 电容线 25 之间、 即薄膜电容器 21 和陶瓷电容器 22 之间的并联谐振。
     并且, 如上述第 1 实施方式所示, 在串联谐振频率上, 在第 1 电容线 24 和第 2 电容 线 25 上产生分流, 因此能够在无用高频信号的电流值为最大的频率上产生分流。由此, 能 够加大分流对容许脉动电流的提高的影响力。
     在此, 将模拟后的结果具体地表示在图 5、 图 6 中。另外, 图 5、 图 6 所示结果的模 拟是假定脉动电流的最大值在 20kHz 上产生的情况, 并在如下的条件下进行的。薄膜电容 器 21 和陶瓷电容器 22 使用与第 1 实施方式的模拟所示的薄膜电容器 11 和陶瓷电容器 12 相同的电容器。并且, 与薄膜电容器 21 串联连接的电感元件 231 的电感 L231 为 34.6nH, 与陶瓷电容器 22 串联连接的电感元件 232 的电感 L232 为 1581nH。并且, 对由这样的元件 参数构成的电容器电路 2, 与第 1 实施方式相同地从恒电流源施加有效值为 1A 的 1kHz ~ 10MHz 的高频电流。 图 5(A) 是表示图 4 所示的第 1 电容线 24( 薄膜电容器 ) 和第 2 电容线 25( 陶瓷 电容器 ) 的各自的阻抗特性, 和电容器电路 2 的合成阻抗特性的图, 图 5(B) 是表示了对电 容器电路 2 施加了有效值 1A 的外部电流的情况下的第 1 电容线 24( 薄膜电容器 ) 的电流 和第 2 电容线 25( 陶瓷电容器 ) 的电流的图。此外, 图 6(A) 是表示了第 1 电容线 24 的电 流频谱的图, 图 6(B) 是表示了第 2 电容线 25 的电流频谱的图。
     通过使用本实施方式所示的、 将电感元件 231 插入第 1 电容线 24 的同时将电感元 件 232 插入第 2 电容线 25 的结构, 能够使并联的第 1、 第 2 电容线 24、 25 的串联谐振频率同 时频移。因此, 如图 5(A) 所示, 第 1 电容线 24 的串联谐振频率与第 2 电容线 25 的串联谐 振频率在特定频率 f0 = 20kHz 上一致。由此, 用两条线路构成的闭合电路内的感抗和容抗 所产生的谐振频率, 与各线路的串联谐振频率一致, 因此不产生由第 1 电容线和第 2 电容线 所产生的谐振电流。即, 以往技术的如图 12(B) 所示的在 200kHz 附近的过电流, 如图 5(B) 所示不会产生。因此, 从图 6 所示的频谱也可知, 以往技术的如图 13 所示的在 200kHz 附近 升高的频谱得到抑制。
     像这样, 通过使用本实施方式的结构, 防止了并联谐振, 并且能够防止局部频率上 的过电流。由此, 作为电容器电路 2 能够提高容许脉动电流。
     并且, 在脉动电流最大的频率 f0 上, 脉动电流向第 2 电容线 25 分流。因此, 与图 3 相比如图 6 所示, 在电流值高的频率 f0(20kHz) 上能够抑制流入薄膜电容器 21 的电流量。 此时, 分流后的电流流过陶瓷电容器 22, 陶瓷电容器 22 与薄膜电容器 21 相比具有高耐热 性, 且容许脉动电流也高, 因此能够毫无问题地容许在薄膜电容器 21 上产生的那种发热。 像这样, 通过在对容许脉动电流影响最大的最大电流值的频率上, 抑制薄膜电容器 21 中流 过的电流并向陶瓷电容器 22 分流, 作为电容器电路 2, 能够更有效地提高容许脉动电流。
     接下来, 参照附图对第 3 实施方式所涉及的电容器电路进行说明。
     图 7 是本实施方式的电容器电路 3 的等效电路图。
     如图 7 所示, 本实施方式的电容器电路 3 与第 1、 第 2 实施方式相同, 由具有薄膜电 容器 31 的第 1 电容线 34, 和具有陶瓷电容器 32 的第 2 电容线 35 并联连接而成。
     本实施方式的电容器电路 3, 是对第 2 实施方式所示的电容器电路 2, 在连接了薄 膜电容器 31 的第 1 电容线 34 上串联连接了电阻元件 333 的电路, 其他结构与图 4 所示的 第 2 实施方式的电容器电路 2 相同。该电阻元件 333 相当于本发明的阻抗调整单元。
     电阻元件 333 例如是由分立元件构成的电阻器, 具有电阻值 R333 的特性。另外, 在本实施方式中表示了使用分立元件的电阻器的例子, 但也可以通过改变导线的形状来实 现电阻值 R333。在此, 电阻值 R333 被设定为使得在特定频率 f0 附近的规定频段上的第 2 电容线 35 的阻抗比第 1 电容线 34 的阻抗低。并且, 电阻值 R333 被设定为使得在特定频率 f0 上的第 2 电容线 35 的阻抗为大幅 ( 例如一位或两位以上 ) 低于第 1 电容线 34 的阻抗的 值。
     通过成为这样的结构, 在特定频率 f0 附近脉动电流流过陶瓷电容器 32, 且流过薄 膜电容器 31 的电流得到抑制。
     像这样, 在对容许脉动电流影响最大的最大电流值的频率上, 通过进一步大幅地 抑制薄膜电容器 31 中流过的电流, 并向陶瓷电容器 32 分流, 作为电容器电路 3, 能够比第 2 实施方式的结构更有效地提高容许脉动电流。此外, 即使第 1 电容线 34 中流过电流, 也被 电阻元件 333 消耗, 因此能够防止薄膜电容器 31 的发热。 在此, 将模拟后的结果具体地表示在图 8、 图 9 中。另外, 图 8、 图 9 所示结果的模 拟, 电阻值 R333 为 50mΩ, 其他参数与第 2 实施方式相同。
