(57)【要約】【課題】高い信頼性と小型化を実現すること。【解決手段】電力変換器用Ｙコンデンサは、基板と、基板の一方の面上に形成されるグランド電極、正極側電極及び負極側電極と、基板の一方の面上に実装され、所定方向でグランド電極に対して一方の側に配置される正極側チップコンデンサ群であって、直列接続された複数のチップコンデンサを複数組備え、該複数組を正極側電極とグランド電極との間に並列に接続して形成される正極側チップコンデンサ群と、基板の一方の面上に実装され、所定方向でグランド電極に対して他方の側に配置される負極側チップコンデンサ群であって、直列接続された複数のチップコンデンサを複数組備え、該複数組を負極側電極とグランド電極との間に並列に接続して形成される負極側チップコンデンサ群とを含む。【選択図】図２
2015149832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面上に形成されるグランド電極と、
前記基板の一方の面上に形成される正極側電極と、
前記基板の一方の面上に形成される負極側電極と、
前記基板の一方の面上に実装され、所定方向で前記グランド電極に対して一方の側に配置される正極側チップコンデンサ群であって、直列接続された複数のチップコンデンサを複数組備え、該複数組を前記正極側電極と前記グランド電極との間に並列に接続して形成される正極側チップコンデンサ群と、
前記基板の一方の面上に実装され、前記所定方向で前記グランド電極に対して他方の側に配置される負極側チップコンデンサ群であって、直列接続された複数のチップコンデンサを複数組備え、該複数組を前記負極側電極と前記グランド電極との間に並列に接続して形成される負極側チップコンデンサ群とを含む、電力変換器用Ｙコンデンサ。
【請求項２】
前記基板の他方の面には、素子が実装されない、請求項１に記載の電力変換器用Ｙコンデンサ。
【請求項３】
前記グランド電極には、前記基板をケースに取り付けるためのボルト用の穴が形成される、請求項１又は２に記載の電力変換器用Ｙコンデンサ。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換器用Ｙコンデンサと、
内部が樹脂でモールドされ、電力変換器用平滑コンデンサを収容するケースと、
前記グランド電極のボルト用の穴を通って、前記基板をケースに固定する第１ボルトとを含み、
前記電力変換器用Ｙコンデンサの前記基板は、前記ケースの内部を覆う態様で前記ケースに対して設けられる、コンデンサ装置。
【請求項５】
前記基板は、前記一方の面側が前記ケースの内部を向く態様で、前記ケースに対して設けられる、請求項４に記載のコンデンサ装置。
【請求項６】
前記ケースは、前記電力変換器用平滑コンデンサの正極側電極と負極側電極とを含み、
前記電力変換器用平滑コンデンサの正極側電極は、前記基板を前記ケースに固定する第２ボルトを介して、前記電力変換器用Ｙコンデンサの正極側電極に接続され、
前記電力変換器用平滑コンデンサの負極側電極は、前記基板を前記ケースに固定する第３ボルトを介して、前記電力変換器用Ｙコンデンサの負極側電極に接続される、請求項４又は５に記載のコンデンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換器用Ｙコンデンサ及びコンデンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属基板上に複数の平滑用のコンデンサを配列した電力変換器用平滑コンデンサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開07‐31147号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力変換器用Ｙコンデンサをフィルムタイプのコンデンサにより構成すると、電力変換器用Ｙコンデンサが大型化するという問題がある。
【０００５】
そこで、本開示は、高い信頼性と小型化を実現することができる電力変換器用Ｙコンデンサ及びコンデンサ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一局面によれば、基板と、
前記基板の一方の面上に形成されるグランド電極と、
前記基板の一方の面上に形成される正極側電極と、
前記基板の一方の面上に形成される負極側電極と、
