專利名稱：電容器電路和電力變換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及將分別連接了電容器的多條電容線并聯(lián)連接而成的電容器電路，特別 涉及作為對(duì)交流功率和直流功率進(jìn)行變換的電力變換電路的平滑電容器電路來使用的電 容器電路。
背景技術(shù)：
逆變電路被用作在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車等中向電動(dòng)機(jī)提供交流功率的電路。 逆變電路一般具有作為直流功率源的電池；變換電路，其將直流功率變換為交流功率；和 平滑用電容器電路，其連接于電池與變換電路之間(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。并且，作為用 于平滑電容器電路的電容器，現(xiàn)在主要利用使用了聚乙烯薄膜(p.p.)的薄膜電容器。在薄膜電容器中，每個(gè)單位體積或每個(gè)單位靜電電容的容許脈動(dòng)電流受到使用溫 度的限制。因此，在車載等大電流系統(tǒng)下并且作為電子部件在嚴(yán)酷的使用環(huán)境(使用溫度 等)下，為了滿足作為逆變電路的容許脈動(dòng)電流的條件，作為平滑電路必須確保需要的靜 電電容以上的靜電電容。因此，使用將薄膜電容器自身擴(kuò)大，或?qū)⒍鄠€(gè)薄膜電容器并聯(lián)連接 的電容器電路。因此，只使用了薄膜電容器的以往電容器電路的模塊的框體變大。另一方面，作為用于改善容許脈動(dòng)電流而不怎么擴(kuò)大框體的電容器電路，提出了 將容許脈動(dòng)電流高、耐熱性高、低ESR和低ESL的陶瓷電容器與薄膜電容器組合的電路。圖11是將多個(gè)電容器并聯(lián)連接后的平滑用電容器電路的等效電路圖。如圖11所示，平滑用電容器電路101由將薄膜電容器111和陶瓷電容器112并聯(lián) 連接的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在此，薄膜電容器111具有靜電電容C111，且具有等效串聯(lián)電阻(ESR) R111、等效串聯(lián)電感(ESL)Llll的特性。陶瓷電容器112具有靜電電容C112，且具有等效串 聯(lián)電阻(ESR)R112、等效串聯(lián)電感(ESL)L112的特性。專利文獻(xiàn)1 JP特開平11-98852號(hào)公報(bào)然而，在上述這種將薄膜電容器與陶瓷電容器并聯(lián)連接而成的電容器電路中，在 薄膜電容器和陶瓷電容器上阻抗特性不同。圖12㈧是表示如圖11所示的薄膜電容器111側(cè)電路和陶瓷電容器112側(cè)電路 的各自的阻抗的頻率特性，和電容器電路101的合成阻抗的頻率特性的圖，圖12(B)是表示 在電容器電路101上施加了有效值IA的外部電流的情況下的薄膜電容器111側(cè)電路的電 流以及陶瓷電容器112側(cè)電路的電流的頻率特性的圖。此外，圖13(A)是表示薄膜電容器111側(cè)電路的電流頻譜的圖，圖13(B)是表示陶 瓷電容器112側(cè)電路的電流頻譜的圖。另外，圖12、圖13所示結(jié)果的模擬是在如下條件下進(jìn)行的。薄膜電容器111的靜 電電容Clll為1160 μ F，串聯(lián)電阻分量Rlll為0. 75mΩ ,串聯(lián)電感分量Llll為20ηΗ。此 夕卜，陶瓷電容器112的靜電電容Cl 12為40 μ F，串聯(lián)電阻分量Rl 12為2m Ω，串聯(lián)電感分量 L112為2ηΗ。并且，對(duì)由這樣的元件參數(shù)構(gòu)成的電容器電路101，從恒電流源施加了有效值 為IA的IkHz IOMHz的交流電流。