     图 8(A) 是表示图 7 所示的第 1 电容线 34( 薄膜电容器 ) 和第 2 电容线 35( 陶瓷 电容器 ) 的各自的阻抗特性, 和电容器电路 3 的合成阻抗特性的图, 图 8(B) 是表示了对电 容器电路 5 施加了有效值 1A 的外部电流的情况下的第 1 电容线 34( 薄膜电容器 ) 的电流 和第 2 电容线 35( 陶瓷电容器 ) 的电流的图。此外, 图 9(A) 是表示了第 1 电容线 34 的电 流频谱的图, 图 9(B) 是表示了第 2 电容线 35 的电流频谱的图。
     通过使用本实施方式所示的, 对第 1 电容线 34 进一步插入电阻元件 333 的结构, 能够使在特定频率 f0 上的第 2 电容线 35 的阻抗比第 1 电容线 34 的阻抗更低。因此, 如图 8(A) 所示, 在特定频率 f0 上, 第 2 电容线 35 的阻抗变得更低。由此, 如图 8(B) 所示, 在特 定频率 f0 附近, 在第 1 电容线 34 和第 2 电容线 35 上的电流值的大小关系逆转, 并且, 在特 定频率 f0 上几乎所有的电流流向第 2 电容线 35。在此, 如上述第 2 实施方式所述, 因为陶 瓷电容器 32 与薄膜电容器 31 相比, 容许脉动电流高, 且具有高耐热性, 所以即使流入电容 器电路 3 的脉动电流全部流过也能够毫无问题地容许在薄膜电容器 21 上产生的那种发热。
     像这样, 在对容许脉动电流影响最大的最大电流值的频率上, 通过大幅抑制薄膜 电容器 31 中流过的电流, 使其几乎只流向陶瓷电容器 32, 作为电容器电路 3, 能够更加有效 地提高容许脉动电流。
     接下来, 参照附图对第 4 实施方式所涉及的逆变电路进行说明。
     图 10 是表示本实施方式的逆变电路 5 的电路结构的模块图。
     如图 10 所示, 逆变电路 5 具备 : 由电池等构成的直流电源 51 ; 开关电路 53 ; 和由 上述各实施方式所示的电容器电路构成的平滑电容器电路 52。平滑电容器电路 52 与直流 电源 51 和开关电路 53 的连接线路 500 并联连接。
     开关电路 53 由半导体开关组构成, 例如通过由未作图示的控制部进行 PWM 控制来 从直流功率变换为交流功率, 并向未作图示的电动机等输出三相交流。
     通过对这样的逆变电路 5 使用由上述各实施方式的结构构成的平滑电容器电路 52, 能够构成容许脉动电流高的逆变电路而不会使其大型化。
     并且, 也可以在该逆变电路 5 的开关电路 53 的输入侧并联连接缓冲用电容器。在 此情况下, 在上述电容器电路中, 也可以为如下结构 : 对包含薄膜电容器的第 1 电容线和包 含陶瓷电容器的第 2 电容线, 还并联连接包含缓冲电容器的第 3 电容线。由此, 能够将平滑 电容器电路和缓冲电容器一体化来构成电容器电路。
     另外, 在本实施方式中, 举例说明了从直流功率变换为交流功率的逆变电路, 但即 使为将交流功率变换为直流功率的电路, 若将上述第 1 ~第 3 实施方式所示的电容器电路 设置于变换电路的直流功率侧, 则也能够得到上述效果。此外, 同样地, 在将直流功率变换 为其他直流功率的 DC-DC 转换器等中, 也能够使用上述实施方式所示的电容器电路。
     此外, 在上述各实施方式中, 表示了将电感元件插入电容线内来与电容器串联连 接的例子, 但也可以通过导线的形状来形成电感器。
     此外, 在上述各实施方式中, 表示了不改变薄膜电容器和陶瓷电容器自身的电气 特性的例子, 但也可以改变薄膜电容器和陶瓷电容器的电气特性, 例如, 改变串联电感分量 (ESL)、 或串联电阻分量 (ESR), 或者改变陶瓷电容器的静电电容。在此情况下, 仅通过更换 特性已知的电容器即可完成调整, 并且, 能够去除或减轻导线的形状调整。
     此外, 在上述各实施方式所示的电容器电路中, 表示了薄膜电容器和陶瓷电容器 的组合的例子, 但也可以替代薄膜电容器而使用铝电解电容器, 或替代陶瓷电容器而使用 钽电容器。此外, 作为薄膜电容器, 也可以利用使用了其他有机绝缘材料的电容器。
     此外, 在上述各实施方式的电容器电路中, 表示了将种类不同的电容器并联连接 的例子, 但在将相互特性不同的同种电容器并联连接的情况下, 也能够应用上述结构, 并得 到上述作用、 效果。
     此外, 在上述各实施方式的电容器电路中, 表示了将不同电气特性的电容器并联 连接的例子, 但在每并联的两根电容线上, 分别串联连接不同个数的相同电气特性的电容 器的情况下, 也能够应用上述结构, 并得到上述作用、 效果。
     此外, 在上述各实施方式中, 表示了包含薄膜电容器的第 1 电容线和包含陶瓷电 容器的第 2 电容线分别为 1 根的情况, 但这些也可以有多根。在此情况下, 也可以按每根电 容线来进一步调整电感和电容以及电阻值。
     此外, 在上述各实施方式中, 举例说明了使用于逆变电路的平滑电容器电路, 但只 要为从外部流入大电流的无用高频信号, 并受到该无用高频信号的影响的电容器电路, 都 能够应用上述结构。
     此外, 在上述各实施方式中, 通过改变导线的形状, 也能够同时改变电感和电阻等 各电容线的多个不同特性。