前記基板の一方の面上に実装され、所定方向で前記グランド電極に対して一方の側に配置される正極側チップコンデンサ群であって、直列接続された複数のチップコンデンサを複数組備え、該複数組を前記正極側電極と前記グランド電極との間に並列に接続して形成される正極側チップコンデンサ群と、
前記基板の一方の面上に実装され、前記所定方向で前記グランド電極に対して他方の側に配置される負極側チップコンデンサ群であって、直列接続された複数のチップコンデンサを複数組備え、該複数組を前記負極側電極と前記グランド電極との間に並列に接続して形成される負極側チップコンデンサ群とを含む、電力変換器用Ｙコンデンサが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、高い信頼性と小型化を実現することができる電力変換器用Ｙコンデンサ及びコンデンサ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電力変換器を含む電気回路１の一例を示す図である。
【図２】Ｙコンデンサ９０の一例を示す図である。
【図３】コンデンサ装置９２の一例を示す図である。
【図４】図３に示すコンデンサ装置９２の中央部に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、電力変換器を含む電気回路１の一例を示す図である。電気回路１は、例えばモータ駆動用である。
【００１１】
電気回路１は、バッテリ２と、インバータ４と、平滑コンデンサ部１０と、Ｙコンデンサ部２０とを含む。インバータ４には、モータ（図示せず）が接続される。モータは、ハイブリッド車又は電気自動車で使用される走行用モータであってよい。
【００１２】
平滑コンデンサ部１０は、バッテリ２の正極側に接続されるＰ１端子１１と、バッテリ２の負極側に接続されるＮ１端子１２と、インバータ４の正極側に接続されるＰ２端子１３と、インバータ４の負極側に接続されるＮ２端子１４と、平滑コンデンサＣ１とを含む。平滑コンデンサＣ１は、Ｐ１端子１１とＰ２端子１３を繋げる正極側ラインと、Ｎ１端子１２とＮ２端子１４を繋げる負極側ラインとの間に接続される。
【００１３】
Ｙコンデンサ部２０は、ノイズ対策用に設けられる。Ｙコンデンサ部２０は、正極側ラインをグランドに接続するＧｐ端子２６と、負極側ラインをグランドに接続するＧＮ端子２８と、コンデンサＣ１０と、コンデンサＣ２０とを含む。コンデンサＣ１０は、正極側ラインとＧｐ端子２６との間に接続される。コンデンサＣ１０は、正極側ラインに端子２２にて接続される。コンデンサＣ２０は、負極側ラインとＧＮ端子２８との間に接続される。コンデンサＣ２０は、負極側ラインに端子２４にて接続される。
【００１４】
図２は、Ｙコンデンサ９０の一例を示す図であり、（Ａ）は、基板５０の一方の面（本例ではＡ面）側を示す図であり、（Ｂ）は、基板５０の他方の面（本例ではＢ面）側を示す図である。図２に示すＹコンデンサ９０は、図１に示すＹコンデンサ部２０を形成する。
【００１５】
Ｙコンデンサ９０は、基板５０と、負極側電極５２と、正極側電極５４と、導体パターン６０と、正極側チップコンデンサ群７０と、負極側チップコンデンサ群８０とを含む。
【００１６】
基板５０は、例えば単層基板であり、図２（Ａ）に示すように、Ａ面は樹脂面とされる（即ち、素子や導体パターンは実装・形成されない）。但し、Ａ面には、図２（Ａ）に示すように、正極側電極５４と負極側電極５２とが設けられてもよい。正極側電極５４は、図１に示す端子２２を形成する。負極側電極５２は、図１に示す端子２４を形成する。
【００１７】
負極側電極５２及び正極側電極５４は、基板５０のＹ方向の端部側に設けられる。負極側電極５２及び正極側電極５４は、Ｘ方向で中央部を挟んだ両側に設けられる。基板５０には、取り付け穴５６が形成される。図２に示す例では、取り付け穴５６は、基板５０の４隅と中央部とに計５つ形成されている。
【００１８】
基板５０のＢ面には、図２（Ｂ）に示すように、導体パターン６０が形成されると共に、正極側チップコンデンサ群７０及び負極側チップコンデンサ群８０が実装される。
【００１９】
導体パターン６０は、負極導体部６２と、直列接続部６４と、グランド電極部６６と、直列接続部６７と、正極導体部６８とを含む。
【００２０】
負極導体部６２は、負極側電極５２からＹ方向に延在する直線パターンにより形成される。正極導体部６８は、正極側電極５４からＹ方向に延在する直線パターンにより形成される。グランド電極部６６は、図１に示すＧｐ端子２６及びＧＮ端子２８を形成する。Ｘ方向及びＹ方向における基板５０の中央部に形成される。グランド電極部６６は、中央の取り付け穴５６まわりに形成される。直列接続部６４及び直列接続部６７は、Ｘ方向に延在する。
