(57)【要約】  本発明は、少なくとも２つの巻回要素（１）と、第１バスバー（７）と、第２バスバー（８）を備えるコンデンサに関し、第１バスバー（７）及び第２バスバー（８）は、巻回要素（１）を互いに並行に並べて接続し、第１バスバー（７）及び第２バスバー（８）は、互いに重なり合うように配置される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの巻回要素（１）と、第１バスバー（７）と、第２バスバー（８）とを備え、
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記巻回要素（１）を互いに並行に並べて接続し、
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、それらが互いに重なり合うように配置される、コンデンサ。
【請求項２】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記第１バスバー（７）の面積の少なくとも５０％が前記第２バスバー（８）と重なるように配置される、請求項１記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記第１バスバー（７）を流れる電流が第１磁場を生成し、且つ、前記第２バスバー（８）を流れる電流が第２磁場を生成するように配置され、前記第１磁場及び前記第２磁場は互いに補償し合う、請求項１又は２記載のコンデンサ。
【請求項４】
各巻回要素（１）は、正極及び負極を有し、
前記第１バスバー（７）は、各巻回要素（１）の前記正極又は各巻回要素（１）の前記負極のいずれかに接続され、
前記第２バスバー（８）は、各巻回要素（１）の前記正極又は各巻回要素（１）の前記負極のそれぞれに対応する他方に接続される、請求項１から３までのいずれか１項に記載のコンデンサ。
【請求項５】
前記少なくとも２つの巻回要素（１）は１つのスタック（６）に配置される、請求項１から４までのいずれか１項に記載のコンデンサ。
【請求項６】
積層方向（Ｓ）において、前記第１バスバー（７）は、１つの巻回要素（１）の上面（３）及び隣接する巻回要素（１）の底面（２）に交互に接続され、
前記積層方向（Ｓ）において、前記第２バスバー（８）は、１つの巻回要素（１）の底面（２）及び隣接する巻回要素（１）の上面（３）に交互に接続される、請求項１から５までのいずれか１項に記載のコンデンサ。
【請求項７】
前記第１バスバー（７）は、前記巻回要素（１）の各々の上面（３）に接続され、
前記第２バスバー（８）は、前記巻回要素（１）の各々の底面（２）に接続される、請求項５に記載のコンデンサ。
【請求項８】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の側面（６ｅ）に配置される、請求項５から７までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項９】
第５バスバー（１０）及び第６バスバー（１１）を備え、
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の側面（６ｅ）に配置され、前記第５バスバー（１０）及び前記第６バスバー（１１）は、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）が配置される側面（６ｅ）とは反対の、前記スタック（６）の側面（６ｆ）に配置され、
前記第５バスバー（１０）は、前記第１バスバー（７）と同じ極に接続され、前記第６バスバー（１１）は、前記第２バスバー（８）と同じ極に接続される、請求項５から８までのいずれか１項に記載のコンデンサ。
【請求項１０】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の積層方向（Ｓ）に垂直な面法線を有する前記スタック（６）の側面に配置され、前記第５バスバー（１０）及び前記第６バスバー（１１）は、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）が配置され、前記積層方向（Ｓ）に垂直な面法線も有する前記側面とは反対の側面に配置される、請求項１から９までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１１】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の少なくとも２つの面（６ｅ，６ｆ；６ａ，６ｂ）に配置される、請求項５から１０までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１２】
前記コンデンサは、少なくとも４つの巻回要素（１）を備え、
少なくとも２つの巻回要素（１）は第１スタック（６）に配置され、少なくとも２つの巻回要素（１）は第２スタック（１３）に配置される、請求項１から１１までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１３】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記第１スタック（６）と前記第２スタック（１３）との間に配置される、請求項１から１２までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１４】
前記第１バスバー（７）は、前記スタック（６、１３）の間の区分において、前記巻回要素（１）の上面（３）又は底面（２）に重なる区分よりも大きな厚さを有し、
及び／又は、
前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６、１３）の間の区分において、前記巻回要素（１）の上面（３）又は底面（２）に重なる区分よりも大きな厚さを有する、請求項１から１３までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１５】
前記第１バスバー（７）は、前記スタック（６、１３）の間の区分で折り曲げられ、
及び／又は、
前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６、１３）の間の区分で折り曲げられる、請求項１から１４までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１６】
前記巻回要素（１）は、前記第１スタック（６）の上面（６ａ）が前記第２スタック（１３）の上面（１３ａ）の極性と反対の極性を有するように、前記第１スタック（６）及び前記第２スタック（１３）にそれぞれ配置される、請求項１２から１５までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１７】
前記第１バスバー（７）は、前記第１スタック（６）における前記巻回要素（１）の前記上面（３）と、前記第２スタック（１３）における前記巻回要素（１）の前記底面（２）とに接続され、
前記第２バスバー（８）は、前記第１スタック（６）における前記巻回要素（１）の前記底面（２）と、前記第２スタック（１３）における前記巻回要素（１）の前記上面（３）とに接続される、請求項１から１６までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１８】
前記第１バスバー（７）は、前記第１スタック（６）の前記上面（６ａ）及び前記第２スタック（１３）の前記上面（１３ａ）に配置され、且つ、前記第１スタック（６）の前記上面（６ａ）に電気的に接続され、
前記第２バスバー（８）は、前記第１スタック（６）の前記上面（６ａ）及び前記第２スタック（１３）の前記上面（１３ａ）に配置され、且つ、前記第２スタック（１３）の前記上面（１３ａ）に電気的に接続され、
前記コンデンサは、第３バスバー（１４）及び第４バスバー（１５）を更に備え、