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1、10申请公布号CN102047550A43申请公布日20110504CN102047550ACN102047550A21申请号200980120284522申请日20090528200814524120080603JPH02M7/48200701H02M1/1420060171申请人株式会社村田制作所地址日本京都府申请人株式会社指月电机制作所72发明人冈章治西山茂纪小林真一小原和喜74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人樊建中54发明名称电容器电路和电力变换电路57摘要本发明实现一种电容器电路,其能够防止由作为构成要素的多个电容器所产生的并联谐振,并提高容许脉动电流。电容器。

2、电路1具备具有薄膜电容器11的第1电容线14和具有陶瓷电容器12的第2电容线15并联连接的电路结构。在第2电容线15上插入有电感元件13,并与陶瓷电容器12串联连接。该电感元件13被设定为第1电容线14的串联谐振频率F14与第2电容线15的串联谐振频率F15一致的值。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010120186PCT申请的申请数据PCT/JP2009/0597362009052887PCT申请的公布数据WO2009/147985JA2009121051INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图12页CN102047554A1/1页2。

3、1一种电容器电路,并联连接了包含第1电容器的第1电容线、和包含第2电容器且具有与所述第1电容线不同的电气特性的第2电容线,其具备谐振频率调整单元,其调整所述第1电容线和所述第2电容线的至少一方的电抗,以使得所述第1电容线的第1串联谐振频率和所述第2电容线的第2串联谐振频率在特定频率上一致。2根据权利要求1所述的电容器电路,其特征在于,所述特定频率被设定为在流入的高频信号的频段上的具有最大电流值的频率。3根据权利要求1或权利要求2所述的电容器电路,其特征在于,所述谐振频率调整单元是插入所述第1电容线和所述第2电容线的至少一方的电感元件。4根据权利要求1权利要求3的任意一项所述的电容器电路,其特征。

4、在于,所述谐振频率调整单元通过调整所述第1电容器和所述第2电容器的至少一方的内部电感来调整所述电抗。5根据权利要求1权利要求4的任意一项所述的电容器电路,其特征在于,具备阻抗调整单元,该阻抗调整单元使得在所述特定频率上的所述第1电容线的阻抗比在所述特定频率上的所述第2电容线的阻抗高。6根据权利要求5所述的电容器电路,其特征在于,所述阻抗调整单元是与所述第1电容器串联连接的电阻元件。7根据权利要求1权利要求6的任意一项所述的电容器电路,其特征在于,所述第1电容器和所述第2电容器是具有不同电气特性的电容器。8根据权利要求7所述的电容器电路,其特征在于,所述第1电容器为薄膜电容器,所述第2电容器为陶。