如圖12㈧所示，薄膜電容器111和陶瓷電容器112的阻抗的頻率特性不同。像 這樣，將阻抗的頻率特性不同的電容器彼此并聯(lián)連接的情況下，由于用兩條線路構(gòu)成的閉 合電路內(nèi)的感抗大小和容抗大小一致，而產(chǎn)生并聯(lián)諧振。例如，若為圖12，則在200kHz附近 產(chǎn)生并聯(lián)諧振。并且，因?yàn)樵摬⒙?lián)諧振頻率與各線路的串聯(lián)諧振頻率不同，所以在由兩個(gè)電 容器的并聯(lián)電路構(gòu)成的閉合電路中產(chǎn)生循環(huán)的諧振電流。
在此，若在從開關(guān)電路流入的脈動(dòng)電流中存在該并聯(lián)諧振頻率分量，則脈動(dòng)電流 的并聯(lián)諧振頻率分量被放大，如圖12⑶的電流值或圖13的IOOkHz 200kHz的頻譜所示 成為大幅的過電流。因此，薄膜電容器被該并聯(lián)諧振頻率分量的過電流加熱，結(jié)果，作為平 滑電容器電路使容許脈動(dòng)電流降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)如下的電容器電路能夠防止作為構(gòu)成要素的多個(gè)電容 器所產(chǎn)生的并聯(lián)諧振，并實(shí)質(zhì)性地提高提高容許脈動(dòng)電流等的針對(duì)來自外部的無用高頻電 流的耐性。本發(fā)明涉及包含第1電容器的第1電容線和包含第2電容器的具有與第1電容線 不同的電氣特性的第2電容線并聯(lián)連接的電容器電路。該電容器電路通過諧振頻率調(diào)整單 元來調(diào)整第1電容線和第2電容線的至少一方的電抗，以使得第1電容線的第1串聯(lián)諧振 頻率和第2電容線的第2串聯(lián)諧振頻率在特定頻率上一致。在該結(jié)構(gòu)中，并聯(lián)連接的第1電容線和第2電容線的至少一方的電抗發(fā)生變化，從 而兩條線路的串聯(lián)諧振頻率在特定頻率上一致。由此，用兩條線路構(gòu)成的閉合電路內(nèi)的感 抗和容抗所產(chǎn)生的諧振頻率和各線路的串聯(lián)諧振頻率一致，因此不會(huì)產(chǎn)生由第1電容線和 第2電容線所產(chǎn)生的諧振電流。此時(shí)，在特定頻率上的各線路的阻抗與純電阻分量等效。因此，從外部流入的無用 高頻信號(hào)的特定頻率分量按照各線路的純電阻分量的比而分流。此外，在該發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，通過將特定頻率設(shè)定為在流入的高頻信號(hào)的頻段上的 具有最大電流值的頻率，而在高頻信號(hào)中的成為最大電流值的頻率上、即對(duì)作為電容器電 路的容許電流值影響最大的頻率上進(jìn)行分流。此外，通過使在特定頻率上的第1電容線的阻抗比在特定頻率上的第2電容線的 阻抗高，從而與第1電容線相比，特定頻率的分流信號(hào)更多地流向第2電容線，能夠更有效 地抑制第1電容器中流過的高頻信號(hào)，且能夠抑制在第1電容器上的發(fā)熱。根據(jù)發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)防止作為構(gòu)成要素的多個(gè)電容器所產(chǎn)生的并聯(lián)諧振，且容許 脈動(dòng)電流高的電容器電路和具備該電容器電路的電力變換電路。
圖1是第1實(shí)施方式的電容器電路1的等效電路圖。圖2是表示與第1實(shí)施方式的電容器電路1相關(guān)的阻抗特性及電流特性的圖。圖3是表示了與第1實(shí)施方式的電容器電路1相關(guān)的電流頻譜的圖。圖4是第2實(shí)施方式的電容器電路2的等效電路圖。圖5是表示與第2實(shí)施方式的電容器電路2相關(guān)的阻抗特性及電流特性的圖。
圖6是表示了與第2實(shí)施方式的電容器電路2相關(guān)的電流頻譜的圖。圖7是第3實(shí)施方式的電容器電路3的等效電路圖。