前記第３バスバー（１３）は、前記第１スタック（６）の前記底面（６ｂ）及び前記第２スタック（１３）の前記底面（１３ｂ）に配置され、且つ、前記第１スタック（６）の前記底面（６ｂ）に電気的に接続され、
前記第４バスバー（１５）は、前記第１スタック（６）の前記底面（６ｂ）及び前記第２スタック（１３）の前記底面（１３ｂ）に配置され、且つ、前記第２スタック（１３）の前記底面（１３ｂ）に電気的に接続され、
前記第３バスバー（１４）及び前記第４バスバー（１５）は互いに重なり合っている、請求項１５記載のコンデンサ。
【請求項１９】
第３バスバー（１４）及び第４バスバー（１５）を更に備え、
前記第１バスバー（７）、前記第２バスバー（８）、前記第３バスバー（１４）、及び前記第４バスバー（１５）の各々は、前記第１スタック（６）及び前記第２スタック（１３）の間に配置され、前記バスバー（７、８、１４、１５）は、隣接するバスバー（７、８、１４、１５）において電流が反対方向に流れるように、前記巻回要素（１）に接続されている、請求項１５記載のコンデンサ。
【請求項２０】
前記第１バスバー（７）は、第１極性を有する前記第１スタック（６）において、前記巻回要素（１）の前記上面（３）に接続され、
前記第２バスバー（８）は、前記第１極性と反対の第２極性を有する前記第２スタック（１３）において、前記巻回要素（１）の前記上面（３）に接続され、
前記第３バスバー（１４）は、前記第１極性を有する前記第２スタック（１３）において、前記巻回要素（１）の前記底面（２）に接続され、
前記第４バスバー（１５）は、前記第２極性を有する前記第１スタック（６）において、前記巻回要素（１）の前記底面（２）に接続される、請求項１から１９までのいずれか１項記載コンデンサ。
【請求項２１】
前記第１バスバー（７）は２つの部分（７ａ，７ｂ）を含み、及び／又は、前記第２バスバー（８）は２つの部分（８ａ，８ｂ）を含む、請求項１から２０までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項２２】
前記部分（７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ）の各々はＺ字形状の断面を有する、請求項１から２１までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項２３】
前記第１バスバー（７）は、例えば溶接又ははんだ付けによって、前記巻回要素（１）に直接接続され、前記第２バスバー（８）は、例えば溶接又ははんだ付けによって、前記巻回要素（１）に直接接続される、請求項１から２２までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項２４】
前記第１バスバー（７）は、各巻回要素（１）の上面（３）における２つの接続要素（５）に接触するように形成され、前記第２バスバー（８）は、各巻回要素（１）の底面（２）における２つの接続要素（５）に接触するように形成され、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の３つの側面（６ｃ、６ｄ、６ｅ）をそれぞれ覆い、前記第１バスバー（７）は、前記スタック（６）の前記上面（６ａ）を部分的に覆い、前記第２バスバー（８）は、前記スタックの前記底面（６ｂ）を部分的に覆う、請求項１記載のコンデンサ。
【請求項２５】
前記コンデンサは、少なくとも４つの巻回要素（１）を備え、少なくとも２つの巻回要素（１）は第１スタック（６）に配置され、少なくとも２つの巻回要素（１）は第２スタック（１３）に配置され、前記巻回要素（１）は、前記第１スタック（６）の上面（６ａ）が前記第２スタック（１３）の上面（１３ａ）の極性と反対の極性を有するように、前記第１スタック（６）及び前記第２スタック（１３）にそれぞれ配置され、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）のそれぞれがＺ字形状の断面を有し、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は前記第１スタック（６）と前記第２スタック（１３）との間に配置され、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）のそれぞれは、前記第１スタック（６）の上面（６ａ）を部分的に覆うとともに前記第２スタック（１３）の前記底面（１３ｂ）を部分的に覆っている、請求項１記載のコンデンサ。
【請求項２６】
前記巻回要素（１）は、非円形の直径を有する、請求項１から２５までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項２７】
前記コンデンサは、直流リンクコンデンサである、請求項１から２６までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンデンサに関する。特に、当該コンデンサは、金属化直流リンクフィルムコンデンサであってもよい。
【背景技術】
【０００２】
金属化フィルム直流リンクコンデンサは、再生可能エネルギー、電気自動車、交通輸送、モータ駆動、無停電電源装置、エネルギー伝送など、多くのパワーエレクトロニクス用途のための重要なコンポーネントである。
【０００３】
直流リンクコンデンサの要件は、当該コンデンサに接続されるコンバータに実装された半導体のパラメータ、及びコンバータの変調方法に強く依存する。
【０００４】
より高いオン電圧へのワイドバンドギャップ半導体（ＷＢＧＳ）の進歩は、より高いスイッチング周波数、より高い高調波周波数、より軽量な冷却システム、より高い電力密度、よりコンパクトな設計など、高電力コンバータの特性を変化させた。
【０００５】
そのため、このようなアプリケーションで正しく動作させるためには、コンデンサは、寄生インダクタンスや寄生抵抗による損失をあまり多くすることなく、例えば１０ＫＨＺを超える周波数のような高周波数で作動されるべきである。
【０００６】
電力変換において、交流が低電圧直流に変換されるとき、又は、交流がある周波数から別の周波数の交流に変換されるとき、通常、交流は整流され、平滑化される。これが達成されると、次に、電力は、最終出力を得るためにインバータに送られる。当該インバータに供給される直流は、直流リンクと呼ばれる。その名が意味するように、２つの供給源は、直流リンクコンデンサと呼ばれるフィルタコンデンサと共に接続されている。
【０００７】
電気自動車の用途において、直流リンクコンデンサは負荷平衡エネルギー蓄積装置として使用される。直流リンクコンデンサは、直流即ちバッテリと、電圧インバータの交流即ち負荷側との間に配置される。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、改良されたコンデンサ、例えば、高スイッチング周波数における寄生インダクタンス及び寄生抵抗による多くの損失を被らないコンデンサを提供することである。
【０００９】
この目的は、請求項１に記載のコンデンサによって解決される。
【００１０】
少なくとも２つの巻回要素と、第１バスバーと、第２バスバーとを備え、第１バスバー及び第２バスバーが巻回要素を互いに並行に並べて接続し、第１バスバー及び第２バスバーが互いに重なり合うように配置されたコンデンサが提供される。
【００１１】
巻回要素は、静電容量ユニットであってよい。コンデンサの各巻回要素は、同じ静電容量を有することができる。各巻回要素は、第１極性、例えば正極性の第１極、及び第２極性、例えば負極性の第２極を有してもよい。第１極と第２極との間に電圧を印加することによって、エネルギーを巻回要素に蓄積することができる。
【００１２】
バスバーは、局所的な大電流配電のために構成された金属製の条片体又は金属製の棒状体であってもよい。
【００１３】