5、瓷电容器。9一种电力变换电路,其具备将直流功率变换为交流功率或将交流功率变换为直流功率的交流直流变换电路;或者将直流功率变换为其他直流功率的直流变换电路,在该交流直流变换电路的直流功率侧或所述直流变换电路的至少一方的直流功率侧,连接有权利要求1权利要求8的任意一项所述的电容器电路。权利要求书CN102047550ACN102047554A1/7页3电容器电路和电力变换电路技术领域0001本发明涉及将分别连接了电容器的多条电容线并联连接而成的电容器电路,特别涉及作为对交流功率和直流功率进行变换的电力变换电路的平滑电容器电路来使用的电容器电路。背景技术0002逆变电路被用作在电动汽车和混合动力汽车。

6、等中向电动机提供交流功率的电路。逆变电路一般具有作为直流功率源的电池;变换电路,其将直流功率变换为交流功率;和平滑用电容器电路,其连接于电池与变换电路之间例如,参照专利文献1。并且,作为用于平滑电容器电路的电容器,现在主要利用使用了聚乙烯薄膜PP的薄膜电容器。0003在薄膜电容器中,每个单位体积或每个单位静电电容的容许脉动电流受到使用温度的限制。因此,在车载等大电流系统下并且作为电子部件在严酷的使用环境使用温度等下,为了满足作为逆变电路的容许脉动电流的条件,作为平滑电路必须确保需要的静电电容以上的静电电容。因此,使用将薄膜电容器自身扩大,或将多个薄膜电容器并联连接的电容器电路。因此,只使用了薄。

7、膜电容器的以往电容器电路的模块的框体变大。0004另一方面,作为用于改善容许脉动电流而不怎么扩大框体的电容器电路,提出了将容许脉动电流高、耐热性高、低ESR和低ESL的陶瓷电容器与薄膜电容器组合的电路。0005图11是将多个电容器并联连接后的平滑用电容器电路的等效电路图。0006如图11所示,平滑用电容器电路101由将薄膜电容器111和陶瓷电容器112并联连接的结构构成。在此,薄膜电容器111具有静电电容C111,且具有等效串联电阻ESRR111、等效串联电感ESLL111的特性。陶瓷电容器112具有静电电容C112,且具有等效串联电阻ESRR112、等效串联电感ESLL112的特性。0007。

8、专利文献1JP特开平1198852号公报0008然而,在上述这种将薄膜电容器与陶瓷电容器并联连接而成的电容器电路中,在薄膜电容器和陶瓷电容器上阻抗特性不同。0009图12A是表示如图11所示的薄膜电容器111侧电路和陶瓷电容器112侧电路的各自的阻抗的频率特性,和电容器电路101的合成阻抗的频率特性的图,图12B是表示在电容器电路101上施加了有效值1A的外部电流的情况下的薄膜电容器111侧电路的电流以及陶瓷电容器112侧电路的电流的频率特性的图。0010此外,图13A是表示薄膜电容器111侧电路的电流频谱的图,图13B是表示陶瓷电容器112侧电路的电流频谱的图。0011另外,图12、图13所。

9、示结果的模拟是在如下条件下进行的。薄膜电容器111的静电电容C111为1160F,串联电阻分量R111为075M,串联电感分量L111为20NH。此外,陶瓷电容器112的静电电容C112为40F,串联电阻分量R112为2M,串联电感分量L112为2NH。并且,对由这样的元件参数构成的电容器电路101,从恒电流源施加了有效值为1A的1KHZ10MHZ的交流电流。说明书CN102047550ACN102047554A2/7页40012如图12A所示,薄膜电容器111和陶瓷电容器112的阻抗的频率特性不同。像这样,将阻抗的频率特性不同的电容器彼此并联连接的情况下,由于用两条线路构成的闭合电路内的感抗。

10、大小和容抗大小一致,而产生并联谐振。例如,若为图12,则在200KHZ附近产生并联谐振。并且,因为该并联谐振频率与各线路的串联谐振频率不同,所以在由两个电容器的并联电路构成的闭合电路中产生循环的谐振电流。0013在此,若在从开关电路流入的脉动电流中存在该并联谐振频率分量,则脉动电流的并联谐振频率分量被放大,如图12B的电流值或图13的100KHZ200KHZ的频谱所示成为大幅的过电流。因此,薄膜电容器被该并联谐振频率分量的过电流加热,结果,作为平滑电容器电路使容许脉动电流降低。发明内容0014本发明的目的在于,实现如下的电容器电路能够防止作为构成要素的多个电容器所产生的并联谐振,并实质性地提高。

11、提高容许脉动电流等的针对来自外部的无用高频电流的耐性。0015本发明涉及包含第1电容器的第1电容线和包含第2电容器的具有与第1电容线不同的电气特性的第2电容线并联连接的电容器电路。该电容器电路通过谐振频率调整单元来调整第1电容线和第2电容线的至少一方的电抗,以使得第1电容线的第1串联谐振频率和第2电容线的第2串联谐振频率在特定频率上一致。0016在该结构中,并联连接的第1电容线和第2电容线的至少一方的电抗发生变化,从而两条线路的串联谐振频率在特定频率上一致。由此,用两条线路构成的闭合电路内的感抗和容抗所产生的谐振频率和各线路的串联谐振频率一致,因此不会产生由第1电容线和第2电容线所产生的谐振电。