圖8是表示與第3實(shí)施方式的電容器電路3相關(guān)的阻抗特性及電流特性的圖。圖9是表示了與第3實(shí)施方式的電容器電路3相關(guān)的電流頻譜的圖。圖10是表示第4實(shí)施方式的逆變電路的電路結(jié)構(gòu)的模塊圖。圖11是以往的實(shí)施方式的電容器電路101的等效電路圖。圖12是表示與以往的實(shí)施方式的電容器電路101相關(guān)的阻抗特性及電流特性的 圖。圖13是表示與以往的實(shí)施方式的電容器電路101相關(guān)的電流頻譜的圖。1,2,3,101-電容器電路、11，21，31，111-薄膜電容器、12，22，32，112-陶瓷電容 器、13，231，232，331，332_ 電感元件、333-電阻元件、14，24，34-第 1 電容線、15，25，35-第 2電容線、51-直流電源、52-平滑電容器電路、53-開關(guān)電路
具體實(shí)施例方式參照附圖對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的電容器電路進(jìn)行說明。圖1是本實(shí)施方式的電容器電路1的等效電路圖。本實(shí)施方式的電容器電路1，是并聯(lián)連接于逆變電路內(nèi)的直流電源和開關(guān)電路之 間的，所謂平滑用電容器電路。如圖1所示，電容器電路1是由具有相當(dāng)于本發(fā)明的第1電容器的薄膜電容器11 的第1電容線14，和具有相當(dāng)于本發(fā)明的第2電容器的陶瓷電容器12的第2電容線15并 聯(lián)連接而成。第1電容線14由薄膜電容器11和該薄膜電容器11的外部電極所連接的導(dǎo)線構(gòu) 成。薄膜電容器11由將聚丙烯等有機(jī)絕緣性材料作為電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且由具有規(guī)定 的靜電電容Cll的同時(shí)具有串聯(lián)電阻分量(ESR)Rll、串聯(lián)電感分量(ESL)Lll的特性構(gòu)成。 根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，第1電容線14具有基于薄膜電容器11的靜電電容C11、串聯(lián)電感分量Lll 的串聯(lián)諧振頻率Π4。第2電容線15由陶瓷電容器12和該陶瓷電容器12的外部電極所連接的導(dǎo)線構(gòu) 成。在該導(dǎo)線上，插入有具有規(guī)定電感L13的電感元件13。該電感元件13相當(dāng)于本發(fā)明的 諧振頻率調(diào)整單元。g卩，第2電容線15由陶瓷電容器12和電感元件13串聯(lián)連接的電路構(gòu) 成。陶瓷電容器12由將陶瓷原料作為電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且由具有規(guī)定靜電電容C12的 同時(shí)具有串聯(lián)電阻分量(ESR) R12、串聯(lián)電感分量(ESL) L12的特性構(gòu)成。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)， 第2電容線15具有基于陶瓷電容器12的靜電電容C12、串聯(lián)電感分量L12、電感元件13的 電感L13的串聯(lián)諧振頻率fl5。在此，電感元件13的電感L13被設(shè)定為第1電容線14的串聯(lián)諧振頻率fl4和第 2電容線15的串聯(lián)諧振頻率fl5 —致的值。通過成為這樣的結(jié)構(gòu)，能夠防止在第1電容線14和第2電容線15之間、即薄膜電 容器11和陶瓷電容器12之間的并聯(lián)諧振。在此，將模擬后的結(jié)果具體地表示在圖2、圖3中。另外，圖2、圖3所示結(jié)果的模擬 是在如下條件下進(jìn)行的。薄膜電容器11的靜電電容Cll為1160 μ F、串聯(lián)電阻分量Rll為0. 75πιΩ、串聯(lián)電感分量Lll為20ηΗ。此外，陶瓷電容器12的靜電電容C12為40 μ F、串聯(lián) 電阻分量R12為2m Ω、串聯(lián)電感分量L12為2ηΗ。并且，電感元件13的電感L13為578ηΗ。 并且，對(duì)由這樣的元件參數(shù)構(gòu)成的電容器電路1，從恒電流源施加了有效值IA的IkHz IOMHz的高頻電流。另外，在以下的說明中，將由IkHz以上到IOMHz或20MHz左右為止的頻 段構(gòu)成的交流稱作高頻。