第１バスバーと第２バスバーとの重なり合いにより、６００Ｖを超える電圧及び１０ＫＨＺを超えるスイッチング周波数を有する電力用途によく適合した特性を有するコンデンサが提供される。第１バスバーに電流が流れると、当該電流によって磁場が発生する。また、第２バスバーに電流が流れると、当該電流によって別の磁場が発生する。バスバーの重なり合いにより、磁場は反対の向きを有し、したがって、互いに弱め合うか又は互いに打ち消し合うことさえある。したがって、第１バスバー及び第２バスバーに電圧が印加された場合、全体として、非常に弱い磁場のみが生成され得る。これにより、バスバーの接続部、及び、巻回要素の間におけるインダクタンスが小さくなる。したがって、コンデンサのインダクタンスも非常に小さくすることができる。
【００１４】
高いインダクタンスは、共振効果をもたらし、且つ寄生インダクタンス及び寄生抵抗による高い損失をもたらすので、巻回要素間の小さなインダクタンスは電力コンデンサにとって重要である。
【００１５】
同じ静電容量を有する各巻回要素によって、且つ、端子から同じインダクタンスを有する巻回要素への各接続部によって、全体として、均一なインピーダンスを提供することができる。設計要件のために、各巻回要素に対して同じインダクタンスを提供することが常に可能であるとは限らない。従って、インダクタンスを互いに適合させようとするのではなく、磁場を打ち消し合うことによって又は弱め合うことによって、インダクタンスを最小値まで減少させることが提案される。
【００１６】
互いに重なり合う第１バスバー及び第２バスバーを有するコンデンサは、低い等価直列抵抗（ＥＳＲ）、周波数安定のＥＳＲ、各巻回要素に対する均一なＥＳＲ、低い等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）、各巻回要素に対する均一なＥＳＬ、及び均一な内部電流分布を有し得る。内部共振は回避され得る。
【００１７】
第１バスバー及び第２バスバーは、第１バスバーの面積の少なくとも５０％が第２バスバーと重なるように配置されてもよい。バスバー間の重なりが大きいほど、磁場の弱化又は相殺がより良好になる。好ましくは、第１バスバー及び第２バスバーは、第１バスバーの面積の少なくとも７０％が第２バスバーと重なるように配置される。さらにより好ましくは、第１バスバー及び第２バスバーは、第１バスバーの面積の少なくとも９０％が第２バスバーと重なるように配置される。
【００１８】
バスバーの重なり領域には、薄い絶縁板がバスバー間に配置され、当該絶縁板はバスバー間の短絡を防止する。薄い絶縁板は、磁場に著しい影響を与えない。
【００１９】
第１バスバー及び第２バスバーは、第１バスバーを流れる電流が第１磁場を生成し、第２バスバーを流れる電流が第２磁場を生成するように配置されてもよく、この場合、第１磁場及び第２磁場は互いに補償し合う。磁場を補償し合うことで、全ての巻回要素に対して低いインダクタンス及び均一なインピーダンスがもたらされ得る。したがって、コンデンサは、１０ＫＨＺを超えるスイッチング周波数で動作させても共振効果を示さないことがある。
【００２０】
各巻回要素は、正極及び負極を有することができ、この場合、第１バスバーは、各巻回要素の正極又は各巻回要素の負極のいずれかに接続される。第２バスバーは、各巻回要素の正極又は各巻回要素の負極のそれぞれに対応する他方に接続され得る。バスバーは、バスバー内で反対の極性の電流が流れるように構成することができる。
【００２１】
一実施形態では、コンデンサは、第５バスバーと第６バスバーとを含む。第１バスバー及び第２バスバーは、スタックの一方の側に配置され、第５バスバー及び第６バスバーは、第１バスバー及び第２バスバーが配置される側とは反対のスタックの側に配置される。第５バスバーは第１バスバーと同じ極に接続され、第６バスバーは第２バスバーと同じ極に接続される。
【００２２】
第１バスバー及び第２バスバーは、スタックの積層方向に垂直な面法線を有する、当該スタックの側面に配置されてもよい。第５バスバー及び第６バスバーは、第１バスバー及び第２バスバーが配置され、且つ積層方向に垂直な面法線を有する側面とは反対側の側面に配置されていてもよい。
【００２３】
第１バスバー及び第２バスバーに対向する第５バスバー及び第６バスバーの配置により、巻回要素へ電流を対称的に印加することができる。特に、各巻回要素について、第１バスバー及び第５バスバーは、互いに対して対称である２つの位置で巻回要素の一方の極に接続されてもよく、第２バスバー及び第６バスバーは、互いに対して対称である２つの位置で巻回要素の他方の極に接続されてもよい。
【００２４】
さらに、電流は、２つのバスバー、即ち第１バスバー及び第５バスバー、並びに第２バスバー及び第６バスバーによって、それぞれ巻回要素の各極に印加され得るので、コンデンサは、高電流用途に特に適し得る。
【００２５】
少なくとも２つの巻回要素は１つのスタックに配置することができ、この場合、第１バスバー及び第２バスバーは、当該スタックの側面に配置される。スタックの側面は、スタックの上面及び底面に垂直な面であってよく、この場合、巻回要素に接触する金属化部及び接続要素は、巻回要素の上面及び底面に配置される。スタックの上面は、複数の巻回要素の上面によって形成することができる。スタックの底面は、複数の巻回要素の底面によって形成することができる。
【００２６】
少なくとも２つの巻回要素は１つのスタックに配置することができ、この場合、第１バスバー及び第２バスバーは、スタックの少なくとも２つの面に配置される。特に、第１バスバー及び第２バスバーは、スタックの１つ又は複数の側面、及び／又は上面、及び／又は底面を、完全に又は部分的に覆うことができる。
【００２７】
全ての巻回要素は、単一のスタックに配置されてもよい。スタックは、３つ以上の巻回要素を含むことができる。
【００２８】
積層方向において、第１バスバーは、１つの巻回要素の上面と、隣接する巻回要素の底面とに交互に接続されてもよい。積層方向において、第２バスバーは、１つの巻回要素の底面と、隣接する巻回要素の上面とに交互に接続されてもよい。したがって、各巻回要素の上面は、第１バスバー又は第２バスバーのいずれかに接続されており、各巻回要素の底面もまた、第１バスバー又は第２バスバーのいずれかに接続されている。
【００２９】
スタックにおいて、各巻回要素の上面は、同じ方向を向くことができる。各巻回要素の底面は、巻回要素の上面と反対であってよい。複数の巻回要素の上面は、スタックの上面を形成することができる。複数の巻回要素の底面は、スタックの上面と反対側のスタックの底面を形成することができる。
【００３０】
本実施形態では、複数の巻回要素は、交互に両方のバスバーと接続される。これにより、複数の巻回要素の極性は、積層方向に沿って互い違いになる。言い換えれば、積層方向において、各巻回要素は、隣接する巻回要素とは逆の極性を有する。
【００３１】
その結果、磁束は、巻回要素間の接続部を含むすべての接続部において補償され得る。これにより、巻回要素間、及び、巻回要素と端子との間において、寄生インダクタンス及び寄生抵抗のみが非常に小さくなり得る。寄生インダクタンス及び寄生抵抗を低減することによって、端子から各巻回要素へのインピーダンスは、コンデンサが動作され得る帯域幅内の各周波数に対して、巻回要素間でより均一となる。従って、全帯域幅におけるコンデンサの性能は、低周波数安定のＥＳＲ、各端子対からの均一なＥＳＲ、各端子対からの低く均一なＥＳＬ、均一な内部電流分布、及び内部共振の回避により良好となる。
【００３２】
別の実施形態では、第１バスバーは、各巻回要素の上面に接続されてもよく、第２バスバーは、各巻回要素の底面に接続されてもよい。
【００３３】
コンデンサは、少なくとも４つの巻回要素を備えることができ、この場合、少なくとも２つの巻回要素は第１スタックに配置され、少なくとも２つの巻回要素は第２スタックに配置される。複数の巻回要素は、第１スタックの上面が第２スタックの上面の極性と反対の極性を有するように、第１スタック及び第２スタックにそれぞれ配置されてよい。スタックにおける巻回要素のこの配置は、重なり合うバスバー内で電流が反対方向に流れることを確実にし得る。