12、流。0017此时,在特定频率上的各线路的阻抗与纯电阻分量等效。因此,从外部流入的无用高频信号的特定频率分量按照各线路的纯电阻分量的比而分流。0018此外,在该发明的结构中,通过将特定频率设定为在流入的高频信号的频段上的具有最大电流值的频率,而在高频信号中的成为最大电流值的频率上、即对作为电容器电路的容许电流值影响最大的频率上进行分流。0019此外,通过使在特定频率上的第1电容线的阻抗比在特定频率上的第2电容线的阻抗高,从而与第1电容线相比,特定频率的分流信号更多地流向第2电容线,能够更有效地抑制第1电容器中流过的高频信号,且能够抑制在第1电容器上的发热。0020根据发明,能够实现防止作为构成要。

13、素的多个电容器所产生的并联谐振,且容许脉动电流高的电容器电路和具备该电容器电路的电力变换电路。附图说明0021图1是第1实施方式的电容器电路1的等效电路图。0022图2是表示与第1实施方式的电容器电路1相关的阻抗特性及电流特性的图。0023图3是表示了与第1实施方式的电容器电路1相关的电流频谱的图。0024图4是第2实施方式的电容器电路2的等效电路图。0025图5是表示与第2实施方式的电容器电路2相关的阻抗特性及电流特性的图。说明书CN102047550ACN102047554A3/7页50026图6是表示了与第2实施方式的电容器电路2相关的电流频谱的图。0027图7是第3实施方式的电容器电路。

14、3的等效电路图。0028图8是表示与第3实施方式的电容器电路3相关的阻抗特性及电流特性的图。0029图9是表示了与第3实施方式的电容器电路3相关的电流频谱的图。0030图10是表示第4实施方式的逆变电路的电路结构的模块图。0031图11是以往的实施方式的电容器电路101的等效电路图。0032图12是表示与以往的实施方式的电容器电路101相关的阻抗特性及电流特性的图。0033图13是表示与以往的实施方式的电容器电路101相关的电流频谱的图。00341,2,3,101电容器电路、11,21,31,111薄膜电容器、12,22,32,112陶瓷电容器、13,231,232,331,332电感元件、3。

15、33电阻元件、14,24,34第1电容线、15,25,35第2电容线、51直流电源、52平滑电容器电路、53开关电路具体实施方式0035参照附图对本发明的第1实施方式所涉及的电容器电路进行说明。0036图1是本实施方式的电容器电路1的等效电路图。0037本实施方式的电容器电路1,是并联连接于逆变电路内的直流电源和开关电路之间的,所谓平滑用电容器电路。0038如图1所示,电容器电路1是由具有相当于本发明的第1电容器的薄膜电容器11的第1电容线14,和具有相当于本发明的第2电容器的陶瓷电容器12的第2电容线15并联连接而成。0039第1电容线14由薄膜电容器11和该薄膜电容器11的外部电极所连接的。

16、导线构成。薄膜电容器11由将聚丙烯等有机绝缘性材料作为电介质的结构构成,并且由具有规定的静电电容C11的同时具有串联电阻分量ESRR11、串联电感分量ESLL11的特性构成。根据这样的结构,第1电容线14具有基于薄膜电容器11的静电电容C11、串联电感分量L11的串联谐振频率F14。0040第2电容线15由陶瓷电容器12和该陶瓷电容器12的外部电极所连接的导线构成。在该导线上,插入有具有规定电感L13的电感元件13。该电感元件13相当于本发明的谐振频率调整单元。即,第2电容线15由陶瓷电容器12和电感元件13串联连接的电路构成。陶瓷电容器12由将陶瓷原料作为电介质的结构构成,并且由具有规定静电。

17、电容C12的同时具有串联电阻分量ESRR12、串联电感分量ESLL12的特性构成。根据这样的结构,第2电容线15具有基于陶瓷电容器12的静电电容C12、串联电感分量L12、电感元件13的电感L13的串联谐振频率F15。0041在此,电感元件13的电感L13被设定为第1电容线14的串联谐振频率F14和第2电容线15的串联谐振频率F15一致的值。0042通过成为这样的结构,能够防止在第1电容线14和第2电容线15之间、即薄膜电容器11和陶瓷电容器12之间的并联谐振。0043在此,将模拟后的结果具体地表示在图2、图3中。另外,图2、图3所示结果的模拟是在如下条件下进行的。薄膜电容器11的静电电容C1。