圖2㈧是表示圖1所示的第1電容線14 (薄膜電容器)和第2電容線15(陶瓷 電容器)的各自的阻抗特性，和電容器電路1的合成阻抗特性的圖，圖2(B)是表示了對(duì)電 容器電路1施加了有效值IA的外部電流的情況下的第1電容線14(薄膜電容器)的電流 和第2電容線15(陶瓷電容器)的電流的圖。此外，圖3㈧是表示了第1電容線14的電 流頻譜的圖，圖3(B)是表示了第2電容線15的電流頻譜的圖。通過使用本實(shí)施方式所示的將電感元件13插入第2電容線15的結(jié)構(gòu)，如圖2(A) 所示，第1電容線14的串聯(lián)諧振頻率和第2電容線15的串聯(lián)諧振頻率一致。由此，用兩個(gè) 線路構(gòu)成的閉合電路內(nèi)的感抗和容抗所產(chǎn)生的諧振頻率與各線路的串聯(lián)諧振頻率一致，因 此不會(huì)產(chǎn)生由第1電容線和第2電容線所產(chǎn)生的諧振電流。即，以往技術(shù)的如圖12(B)所 示的在200kHz附近的過電流，如圖2(B)所示不會(huì)產(chǎn)生。因此，從圖3所示的頻譜也可知， 如圖13所示的在200kHz附近升高的頻譜得到抑制。像這樣，通過使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，防止了并聯(lián)諧振，并且能夠防止特定頻率上 的過電流。由此，作為電容器電路1，能夠提高容許脈動(dòng)電流。并且，在一致后的諧振頻率上，第1電容線14、第2電容線15的阻抗僅成為純電 阻分量。因此，在該諧振頻率上的第1電容線14中流過的電流和第2電容線15中流過的 電流與各線路14，15的純電阻分量的比成反比。并且，在這樣的諧振頻率上，在這些電容器 的組合的特性方面，第1電容線14的阻抗和第2電容線15的阻抗比其他頻段更接近。因 此，在其他頻段上僅在第1電容線14中流過的電流在以諧振頻率為中心的頻率范圍內(nèi)向第 2電容線15分流。因此，在該諧振頻率上能夠抑制流入薄膜電容器11的電流值，所以能夠 進(jìn)一步提高在該諧振頻率上的容許脈動(dòng)電流。接下來，參照附圖對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的電容器電路進(jìn)行說明。圖4是本實(shí)施方式的電容器電路2的等效電路圖。如圖4所示，本實(shí)施方式的電容器電路2與第1實(shí)施方式相同，由具有薄膜電容器 21的第1電容線24，和具有陶瓷電容器22的第2電容線25并聯(lián)連接而成。第1電容線24由薄膜電容器21和該薄膜電容器21的外部電極所連接的導(dǎo)線構(gòu) 成。在該導(dǎo)線上，插入有具有規(guī)定電感L231的電感元件231。即，第1電容線24由薄膜電 容器21和電感元件231串聯(lián)連接的電路構(gòu)成。薄膜電容器21由具有規(guī)定的靜電電容C21 的同時(shí)具有串聯(lián)電阻分量(ESR)R21、串聯(lián)電感分量(ESL)L21的特性構(gòu)成。根據(jù)這樣的結(jié) 構(gòu)，第1電容線24具有基于薄膜電容器21的靜電電容C21、串聯(lián)電感分量L21、電感元件 231的電感L231的串聯(lián)諧振頻率f24。第2電容線25由陶瓷電容器22和該陶瓷電容器22的外部電極所連接的導(dǎo)線構(gòu) 成。在該導(dǎo)線上，插入有具有規(guī)定電感L232的電感元件232。即，第2電容線25由陶瓷電 容器22和電感元件232串聯(lián)連接的電路構(gòu)成。陶瓷電容器22由具有規(guī)定的靜電電容C22 的同時(shí)具有串聯(lián)電阻分量(ESR) R22、串聯(lián)電感分量(ESL) L22的特性構(gòu)成。