【００３４】
第１バスバー及び第２バスバーは、第１スタックと第２スタックとの間に配置されてもよい。これは、第１バスバー及び第２バスバーを第１スタック及び第２スタックの両方に接触させることを容易にすることができる。
【００３５】
第１バスバーは、巻回要素の上面又は底面に重なる部分よりも、スタック間の部分においてより大きな厚さを有してよい。第２バスバーは、巻回要素の上面又は底面に重なる部分よりも、スタック間の部分においてより大きな厚さを有してよい。スタック間の厚さが大きいほど、コンデンサの電流容量が高くなる。上面又は底面に重なる部分の厚さが小さいため、バスバーは、溶接によって巻回要素に容易に固定することができる。
【００３６】
第１バスバーは、スタックの間の部分で折り曲げられてもよく、及び／又は第２バスバーは、スタックの間の部分で折り曲げられてもよい。折り曲げ部は、それぞれのバスバーを１８０°回転させることによって形成することができる。
【００３７】
複数の巻回要素は、第１スタックの上面が第２スタックの上面の極性と反対の極性を有するように、第１スタック及び第２スタックにそれぞれ配置されてもよい。
【００３８】
第１バスバーは、第１スタックにおける巻回要素の上面と、第２スタックにおける巻回要素の底面とに接続されてもよい。第２バスバーは、第１スタックにおける巻回要素の底面と、第２スタックにおける巻回要素の上面とに接続されてもよい。これにより、第１スタックの各巻回要素が、当該第１スタックの巻回要素に対してその極性が反転した第２スタックの巻回要素に隣接して配置されることを確実にし得る。
【００３９】
第１バスバーは、第１スタックの上面及び第２スタックの上面に配置され、且つ第１スタックにおける巻回要素の上面に接続されてもよい。第２バスバーは、第１スタックの上面及び第２スタックの上面に配置され、且つ第２スタックにおける巻回要素の上面に接続されてもよい。したがって、第１バスバー及び第２バスバーの両方を、両方のスタックの上面に配置することができ、その結果、両バスバーの重なりが大きくなる。
【００４０】
更に、コンデンサは、第３バスバー及び第４バスバーを備えることができる。第３バスバーは、第１スタックの底面及び第２スタックの底面に配置され、且つ第１スタックにおける巻回要素の底面に接続されてもよい。第４バスバーは、第１スタックの底面及び第２スタックの底面に配置され、且つ第２スタックにおける巻回要素の底面に接続されてもよく、この場合、第３バスバー及び第４バスバーは互いに重なり合う。したがって、第３バスバー及び第４バスバーの両方を、両方のスタックの底面に配置することができ、その結果、両バスバーの重なりが大きくなる。
【００４１】
一実施形態では、コンデンサは、４つのバスバーを備えることができ、この場合、バスバーは、第１スタックと第２スタックとの間に配置され、バスバーは、隣接するバスバーに逆方向に電流が流れるように巻回要素に接続される。バスバーのこの配置は、磁場の特に良好な相殺をもたらし得る。４つのバスバーは、第１極性の極に接続された各バスバーが、第２極性の極に接続されたバスバーのみに隣接し、逆に、第２極性の極に接続された各バスバーが、第１極性の極に接続されたバスバーのみに隣接するように配置されてもよい。
【００４２】
特に、第１バスバーは、第１極性を有する第１スタックにおける巻回要素の上面に接続されてもよい。第２バスバーは、第１極性と反対の第２極性を有する第２スタックにおける巻回要素の上面に接続されてもよい。第３バスバーは、第１極性を有する第２スタックにおける巻回要素の底面に接続されてもよい。第４バスバーは、第２極性を有する第１スタックにおける巻回要素の底面に接続されてもよい。第１バスバーは、第２バスバーに直接隣接していてもよい。第２バスバーは、第３のバスバーに直接隣接していてもよい。第３バスバーは、第４バスバーに直接隣接していてもよい。
【００４３】
第１バスバーは２つの部分を含んでもよく、及び／又は第２バスバーは２つの部分を含んでもよい。当該部分の各々は、Ｚ字形状の断面を有していてもよい。バスバーのこの設計は、特に大きな重なり領域を提供し、従って、電磁束の非常に効果的な相殺を提供し得る。従って、低い寄生インダクタンス及び低い寄生抵抗を提供することができ、負の電磁相互作用を回避することができる。
【００４４】
第１バスバーは、例えば溶接又ははんだ付けによって複数の巻回要素に直接接続されてもよく、第２バスバーは、例えば溶接又ははんだ付けによって複数の巻回要素に直接接続されてもよい。直接の接続は、寄生インダクタンス及び寄生抵抗を低減し、接続要素による接続と比較して、負の電磁相互作用を回避する。しかしながら、別の実施形態では、バスバーは、接続要素によって巻回要素に接続されてもよい。
【００４５】
第１バスバーは、各巻回要素の上面で２つの接続要素に接触するように形成されてもよく、この場合、第２バスバーは各巻回要素の底面で２つの接続要素に接触するように形成され、第１バスバー及び第２バスバーの各々はスタックの３つの側面を覆い、第１バスバーはスタックの上面を部分的に覆い、第２バスバーはスタックの底面を部分的に覆う。
【００４６】
コンデンサは、少なくとも４つの巻回要素を備えることができ、この場合、少なくとも２つの巻回要素は第１スタックに配置され、少なくとも２つの巻回要素は第２スタックに配置され、複数の巻回要素は、第１スタックの上面が第２スタックの上面の極性と反対の極性を有するように、第１スタック及び第２スタックにそれぞれ配置され、第１バスバー及び第２バスバーの各々はＺ字形状の断面を有し、第１バスバー及び第２バスバーは、第１スタックと第２スタックとの間に配置され、第１バスバー及び第２バスバーの各々は、第１スタックの上面を部分的に覆うとともに、第２スタックの底面を部分的に覆う。
【００４７】
巻回要素は、非円形の直径を有する。特に、巻回要素は平坦であってよい。平坦な巻回要素は、巻回要素間における空間が無駄にならないように積み重ねて配置することができる。
【００４８】
コンデンサは、直流リンクコンデンサであってもよい。コンデンサは、任意の種類のコンデンサとすることができる。例えば、コンデンサは、フィルムコンデンサ又は電解コンデンサであってもよい。コンデンサは、電力コンデンサであってもよい。
【００４９】
電解コンデンサは、正の端子及び負の端子で分極され、化学的電解質又は固体ポリマー電解質で満たされ、これは、極めて大きな静電容量値を達成する特性を与える。フィルムコンデンサは、金属化フィルムを含んでもよい。
以下、図面を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、第１実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２】図２は、第１実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３】図３は、第２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図４】図４は、第２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５】図５は、第３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６】図６は、第３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７】図７は、第３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８】図８は、第３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９】図９は、第３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