【００２１】
正極側チップコンデンサ群７０は、図１に示すコンデンサＣ１０を形成する。正極側チップコンデンサ群７０は、直列接続された複数のチップコンデンサ４０を複数組備え、これら複数組を正極側電極５４とグランド電極部６６との間に並列接続して形成される。図２に示す例では、正極側チップコンデンサ群７０は、直列接続部６７によりＸ方向に直列接続された３つのチップコンデンサ４０を６組備え、これらの６組は、正極導体部６８とグランド電極部６６との間にＹ方向に並んで並列接続される。尚、正極側チップコンデンサ群７０におけるチップコンデンサ４０の全体の数や組数、一組に含まれるチップコンデンサ４０の数等は任意である。
【００２２】
負極側チップコンデンサ群８０は、図１に示すコンデンサＣ２０を形成する。負極側チップコンデンサ群８０は、直列接続された複数のチップコンデンサ４０を複数組備え、これら複数組を負極側電極５２とグランド電極部６６との間に並列接続して形成される。図２に示す例では、負極側チップコンデンサ群８０は、直列接続部６４によりＸ方向に直列接続された３つのチップコンデンサ４０を６組備え、これらの６組は、負極導体部６２とグランド電極部６６との間にＹ方向に並んで並列接続される。尚、負極側チップコンデンサ群８０におけるチップコンデンサ４０の全体の数や組数、一組に含まれるチップコンデンサ４０の数等は任意である。
【００２３】
図２に示す例によれば、Ｙコンデンサ９０が、単一の基板５０上に実装されるチップコンデンサ４０により形成されるので、フィルムタイプのコンデンサによりＹコンデンサを形成する場合に比べて、Ｙコンデンサ９０の小型化が可能となる。また、Ｙコンデンサ９０は実質的に基板５０の形態となるので、薄型の構成を実現することができる。
【００２４】
また、図２に示す例によれば、直列接続された複数のチップコンデンサ４０によりＹコンデンサ９０を形成するので、ショート故障モードを回避できる可能性を高めることができる。また、直列接続された複数のチップコンデンサ４０を複数組形成し、これらの複数組を並列接続することで、ある組の故障が他の組に影響しなくなり、全体としての信頼性を高めることができる。
【００２５】
また、図２に示す例によれば、グランド電極部６６が基板５０の中央部に配置され、その両側に正極側チップコンデンサ群７０及び負極側チップコンデンサ群８０が配置される。これにより、負極側電極５２からグランド電極部６６までの距離（端子２４からＧｎ端子２８までの距離）と正極側電極５４からグランド電極部６６までの距離（端子２２からＧｐ端子２６まで距離）とを略等しくすることができ、電気的なバランスが良好となり、Ｙコンデンサ９０のノイズフィルタ機能を高めることができる。
【００２６】
また、図２に示す例によれば、基板５０のＢ面のみを実質的に用いてＹコンデンサ部２０を形成するので、低コストな構成を実現することができる。
【００２７】
図３は、コンデンサ装置９２の一例を示す図である。図４は、図３に示すコンデンサ装置９２の中央部に沿った断面図である。
【００２８】
コンデンサ装置９２は、図２に示したＹコンデンサ９０と、グランド電位となるケース１００とを含む。
【００２９】
ケース１００は、上面側（図４の上側）が開口した箱状の形態である。ケース１００は、図４にて点線で模式的に示すように、内部に平滑コンデンサ１０６を含む。平滑コンデンサ１０６は、図１に示す平滑コンデンサＣ１を形成する。平滑コンデンサ１０６は、樹脂モールドにより形成される樹脂部１０４により封止される。尚、樹脂部１０４の高さは、図４に示すように、ケース１００の内部空間の高さよりも若干小さい。ケース１００の中央部には、ボルト締結部１０８が形成される。
【００３０】
ケース１００には、正極側電極１１０と、負極側電極１１２とが形成される。正極側電極１１０及び負極側電極１１２は、図３に示すように、ケース１００の上部に、上側に突出する態様で形成される。正極側電極１１０及び負極側電極１１２は、平滑コンデンサ１０６の正極側と負極側にそれぞれ接続される。
【００３１】