在此，電感元件231的電感L231和電感元件232的電感L232被設(shè)定為第1電容 線24的串聯(lián)諧振頻率f24和第2電容線25的串聯(lián)諧振頻率f25在特定頻率f0上一致的 值。特定頻率f0被設(shè)定為從外部流入電容器電路2的具有規(guī)定頻帶寬度的脈動(dòng)電流中的 電流值為最大的頻率。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠防止在第1電容線24和第2電容線25之間、即薄膜電容器 21和陶瓷電容器22之間的并聯(lián)諧振。并且，如上述第1實(shí)施方式所示，在串聯(lián)諧振頻率上，在第1電容線24和第2電容 線25上產(chǎn)生分流，因此能夠在無用高頻信號(hào)的電流值為最大的頻率上產(chǎn)生分流。由此，能 夠加大分流對(duì)容許脈動(dòng)電流的提高的影響力。在此，將模擬后的結(jié)果具體地表示在圖5、圖6中。另外，圖5、圖6所示結(jié)果的模 擬是假定脈動(dòng)電流的最大值在20kHz上產(chǎn)生的情況，并在如下的條件下進(jìn)行的。薄膜電容 器21和陶瓷電容器22使用與第1實(shí)施方式的模擬所示的薄膜電容器11和陶瓷電容器12 相同的電容器。并且，與薄膜電容器21串聯(lián)連接的電感元件231的電感L231為34.6nH， 與陶瓷電容器22串聯(lián)連接的電感元件232的電感L232為1581nH。并且，對(duì)由這樣的元件 參數(shù)構(gòu)成的電容器電路2，與第1實(shí)施方式相同地從恒電流源施加有效值為IA的IkHz IOMHz的高頻電流。圖5㈧是表示圖4所示的第1電容線24(薄膜電容器)和第2電容線25(陶瓷 電容器)的各自的阻抗特性，和電容器電路2的合成阻抗特性的圖，圖5(B)是表示了對(duì)電 容器電路2施加了有效值IA的外部電流的情況下的第1電容線24(薄膜 電容器)的電流 和第2電容線25 (陶瓷電容器)的電流的圖。此外，圖6(A)是表示了第1電容線24的電 流頻譜的圖，圖6(B)是表示了第2電容線25的電流頻譜的圖。通過使用本實(shí)施方式所示的、將電感元件231插入第1電容線24的同時(shí)將電感元 件232插入第2電容線25的結(jié)構(gòu)，能夠使并聯(lián)的第1、第2電容線24、25的串聯(lián)諧振頻率同 時(shí)頻移。因此，如圖5(A)所示，第1電容線24的串聯(lián)諧振頻率與第2電容線25的串聯(lián)諧 振頻率在特定頻率f0 = 20kHz上一致。由此，用兩條線路構(gòu)成的閉合電路內(nèi)的感抗和容抗 所產(chǎn)生的諧振頻率，與各線路的串聯(lián)諧振頻率一致，因此不產(chǎn)生由第1電容線和第2電容線 所產(chǎn)生的諧振電流。即，以往技術(shù)的如圖12⑶所示的在200kHz附近的過電流，如圖5(B) 所示不會(huì)產(chǎn)生。因此，從圖6所示的頻譜也可知，以往技術(shù)的如圖13所示的在200kHz附近 升高的頻譜得到抑制。像這樣，通過使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，防止了并聯(lián)諧振，并且能夠防止局部頻率上 的過電流。由此，作為電容器電路2能夠提高容許脈動(dòng)電流。并且，在脈動(dòng)電流最大的頻率f0上，脈動(dòng)電流向第2電容線25分流。因此，與圖3 相比如圖6所示，在電流值高的頻率f0(20kHz)上能夠抑制流入薄膜電容器21的電流量。 此時(shí)，分流后的電流流過陶瓷電容器22，陶瓷電容器22與薄膜電容器21相比具有高耐熱 性，且容許脈動(dòng)電流也高，因此能夠毫無問題地容許在薄膜電容器21上產(chǎn)生的那種發(fā)熱。 像這樣，通過在對(duì)容許脈動(dòng)電流影響最大的最大電流值的頻率上，抑制薄膜電容器21中流 過的電流并向陶瓷電容器22分流，作為電容器電路2，能夠更有效地提高容許脈動(dòng)電流。接下來，參照附圖對(duì)第3實(shí)施方式所涉及的電容器電路進(jìn)行說明。圖7是本實(shí)施方式的電容器電路3的等效電路圖。