１０】図１０は、第３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１１】図１１は、第４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１２】図１２は、第４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１３】図１３は、第４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１４】図１４は、第４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１５】図１５は、第５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１６】図１６は、第５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１７】図１７は、第５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１８】図１８は、第５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図１９】図１９は、第６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２０】図２０は、第６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２１】図２１は、第７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２２】図２２は、第７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２３】図２３は、第７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２４】図２４は、第８実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２５】図２４は、第８実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２６】図２６は、第９実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２７】図２７は、第９実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２８】図２８は、第９実施形態に係るコンデンサを示す。
【図２９】図２９は、第９実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３０】図３０は、第１０実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３１】図３１は、第１０実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３２】図３２は、第１１実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３３】図３３は、第１１実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３４】図３４は、第１２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３５】図３５は、第１２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３６】図３６は、第１２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３７】図３７は、第１２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３８】図３８は、第１２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図３９】図３９は、第１２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図４０】図４０は、第１３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図４１】図４１は、第１３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図４２】図４２は、第１３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図４３】第７実施形態のコンデンサと参考コンデンサのＥＳＲの比較を示す。
【図４４】参考コンデンサを示す。
【図４５】図４５は、第１４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図４６】図４６は、第１４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図４７】図４７は、第１４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図４８】図４８は、第１４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図４９】図４９は、第１４実施の形態に係るコンデンサを示す。
【図５０】図５０は、第１４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５１】図５１は、第１４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５２】図５２は、第１４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５３】図５３は、第１４実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５４】図５４は、第１５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５５】図５５は、第１５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５６】図５６は、第１５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５７】図５７は、第１５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５８】図５８は、第１５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図５９】図５９は、第１５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６０】図６０は、第１５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６１】図６１は、第１５実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６２】図６２は、第１６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６３】図６３は、第１６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６４】図６４は、第１６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６５】図６５は、第１６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６６】図６６は、