Ｙコンデンサ９０は、図３及び図４に示すように、基板５０がケース１００の内部を覆う態様でケース１００の上部に設けられる。即ち、Ｙコンデンサ９０の基板５０は、ケース１００の上側の開口を覆う態様で設けられる。この際、Ｙコンデンサ９０の基板５０は、好ましくは、Ｂ面側がケース１００の内部に向く態様で設けられる。この場合、ケース１００における樹脂部１０４の上方のスペース（樹脂部１０４の高さがケース１００の内部空間の高さより低いことによって形成される凹状のスペース）を利用して、Ｂ面に実装されたチップコンデンサ４０の高さを吸収することができる。即ち、Ｂ面に実装されたチップコンデンサ４０を凹状のスペース内に収めることで、Ｙコンデンサ９０の全体としての高さを低減することができる。但し、Ｙコンデンサ９０の基板５０は、Ａ面側がケース１００の内部に向く態様で設けられてもよい。
【００３２】
基板５０は、ケース１００に対してボルト３０等により固定される。
【００３３】
中央のボルト３０は、基板５０の中央の取り付け穴５６を通ってケース１００のボルト締結部１０８のネジ穴に締め付けされる。ボルト３０は、締結時に、基板５０の中央の取り付け穴５６まわりのグランド電極部６６（図２（Ｂ）参照）に電気的に接続される。これにより、基板５０のグランド電極部６６は、ボルト３０を介してケース１００（グランド電位）に電気的に接続される。
【００３４】
４隅のボルト３１は、基板５０の４隅の取り付け穴５６を通ってケース１００の４隅に固定される。
【００３５】
ボルト３２は、基板５０の正極側電極５４内の穴５４ａ（図２（Ｂ）参照）を通って、ケース１００の正極側電極１１０に形成されるネジ穴（図示せず）に締め付けられる。これにより、基板５０の正極側電極５４とケース１００の正極側電極１１０とがボルト３２を介して電気的に接続される。即ち、図１のＹコンデンサ部２０の端子２２が平滑コンデンサ部１０の正極側にボルト３２を介して電気的に接続される。
【００３６】
ボルト３４は、基板５０の負極側電極５２内の穴５２ａ（図２（Ｂ）参照）を通って、ケース１００の負極側電極１１２に形成されるネジ穴（図示せず）に締め付けられる。これにより、基板５０の負極側電極５２とケース１００の負極側電極１１２とがボルト３４を介して電気的に接続される。即ち、図１のＹコンデンサ部２０の端子２４が平滑コンデンサ部１０の負極側にボルト３４を介して電気的に接続される。
【００３７】
図３及び図４に示すコンデンサ装置９２によれば、平滑コンデンサ１０６とＹコンデンサ９０との間の電気的な接続（正極側及び負極側）が、基板５０をケース１００に固定するためのボルト３２，３４を介して実現される。これにより、別途、電気的な接続を実現するための部品を追加する必要がなくなる。また、平滑コンデンサ１０６とＹコンデンサ９０との間を、短い距離で電気的に接続することが可能となる。
【００３８】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【００３９】
例えば、上述した実施例では、電気回路１は、電力変換装置としてインバータ４を備えているが、電力変換装置としてＤＣ−ＤＣコンバータを備えてもよい。
【００４０】
また、Ｙコンデンサ９０及びコンデンサ装置９２は、コンバータやインバータのような任意の電力変換装置を含む任意の電気回路に適用されてもよい。
【００４１】
また、上述した実施例において、基板５０におけるＡ面及びＢ面の構成は逆であってもよい。即ち、Ａ面の構成がＢ面に構成され、Ｂ面の構成がＡ面に構成されてもよい。
【００４２】
また、上述した実施例において、基板５０のＡ面における正極側電極５４及び負極側電極５２は省略されてもよい。基板５０のＢ面における正極側電極５４及び負極側電極５２は、導体パターンにより形成されてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１    電気回路
１０    平滑コンデンサ部
２０    Ｙコンデンサ部
３０，３１，３２，３４    ボルト
４０    チップコンデンサ
５０    基板
５２    負極側電極
５４    正極側電極
６０    導体パターン
６２    負極導体部
６６    グランド電極部
６８    正極導体部
７０    正極側チップコンデンサ群
８０    負極側チップコンデンサ群
９０    Ｙコンデンサ
９２    コンデンサ装置
１００    ケース
１０４    樹脂部
１０６    平滑コンデンサ
１０８    ボルト締結部
１１０    正極側電極
１１２    負極側電極
【図１】
2015149832.tif 000003
【図２】
2015149832.tif 000004
【図３】
2015149832.tif 000005
【図４】
2015149832.tif 000006