如圖7所示，本實(shí)施方式的電容器電路3與第1、第2實(shí)施方式相同，由具有薄膜電容器31的第1電容線34，和具有陶瓷電容器32的第2電容線35并聯(lián)連接而成。本實(shí)施方式的電容器電路3，是對(duì)第2實(shí)施方式所示的電容器電路2，在連接了薄 膜電容器31的第1電容線34上串聯(lián)連接了電阻元件333的電路，其他結(jié)構(gòu)與圖4所示的 第2實(shí)施方式的電容器電路2相同。該電阻元件333相當(dāng)于本發(fā)明的阻抗調(diào)整單元。電阻元件333例如是由分立元件構(gòu)成的電阻器，具有電阻值R333的特性。另外， 在本實(shí)施方式中表示了使用分立元件的電阻器的例子，但也可以通過改變導(dǎo)線的形狀來實(shí) 現(xiàn)電阻值R333。在此，電阻值R333被設(shè)定為使得在特定頻率f0附近的規(guī)定頻段上的第2 電容線35的阻抗比第1電容線34的阻抗低。并且，電阻值R333被設(shè)定為使得在特定頻率 f0上的第2電容線35的阻抗為大幅(例如一位或兩位以上)低于第1電容線34的阻抗的 值。通過成為這樣的結(jié)構(gòu)，在特定頻率f0附近脈動(dòng)電流流過陶瓷電容器32，且流過薄 膜電容器31的電流得到抑制。像這樣，在對(duì)容許脈動(dòng)電流影響最大的最大電流值的頻率上，通過進(jìn)一步大幅地 抑制薄膜電容器31中流過的電流，并向陶瓷電容器32分流，作為電容器電路3，能夠比第2 實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)更有效地提高容許脈動(dòng)電流。此外，即使第1電容線34中流過電流，也被 電阻元件333消耗，因此能夠防止薄膜電容器31的發(fā)熱。在此，將模擬后的結(jié)果具體地表示在圖8、圖9中。另外，圖8、圖9所示結(jié)果的模 擬，電阻值R333為50m Ω，其他參數(shù)與第2實(shí)施方式相同。圖8㈧是表示圖7所示的第1電容線34 (薄膜電容器)和第2電容線35(陶瓷 電容器)的各自的阻抗特性，和電容器電路3的合成阻抗特性的圖，圖8(B)是表示了對(duì)電 容器電路5施加了有效值IA的外部電流的情況下的第1電容線34(薄膜電容器)的電流 和第2電容線35 (陶瓷電容器)的電流的圖。此外，圖9(A)是表示了第1電容線34的電 流頻譜的圖，圖9(B)是表示了第2電容線35的電流頻譜的圖。通過使用本實(shí)施方式所示的，對(duì)第1電容線34進(jìn)一步插入電阻元件333的結(jié)構(gòu)， 能夠使在特定頻率f0上的第2電容線35的阻抗比第1電容線34的阻抗更低。因此，如圖 8(A)所示，在特定頻率f0上，第2電容線35的阻抗變得更低。由此，如圖8(B)所示，在特 定頻率f0附近，在第1電容線34和第2電容線35上的電流值的大小關(guān)系逆轉(zhuǎn)，并且，在特 定頻率f0上幾乎所有的電流流向第2電容線35。在此，如上述第2實(shí)施方式所述，因?yàn)樘?瓷電容器32與薄膜電容器31相比，容許脈動(dòng)電流高，且具有高耐熱性，所以即使流入電容 器電路3的脈動(dòng)電流全部流過也能夠毫無問題地容許在薄膜電容器21上產(chǎn)生的那種發(fā)熱。像這樣，在對(duì)容許脈動(dòng)電流影響最大的最大電流值的頻率上，通過大幅抑制薄膜 電容器31中流過的電流，使其幾乎只流向陶瓷電容器32，作為電容器電路3，能夠更加有效 地提高容許脈動(dòng)電流。接下來，參照附圖對(duì)第4實(shí)施方式所涉及的逆變電路進(jìn)行說明。圖10是表示本實(shí)施方式的逆變電路5的電路結(jié)構(gòu)的模塊圖。如圖10所示，逆變電路5具備由電池等構(gòu)成的直流電源51 ；開關(guān)電路53 ；和由 上述各實(shí)施方式所示的電容器電路構(gòu)成的平滑電容器電路52。平滑電容器電路52與直流 電源51和開關(guān)電路53的連接線路500并聯(lián)連接。