第１６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６７】図６７は、第１６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６８】図６８は、第１６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図６９】図６９は、第１６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７０】図７０は、第１６実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７１】図７１は、第１７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７２】図７２は、第１７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７３】図７３は、第１７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７４】図７４は、第１７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７５】図７５は、第１７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７６】図７６は、第１７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７７】図７７は、第１７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７８】図７８は、第１７実施形態に係るコンデンサを示す。
【図７９】図７９は、第１８実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８０】図８０は、第１８実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８１】図８１は、第１８実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８２】図８２は、第１８実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８３】図８３は、第１８実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８４】図８４は、第１９実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８５】図８５は、第１９実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８６】図８６は、第２０実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８７】図８７は、第２０実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８８】図８８は、第２１実施形態に係るコンデンサを示す。
【図８９】図８９は、第２１実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９０】図９０は、第２１実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９１】図９１は、第２１実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９２】図９２は、第２１実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９３】図９３は、第２２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９４】図９４は、第２２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９５】図９５は、第２２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９６】図９６は、第２２実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９７】図９７は、第２３実施形態に係るコンデンサを示す。
【図９８】図９８は、第２３実施形態に係るコンデンサを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１及び図２は、第１実施形態によるコンデンサを示す。図１は当該コンデンサを底面図で示し、図２は当該コンデンサを側面図で示す。
【００５２】
コンデンサは、６００Ｖより高い電圧、及び１０ＫＨＺより高いスイッチング周波数に設計されたＤＣリンクコンデンサである。
【００５３】
コンデンサは、複数の巻回要素１を備える。図１及び図２に示す実施形態では、コンデンサは、５つの巻回要素１を備える。しかし、コンデンサは、任意の他の数の巻回要素１を備えてもよい。
【００５４】
各巻回要素１は、軸線Ａ周りに巻回されている。軸線Ａは、巻回要素１の底面２から巻回要素１の上面３まで延びている。各巻回要素１の上面３は、いわゆるスクープ層（Schoop-layer）と呼ばれる金属化部４で覆われている。上面３の金属化部４は、巻回要素の第１電極、又は巻回要素の第１電極セットに接続されている。各巻回要素１の底面２も、いわゆるスクープ層(Schoop-layer)と呼ばれる金属化部４で覆われている。底面２の金属化部４は、巻回要素１の第２電極、又は巻回要素１の第２電極セットに接続されている。第１電極及び上面３における金属化部４、又は第１電極セット及び上面３における金属化部４は、巻回要素１の第１極を形成する。第２電極及び底面２における金属化部４、又は第２電極セット及び底面２における金属化部４は、巻回要素１の第２極を形成する。コンデンサ１の動作中は、第１極と第２極との間に電圧が印加される。
【００５５】
視覚化のために、図面において、第１極は「プラス」でマークされ、第２極は「マイナス」でマークされている。交流が印加されると、分極は連続的に変更され得る。
【００５６】
各巻回要素１における上面３及び底面２には、接続要素５、例えば接続ストライプ(connection stripe)又はボンディングワイヤが配置されている。
【００５７】
巻回要素１は、非円形の断面を有する。特に、巻回要素１は平坦である。
【００５８】
巻回要素１は、スタック６に配置されている。巻回要素１は、各巻回要素１の上面３が同じ方向を向くようにスタック６に配置されている。複数の巻回要素１は、それらの軸線Ａが平行になるようにスタック６に配置されている。スタック６の上面６ａは、複数の巻回要素１の上面３によって形成されている。また、スタック６の底面６ｂは、複数の巻回要素１の底面２によって形成されている。スタック６の底面６ｂは、スタック６の上面６ａと反対側にある。さらに、スタック６は、４つの側面６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆを有する。側面６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆの各々は、上面６Ａ及び底面６Ｂに垂直である。
【００５９】
コンデンサは、複数の巻回要素１からなるスタック６と接触し得る第１バスバー７及び第２バスバー８を含む。特に、第１バスバー７は、各巻回要素１の第１電極、又は、各巻回要素１の第１電極セットに電圧を印加するように構成されている。第２バスバー８は、各巻回要素１の第２電極、又は、各巻回要素１の第２電極セットに電圧を印加するように構成されている。
【００６０】