18、1为1160F、串联电阻分量R11为说明书CN102047550ACN102047554A4/7页6075M、串联电感分量L11为20NH。此外,陶瓷电容器12的静电电容C12为40F、串联电阻分量R12为2M、串联电感分量L12为2NH。并且,电感元件13的电感L13为578NH。并且,对由这样的元件参数构成的电容器电路1,从恒电流源施加了有效值1A的1KHZ10MHZ的高频电流。另外,在以下的说明中,将由1KHZ以上到10MHZ或20MHZ左右为止的频段构成的交流称作高频。0044图2A是表示图1所示的第1电容线14薄膜电容器和第2电容线15陶瓷电容器的各自的阻抗特性,和电容器电路1的合成。

19、阻抗特性的图,图2B是表示了对电容器电路1施加了有效值1A的外部电流的情况下的第1电容线14薄膜电容器的电流和第2电容线15陶瓷电容器的电流的图。此外,图3A是表示了第1电容线14的电流频谱的图,图3B是表示了第2电容线15的电流频谱的图。0045通过使用本实施方式所示的将电感元件13插入第2电容线15的结构,如图2A所示,第1电容线14的串联谐振频率和第2电容线15的串联谐振频率一致。由此,用两个线路构成的闭合电路内的感抗和容抗所产生的谐振频率与各线路的串联谐振频率一致,因此不会产生由第1电容线和第2电容线所产生的谐振电流。即,以往技术的如图12B所示的在200KHZ附近的过电流,如图2B所。

20、示不会产生。因此,从图3所示的频谱也可知,如图13所示的在200KHZ附近升高的频谱得到抑制。0046像这样,通过使用本实施方式的结构,防止了并联谐振,并且能够防止特定频率上的过电流。由此,作为电容器电路1,能够提高容许脉动电流。0047并且,在一致后的谐振频率上,第1电容线14、第2电容线15的阻抗仅成为纯电阻分量。因此,在该谐振频率上的第1电容线14中流过的电流和第2电容线15中流过的电流与各线路14,15的纯电阻分量的比成反比。并且,在这样的谐振频率上,在这些电容器的组合的特性方面,第1电容线14的阻抗和第2电容线15的阻抗比其他频段更接近。因此,在其他频段上仅在第1电容线14中流过的电。

21、流在以谐振频率为中心的频率范围内向第2电容线15分流。因此,在该谐振频率上能够抑制流入薄膜电容器11的电流值,所以能够进一步提高在该谐振频率上的容许脉动电流。0048接下来,参照附图对第2实施方式所涉及的电容器电路进行说明。0049图4是本实施方式的电容器电路2的等效电路图。0050如图4所示,本实施方式的电容器电路2与第1实施方式相同,由具有薄膜电容器21的第1电容线24,和具有陶瓷电容器22的第2电容线25并联连接而成。0051第1电容线24由薄膜电容器21和该薄膜电容器21的外部电极所连接的导线构成。在该导线上,插入有具有规定电感L231的电感元件231。即,第1电容线24由薄膜电容器2。

22、1和电感元件231串联连接的电路构成。薄膜电容器21由具有规定的静电电容C21的同时具有串联电阻分量ESRR21、串联电感分量ESLL21的特性构成。根据这样的结构,第1电容线24具有基于薄膜电容器21的静电电容C21、串联电感分量L21、电感元件231的电感L231的串联谐振频率F24。0052第2电容线25由陶瓷电容器22和该陶瓷电容器22的外部电极所连接的导线构成。在该导线上,插入有具有规定电感L232的电感元件232。即,第2电容线25由陶瓷电容器22和电感元件232串联连接的电路构成。陶瓷电容器22由具有规定的静电电容C22的同时具有串联电阻分量ESRR22、串联电感分量ESLL22。

23、的特性构成。说明书CN102047550ACN102047554A5/7页70053在此,电感元件231的电感L231和电感元件232的电感L232被设定为第1电容线24的串联谐振频率F24和第2电容线25的串联谐振频率F25在特定频率F0上一致的值。特定频率F0被设定为从外部流入电容器电路2的具有规定频带宽度的脉动电流中的电流值为最大的频率。0054通过这样的结构,能够防止在第1电容线24和第2电容线25之间、即薄膜电容器21和陶瓷电容器22之间的并联谐振。0055并且,如上述第1实施方式所示,在串联谐振频率上,在第1电容线24和第2电容线25上产生分流,因此能够在无用高频信号的电流值为最大。

24、的频率上产生分流。由此,能够加大分流对容许脉动电流的提高的影响力。0056在此,将模拟后的结果具体地表示在图5、图6中。另外,图5、图6所示结果的模拟是假定脉动电流的最大值在20KHZ上产生的情况,并在如下的条件下进行的。薄膜电容器21和陶瓷电容器22使用与第1实施方式的模拟所示的薄膜电容器11和陶瓷电容器12相同的电容器。并且,与薄膜电容器21串联连接的电感元件231的电感L231为346NH,与陶瓷电容器22串联连接的电感元件232的电感L232为1581NH。并且,对由这样的元件参数构成的电容器电路2,与第1实施方式相同地从恒电流源施加有效值为1A的1KHZ10MHZ的高频电流。0057。