開關(guān)電路53由半導(dǎo)體開關(guān)組構(gòu)成，例如通過由未作圖示的控制部進(jìn)行PWM控制來 從直流功率變換為交流功率，并向未作圖示的電動(dòng)機(jī)等輸出三相交流。
通過對(duì)這樣的逆變電路5使用由上述各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的平滑電容器電路 52，能夠構(gòu)成容許脈動(dòng)電流高的逆變電路而不會(huì)使其大型化。并且，也可以在該逆變電路5的開關(guān)電路53的輸入側(cè)并聯(lián)連接緩沖用電容器。在 此情況下，在上述電容器電路中，也可以為如下結(jié)構(gòu)對(duì)包含薄膜電容器的第1電容線和包 含陶瓷電容器的第2電容線，還并聯(lián)連接包含緩沖電容器的第3電容線。由此，能夠?qū)⑵交?電容器電路和緩沖電容器一體化來構(gòu)成電容器電路。另外，在本實(shí)施方式中，舉例說明了從直流功率變換為交流功率的逆變電路，但即 使為將交流功率變換為直流功率的電路，若將上述第1 第3實(shí)施方式所示的電容器電路 設(shè)置于變換電路的直流功率側(cè)，則也能夠得到上述效果。此外，同樣地，在將直流功率變換 為其他直流功率的DC-DC轉(zhuǎn)換器等中，也能夠使用上述實(shí)施方式所示的電容器電路。此外，在上述各實(shí)施方式中，表示了將電感元件插入電容線內(nèi)來與電容器串聯(lián)連 接的例子，但也可以通過導(dǎo)線的形狀來形成電感器。此外，在上述各實(shí)施方式中，表示了不改變薄膜電容器和陶瓷電容器自身的電氣 特性的例子，但也可以改變薄膜電容器和陶瓷電容器的電氣特性，例如，改變串聯(lián)電感分量 (ESL)、或串聯(lián)電阻分量(ESR)，或者改變陶瓷電容器的靜電電容。在此情況下，僅通過更換 特性已知的電容器即可完成調(diào)整，并且，能夠去除或減輕導(dǎo)線的形狀調(diào)整。此外，在上述各實(shí)施方式所示的電容器電路中，表示了薄膜電容器和陶瓷電容器 的組合的例子，但也可以替代薄膜電容器而使用鋁電解電容器，或替代陶瓷電容器而使用 鉭電容器。此外，作為薄膜電容器，也可以利用使用了其他有機(jī)絕緣材料的電容器。此外，在上述各實(shí)施方式的電容器電路中，表示了將種類不同的電容器并聯(lián)連接 的例子，但在將相互特性不同的同種電容器并聯(lián)連接的情況下，也能夠應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)，并得 到上述作用、效果。此外，在上述各實(shí)施方式的電容器電路中，表示了將不同電氣特性的電容器并聯(lián) 連接的例子，但在每并聯(lián)的兩根電容線上，分別串聯(lián)連接不同個(gè)數(shù)的相同電氣特性的電容 器的情況下，也能夠應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)，并得到上述作用、效果。此外，在上述各實(shí)施方式中，表示了包含薄膜電容器的第1電容線和包含陶瓷電 容器的第2電容線分別為1根的情況，但這些也可以有多根。在此情況下，也可以按每根電 容線來進(jìn)一步調(diào)整電感和電容以及電阻值。此外，在上述各實(shí)施方式中，舉例說明了使用于逆變電路的平滑電容器電路，但只 要為從外部流入大電流的無用高頻信號(hào)，并受到該無用高頻信號(hào)的影響的電容器電路，都 能夠應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)。此外，在上述各實(shí)施方式中，通過改變導(dǎo)線的形狀，也能夠同時(shí)改變電感和電阻等 各電容線的多個(gè)不同特性。