第１バスバー７は、各巻回要素１の上面３に接続されている。特に、第１バスバー７は、各巻回要素１の上面３で接続要素５に接続されている。第２バスバー８は、各巻回要素１の底面２に接続されている。特に、第２バスバー８は、各巻回要素１の底面２で接続要素５に接続されている。
【００６１】
第１バスバー７は、少なくとも１つの端子９を含む。第１バスバー７は、少なくとも１つの端子９を介して、外部電源、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）の電極に接続されるように構成される。第２バスバー８も、少なくとも１つの端子９を含む。第２バスバー８は、少なくとも１つの端子９を介して、外部電源、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）の別の電極に接続されるように構成される。第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、２つ以上の端子９を備えることができる。
【００６２】
第１実施形態では、第１バスバー７の端子９はスタック６の上面６ａに配置され、第２バスバー８の端子９はスタック６の底面６ｂに配置される。第１バスバー７及び第２バスバー８は、スタック６の側面６ｅに配置されている。さらに、第１バスバー７は、スタックの上面６ａに部分的に重なる。第２バスバー８は、スタック６の底面６ｂに部分的に重なる。
【００６３】
第１バスバー７及び第２バスバー８は、互いに重なり合うように配置されている。薄い絶縁板が、第１バスバー７及び第２バスバー８の重なり領域において、第１バスバー７及び第２バスバー８の間に配置されている。薄い絶縁板は、両バスバー間の短絡を防止する。薄い絶縁板は、図１及び図２には示されていない。
【００６４】
第１バスバー７は、各巻回要素１の第１電極又は第１の電極セットに電圧を印加するように構成されている。第２バスバー８は、各巻回要素１の第２電極又は第２電極セットに電圧を印加するように構成されている。第１電極及び第２電極、又は第１電極セット及び第２電極セットは、それぞれ反対の極性を有するので、第１バスバー７を流れる電流及び第２バスバー８を流れる電流は反対の方向を有する。
【００６５】
第１バスバー７を流れる電流は第１磁場を生成する。第２バスバー８を流れる電流は第２磁場を生成する。第１バスバー７及び第２バスバー８が互いに重なり合い、第１バスバー７及び第２バスバー８内の電流が反対方向を有するので、第１バスバー７及び第２バスバー８内に生成された磁場は、互いに打ち消し合うか又は少なくとも互いに弱め合う。
【００６６】
従って、互いに重なり合う両バスバー７、８の配置により、両バスバー７、８の磁場が減少する。これにより、両バスバー７、８のインダクタンスが低減される。両バスバー７、８から各巻回要素１へのインダクタンスは非常に低く均一であり、各巻回要素１が同じ静電容量を有するので、各巻回要素１はほぼ同じインピーダンスを有する。巻回要素１が異なるインピーダンスを有していれば、特に１０ＫＨＺを超える高いスイッチング周波数を印加した場合に、コンデンサにおける共振効果が避けられないことになる。両バスバー７、８が重なり合うため、各巻回要素１のインピーダンスはほぼ同じであり、これにより顕著な共振効果は生じない。従って、コンデンサにおける損失を低減することができる。特に、寄生インダクタンス及び寄生抵抗が大幅に低減される。端子９から各巻回要素１までのインピーダンスは、全ての周波数帯域幅において均一である。これは、低い等価直列抵抗（ＥＳＲ）、周波数安定のＥＳＲ、各端子と各接続要素との間の均一なＥＳＲ、低い等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）、各端子と各接続要素との間の均一なＥＳＬ、及び内部共振の回避をもたらす。これにより、６００Ｖを越える電圧及び１０ＫＨＺを越えるスイッチング周波数でのコンデンサの動作が可能になる。
【００６７】
図１及び図２に示すように、各巻回要素１の接続要素５に接続された両バスバー７、８を使用することにより、均一な内部電流分布が得られる。特に、電流が両バスバー７、８を通って両バスバー７、８の端子９から接続要素５まで移動しなければならない長さは、ほぼ同じである。当該コンデンサの設計により、電流がそれに沿って移動しなければならない長さが各巻回要素１に対して同一となるように、両バスバー７、８を設計することは不可能である。しかしながら、磁場の相殺によって両バスバー７、８のインダクタンスが非常に低いので、電流がそれに沿って移動する必要がある長さの差異は、巻回要素１の性能を著しく損なわない。
【００６８】
図３及び図４は、第２実施形態によるコンデンサを示す。図３は当該コンデンサの底面図を示し、図４は側面図を示す。
【００６９】
第２実施形態によるコンデンサは、第５バスバー１０及び第６バスバー１１を備える。第５バスバー１０及び第６バスバー１１は、第１バスバー７及び第２バスバー８に対してスタック６の反対側に配置されている。
【００７０】
第２実施形態のコンデンサでは、各巻回要素１は、その上面３に配置された２つの接続要素５と、その底面２に配置された２つの接続要素５とを含む。上面３に配置された接続要素５は、両方とも、上面３を覆う金属化部４に接続されており、それによって、第１電極に又は第１電極セットにそれぞれ接続される。底面２に配置された接続要素５は、両方とも、底面２を覆う金属化部４に接続され、それによって、第２電極に又は第２電極セットにそれぞれ接続される。
【００７１】
第５バスバー１０は、各巻回要素１の上面３に接続されている。特に、第１バスバー７は、各巻回要素１の上面３における接続要素５の１つに接続され、第５バスバー１０は、各巻回要素１の上面３におけるそれぞれの他の接続要素５に接続される。
【００７２】
第６バスバー１１は、各巻回要素１の底面２に接続されている。特に、第２バスバー８は、各巻回要素１の底面２における接続要素５の１つに接続され、第６バスバー１１は、各巻回要素１の底面２におけるそれぞれの他の接続要素５に接続される。
【００７３】
したがって、第２実施形態によれば、電流は、第１バスバー７及び第５バスバー１０によって第１電極又は第１の電極セットに、且つ、第２バスバー８及び第６バスバー１１によって第２電極又は第２電極セットに、各巻回要素１内に印加され得る。電流が２つのバスバーによって２点で巻回要素１の各電極に印加されるので、第２実施形態に係るコンデンサは、第１実施形態に係るコンデンサよりも強い電流によって動作するように構成される。
【００７４】
第５バスバー１０及び第６バスバー１１は互いに重なり合っている。したがって、それらの磁場は、互いに打ち消し合うか、又は少なくとも弱め合う。従って、第５バスバー１０及び第６バスバー１１も低いインダクタンスを有する。
【００７５】
また、第２実施形態のコンデンサは対称的であり、互いに対称な２箇所から各巻回要素１の各極に電流を誘導できる。コンデンサのこの対称的な設計は、共振効果をさらに減少させることができ、それによって、寄生インピーダンス及び寄生抵抗による損失を減少させることができる。
【００７６】
図５〜図１０は、第３実施形態に係るコンデンサを示す。図５は当該コンデンサを斜視図で示す。図６は当該コンデンサを側面図で示す。図７は当該コンデンサを平面図で示す。図８は、当該コンデンサを図６に対して９０度回転させた別の側面図で示す。図９は、当該コンデンサのバスバー７、８及び巻回要素１を斜視図で示す。図１０は、バスバー７、８のみを斜視図で示す。
【００７７】
また、第３実施形態に係るコンデンサは、各巻回要素１の第１電極又は第１電極セットに接続された第１バスバー７と、各巻回要素１の第２電極又は第２電極セットに接続された第２バスバー８とを備える。第１バスバー７及び第２バスバー８は、両方ともスタック６の第１側面６ｅに配置されている。第１バスバー７及び第２バスバー８は、第１側面６ｅで完全に重なり合っている。さらに、第１バスバー７はスタック６の上面６ａを部分的に覆っており、第２バスバー８はスタック６の底面６ｂを部分的に覆っている。第１バスバー７は、各巻回要素１の上面３において金属化部４に電気的に接続される。第２バスバー８は、各巻回要素１の底面２において金属化部４に電気的に接続される。図９に示すように、バスバー間の短絡を避けるために、第１バスバー７と第２バスバー８との間に絶縁板１２が配置されている。絶縁板１２は、磁場に大きく影響しないように薄型である。