25、图5A是表示图4所示的第1电容线24薄膜电容器和第2电容线25陶瓷电容器的各自的阻抗特性,和电容器电路2的合成阻抗特性的图,图5B是表示了对电容器电路2施加了有效值1A的外部电流的情况下的第1电容线24薄膜电容器的电流和第2电容线25陶瓷电容器的电流的图。此外,图6A是表示了第1电容线24的电流频谱的图,图6B是表示了第2电容线25的电流频谱的图。0058通过使用本实施方式所示的、将电感元件231插入第1电容线24的同时将电感元件232插入第2电容线25的结构,能够使并联的第1、第2电容线24、25的串联谐振频率同时频移。因此,如图5A所示,第1电容线24的串联谐振频率与第2电容线25的串联谐。

26、振频率在特定频率F020KHZ上一致。由此,用两条线路构成的闭合电路内的感抗和容抗所产生的谐振频率,与各线路的串联谐振频率一致,因此不产生由第1电容线和第2电容线所产生的谐振电流。即,以往技术的如图12B所示的在200KHZ附近的过电流,如图5B所示不会产生。因此,从图6所示的频谱也可知,以往技术的如图13所示的在200KHZ附近升高的频谱得到抑制。0059像这样,通过使用本实施方式的结构,防止了并联谐振,并且能够防止局部频率上的过电流。由此,作为电容器电路2能够提高容许脉动电流。0060并且,在脉动电流最大的频率F0上,脉动电流向第2电容线25分流。因此,与图3相比如图6所示,在电流值高的频。

27、率F020KHZ上能够抑制流入薄膜电容器21的电流量。此时,分流后的电流流过陶瓷电容器22,陶瓷电容器22与薄膜电容器21相比具有高耐热性,且容许脉动电流也高,因此能够毫无问题地容许在薄膜电容器21上产生的那种发热。像这样,通过在对容许脉动电流影响最大的最大电流值的频率上,抑制薄膜电容器21中流过的电流并向陶瓷电容器22分流,作为电容器电路2,能够更有效地提高容许脉动电流。0061接下来,参照附图对第3实施方式所涉及的电容器电路进行说明。0062图7是本实施方式的电容器电路3的等效电路图。说明书CN102047550ACN102047554A6/7页80063如图7所示,本实施方式的电容器电路。

28、3与第1、第2实施方式相同,由具有薄膜电容器31的第1电容线34,和具有陶瓷电容器32的第2电容线35并联连接而成。0064本实施方式的电容器电路3,是对第2实施方式所示的电容器电路2,在连接了薄膜电容器31的第1电容线34上串联连接了电阻元件333的电路,其他结构与图4所示的第2实施方式的电容器电路2相同。该电阻元件333相当于本发明的阻抗调整单元。0065电阻元件333例如是由分立元件构成的电阻器,具有电阻值R333的特性。另外,在本实施方式中表示了使用分立元件的电阻器的例子,但也可以通过改变导线的形状来实现电阻值R333。在此,电阻值R333被设定为使得在特定频率F0附近的规定频段上的第。

29、2电容线35的阻抗比第1电容线34的阻抗低。并且,电阻值R333被设定为使得在特定频率F0上的第2电容线35的阻抗为大幅例如一位或两位以上低于第1电容线34的阻抗的值。0066通过成为这样的结构,在特定频率F0附近脉动电流流过陶瓷电容器32,且流过薄膜电容器31的电流得到抑制。0067像这样,在对容许脉动电流影响最大的最大电流值的频率上,通过进一步大幅地抑制薄膜电容器31中流过的电流,并向陶瓷电容器32分流,作为电容器电路3,能够比第2实施方式的结构更有效地提高容许脉动电流。此外,即使第1电容线34中流过电流,也被电阻元件333消耗,因此能够防止薄膜电容器31的发热。0068在此,将模拟后的结。

30、果具体地表示在图8、图9中。另外,图8、图9所示结果的模拟,电阻值R333为50M,其他参数与第2实施方式相同。0069图8A是表示图7所示的第1电容线34薄膜电容器和第2电容线35陶瓷电容器的各自的阻抗特性,和电容器电路3的合成阻抗特性的图,图8B是表示了对电容器电路5施加了有效值1A的外部电流的情况下的第1电容线34薄膜电容器的电流和第2电容线35陶瓷电容器的电流的图。此外,图9A是表示了第1电容线34的电流频谱的图,图9B是表示了第2电容线35的电流频谱的图。0070通过使用本实施方式所示的,对第1电容线34进一步插入电阻元件333的结构,能够使在特定频率F0上的第2电容线35的阻抗比第。