權(quán)利要求
1.一種電容器電路，并聯(lián)連接了包含第1電容器的第1電容線、和包含第2電容器且具 有與所述第1電容線不同的電氣特性的第2電容線，其具備諧振頻率調(diào)整單元，其調(diào)整所述第1電容線和所述第2電容線的至少一方的電抗，以使 得所述第1電容線的第1串聯(lián)諧振頻率和所述第2電容線的第2串聯(lián)諧振頻率在特定頻率上一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器電路，其特征在于，所述特定頻率被設(shè)定為在流入的高頻信號(hào)的頻段上的具有最大電流值的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的電容器電路，其特征在于，所述諧振頻率調(diào)整單元是插入所述第1電容線和所述第2電容線的至少一方的電感元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 權(quán)利要求3的任意一項(xiàng)所述的電容器電路，其特征在于，所述諧振頻率調(diào)整單元通過調(diào)整所述第1電容器和所述第2電容器的至少一方的內(nèi)部 電感來調(diào)整所述電抗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 權(quán)利要求4的任意一項(xiàng)所述的電容器電路，其特征在于， 具備阻抗調(diào)整單元，該阻抗調(diào)整單元使得在所述特定頻率上的所述第1電容線的阻抗比在所述特定頻率上的所述第2電容線的阻抗高。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容器電路，其特征在于，所述阻抗調(diào)整單元是與所述第1電容器串聯(lián)連接的電阻元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 權(quán)利要求6的任意一項(xiàng)所述的電容器電路，其特征在于， 所述第1電容器和所述第2電容器是具有不同電氣特性的電容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容器電路，其特征在于，所述第1電容器為薄膜電容器，所述第2電容器為陶瓷電容器。
9.一種電力變換電路，其具備將直流功率變換為交流功率或?qū)⒔涣鞴β首儞Q為直流功率的交流直流變換電路；或者 將直流功率變換為其他直流功率的直流變換電路，在該交流直流變換電路的直流功率側(cè)或所述直流變換電路的至少一方的直流功率側(cè)， 連接有權(quán)利要求1 權(quán)利要求8的任意一項(xiàng)所述的電容器電路。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種電容器電路，其能夠防止由作為構(gòu)成要素的多個(gè)電容器所產(chǎn)生的并聯(lián)諧振，并提高容許脈動(dòng)電流。電容器電路(1)具備具有薄膜電容器(11)的第1電容線(14)和具有陶瓷電容器(12)的第2電容線(15)并聯(lián)連接的電路結(jié)構(gòu)。在第2電容線(15)上插入有電感元件(13)，并與陶瓷電容器(12)串聯(lián)連接。該電感元件(13)被設(shè)定為第1電容線(14)的串聯(lián)諧振頻率(f14)與第2電容線(15)的串聯(lián)諧振頻率(f15)一致的值。
文檔編號(hào)H02M7/48GK102047550SQ20098012028
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者岡章治, 小原和喜, 小林真一, 西山茂紀(jì) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社指月電機(jī)制作所, 株式會(huì)社村田制作所