31、1电容线34的阻抗更低。因此,如图8A所示,在特定频率F0上,第2电容线35的阻抗变得更低。由此,如图8B所示,在特定频率F0附近,在第1电容线34和第2电容线35上的电流值的大小关系逆转,并且,在特定频率F0上几乎所有的电流流向第2电容线35。在此,如上述第2实施方式所述,因为陶瓷电容器32与薄膜电容器31相比,容许脉动电流高,且具有高耐热性,所以即使流入电容器电路3的脉动电流全部流过也能够毫无问题地容许在薄膜电容器21上产生的那种发热。0071像这样,在对容许脉动电流影响最大的最大电流值的频率上,通过大幅抑制薄膜电容器31中流过的电流,使其几乎只流向陶瓷电容器32,作为电容器电路3,能够更。

32、加有效地提高容许脉动电流。0072接下来,参照附图对第4实施方式所涉及的逆变电路进行说明。0073图10是表示本实施方式的逆变电路5的电路结构的模块图。0074如图10所示,逆变电路5具备由电池等构成的直流电源51;开关电路53;和由上述各实施方式所示的电容器电路构成的平滑电容器电路52。平滑电容器电路52与直流电源51和开关电路53的连接线路500并联连接。说明书CN102047550ACN102047554A7/7页90075开关电路53由半导体开关组构成,例如通过由未作图示的控制部进行PWM控制来从直流功率变换为交流功率,并向未作图示的电动机等输出三相交流。0076通过对这样的逆变电路5。

33、使用由上述各实施方式的结构构成的平滑电容器电路52,能够构成容许脉动电流高的逆变电路而不会使其大型化。0077并且,也可以在该逆变电路5的开关电路53的输入侧并联连接缓冲用电容器。在此情况下,在上述电容器电路中,也可以为如下结构对包含薄膜电容器的第1电容线和包含陶瓷电容器的第2电容线,还并联连接包含缓冲电容器的第3电容线。由此,能够将平滑电容器电路和缓冲电容器一体化来构成电容器电路。0078另外,在本实施方式中,举例说明了从直流功率变换为交流功率的逆变电路,但即使为将交流功率变换为直流功率的电路,若将上述第1第3实施方式所示的电容器电路设置于变换电路的直流功率侧,则也能够得到上述效果。此外,同。

34、样地,在将直流功率变换为其他直流功率的DCDC转换器等中,也能够使用上述实施方式所示的电容器电路。0079此外,在上述各实施方式中,表示了将电感元件插入电容线内来与电容器串联连接的例子,但也可以通过导线的形状来形成电感器。0080此外,在上述各实施方式中,表示了不改变薄膜电容器和陶瓷电容器自身的电气特性的例子,但也可以改变薄膜电容器和陶瓷电容器的电气特性,例如,改变串联电感分量ESL、或串联电阻分量ESR,或者改变陶瓷电容器的静电电容。在此情况下,仅通过更换特性已知的电容器即可完成调整,并且,能够去除或减轻导线的形状调整。0081此外,在上述各实施方式所示的电容器电路中,表示了薄膜电容器和陶瓷。

35、电容器的组合的例子,但也可以替代薄膜电容器而使用铝电解电容器,或替代陶瓷电容器而使用钽电容器。此外,作为薄膜电容器,也可以利用使用了其他有机绝缘材料的电容器。0082此外,在上述各实施方式的电容器电路中,表示了将种类不同的电容器并联连接的例子,但在将相互特性不同的同种电容器并联连接的情况下,也能够应用上述结构,并得到上述作用、效果。0083此外,在上述各实施方式的电容器电路中,表示了将不同电气特性的电容器并联连接的例子,但在每并联的两根电容线上,分别串联连接不同个数的相同电气特性的电容器的情况下,也能够应用上述结构,并得到上述作用、效果。0084此外,在上述各实施方式中,表示了包含薄膜电容器的。

36、第1电容线和包含陶瓷电容器的第2电容线分别为1根的情况,但这些也可以有多根。在此情况下,也可以按每根电容线来进一步调整电感和电容以及电阻值。0085此外,在上述各实施方式中,举例说明了使用于逆变电路的平滑电容器电路,但只要为从外部流入大电流的无用高频信号,并受到该无用高频信号的影响的电容器电路,都能够应用上述结构。0086此外,在上述各实施方式中,通过改变导线的形状,也能够同时改变电感和电阻等各电容线的多个不同特性。说明书CN102047550ACN102047554A1/12页10图1说明书附图CN102047550ACN102047554A2/12页11图2说明书附图CN102047550。

37、ACN102047554A3/12页12图3说明书附图CN102047550ACN102047554A4/12页13图4说明书附图CN102047550ACN102047554A5/12页14图5说明书附图CN102047550ACN102047554A6/12页15图6说明书附图CN102047550ACN102047554A7/12页16图7说明书附图CN102047550ACN102047554A8/12页17图8说明书附图CN102047550ACN102047554A9/12页18图9说明书附图CN102047550ACN102047554A10/12页19图10图11说明书附图CN102047550ACN102047554A11/12页20图12说明书附图CN102047550ACN102047554A12/12页21图13说明书附图CN102047550A。

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