【００７８】
上記実施形態に関してすでに説明したように、バスバー７、８が重なり合っているため、第１バスバー７を流れる電流によって生成された磁場は、第２バスバー８を流れる電流によって生成された磁場によって弱められるか打ち消され、この場合、第２バスバー７を流れる電流は、第１バスバー７を流れる電流とは反対の方向に流れている。これは、非常に低いインダクタンスをもたらす。
【００７９】
図１１〜図１４は、第４実施形態に係るコンデンサを示す。図１１に当該コンデンサの平面図を示す。図１２に当該コンデンサの斜視図を示す。図１３は側面図を示し、図１４は異なる角度からの別の側面図を示す。第４実施形態のコンデンサは、バスバー７，８の端子９の配置の点で第３実施形態と異なる。第３実施形態によれば、端子９はスタック６の第１側面６ｅに配置されている。第４実施形態によれば、端子９はスタック６の上面６ａに配置されている。
【００８０】
さらに、第４実施形態では、第１バスバー７及び第２バスバー８が異なって設計されている。特に、第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、スタック６の第１側面６ｅを完全に覆い、スタック６の上面６ａ及び底面６ｂを部分的に覆うように配置されている。
【００８１】
さらに、第４実施形態のコンデンサは、巻回要素１の数の点で上述の実施形態と異なる。第４実施形態のコンデンサは、９つの巻回要素１を備える。コンデンサは、また、任意の他の数の巻回要素１で構成することもできる。
【００８２】
第４実施形態では、第１バスバー７及び第２バスバー８は互いに重なり合っており、その結果、バスバー７、８を流れる電流によって生成される磁場の弱化が打ち消される。
【００８３】
図１５〜図１８は、第５実施形態のコンデンサを示す。第５実施形態は、第１バスバー７及び第２バスバー８の設計において上記実施形態とは異なる。
【００８４】
バスバー７、８は、第２実施形態と同様に、２点で各巻回要素１に接続される。しかしながら、第２実施形態に示すように各巻回要素１の同じ極に接続される２つの別個のバスバー７、８を設けるのではなく、第１バスバー７は、各巻回要素１の上面３における接続要素５の両方に接触するように形成されている。第２バスバー８は、各巻回要素１の底面２における接続要素５の両方に接触するように形成されている。第１バスバー７及び第２バスバー８は、スタック６の３つの側面６ｃ、６ｄ、６ｅを完全に覆い、スタック６の上面６ａ及び底面６ｂを部分的に覆う。
【００８５】
第１バスバー７及び第２バスバー８は、互いに重なり合っている。特に、第１バスバー７及び第２バスバー８は、ほぼ同じ位置に配置されている。第２バスバー８は、第１バスバー７の面積の９０％を超えて重なる。バスバー７、８の重なりは、上述したように、非常に低いインダクタンスをもたらす。
【００８６】
第２実施形態に関して説明したように、電流が２つの接続要素５を介して各巻回要素１の各極に印加されるので、第５実施形態のコンデンサは強電流に適している。
【００８７】
図１９及び図２０は、第６実施形態によるコンデンサを示す。図１９は当該コンデンサの平面図を示し、図２０は当該コンデンサの側面図を示す。
【００８８】
コンデンサは、２つのスタック６、１３を備え、各スタック６、１３は、複数の巻回要素１から構成されている。第１スタック６における巻回要素１は、第２スタック１３における隣接する巻回要素１と比較して極性が反転するように配置されている。特に、第１スタック６の巻回要素１の上面３は第１極に対応し、第２スタック１３の巻回要素１の上面３は第２極に対応している。
【００８９】
第６実施形態に係るコンデンサは、第１バスバー７と第２バスバー８を備える。第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、Ｚ字形状の断面を有する。第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、２つのスタック６、１３の間に配置されている。さらに、第１バスバー７は、第１スタック６の上面６ａを部分的に覆い、第２スタック１３の底面１３ｂを部分的に覆う。第１バスバー７は、第１スタック６の上面６ａにおける各巻回要素１の接続要素５、及び、第２スタック１３における各巻回要素１の底面１３ｂで各接続要素５に接続される。逆に、第２バスバー８は、第１スタック６の各巻回要素１の底面２における各接続要素５、及び、第２スタック１３の各巻回要素１の上面３における接続要素５に接続される。第１バスバー７を通って流れる電流は、第１スタック６の第１極及び第２スタック１３の第１極に印加され、第２バスバー８を通って流れる電流は、第１スタック６の第２極及び第２スタック１３の第２極に印加される。第１スタック６では、第１極がスタック６の上面６ａに配置され、第２スタック１３では、第２極が第２スタック１３の上面１３ａに配置される。したがって、バスバー７、８を流れる電流は反対方向に流れ、その結果、互いに打ち消し合う又は弱め合う磁場が生じる。これにより、巻回要素間において非常に低いインダクタンス、及び均一なインピーダンスを有するコンデンサが提供される。
【００９０】
図２１〜図２３は、第７実施形態に係るコンデンサを示す。図２１は、当該コンデンサを斜視図で示す。図２２は当該コンデンサを平面図で示し、図２３は当該コンデンサを側面図で示す。
【００９１】
第６実施形態に関して既に説明したように、コンデンサは複数の巻回要素１からなる２つのスタックを含む。第７実施形態では、バスバーの設計が異なる。
【００９２】
第７実施形態では、第１バスバー７は、第１スタック６及び第２スタック１３の両方の上面６ａ、１３ａに配置されている。第１バスバー７は、第１スタック６の巻回要素１の上面３における接続要素５にのみ接続されている。第１バスバー７は、第２スタック１３の上面１３ａに電気的に接続されていない。第２バスバー８は、第２スタック１３の巻回要素１の上面３における接続要素５にのみ接続されている。第２バスバー８は、第１スタック６の上面６ａに電気的に接続されていない。さらに、両方のバスバー７、８は互いに重なり合っている。
【００９３】
更に、コンデンサは、第２スタック１３の底面１３ｂにおける接続要素５に接続される第３バスバー１４と、第１スタック６の底面６ｂにおける接続要素５に接続される第４バスバー１５とを備える。第３バスバー１４及び第４バスバー１５はいずれも、両スタック６，１３の底面６ｂ，１３ｂに配置されており、互いに重なり合っている。
【００９４】
第１バスバー７及び第３バスバー１４は、第１極の複数の電極に電流を印加するように構成される。第２バスバー８及び第４バスバー１５は、第２極の複数の電極に電流を印加するように構成される。バスバー１４、１５が互いに重なり合っており、電流がバスバー１４、１５内で反対方向に流れるため、第３バスバー１４及び第４バスバー１５の磁場は、互いに打ち消し合うか又は弱め合う。
【００９５】
図２４及び図２５は、第８実施形態によるコンデンサを示す。第８実施形態のバスバー７、８、１４、１５も互いに重なり合っている。第８実施形態のコンデンサも、複数の巻回要素１からなる２つのスタック６、１３を備える。第６実施形態及び第７実施形態とは対照的に、巻回要素１はスタック内で９０°だけ回転されている。
【００９６】
図２６〜図２８は、第９実施形態によるコンデンサを示す。図２６は当該コンデンサの平面図を示し、図２７は当該コンデンサの側面図を示し、図２８は当該コンデンサの斜視図を示す。
【００９７】
コンデンサは、４つのバスバー７、８、１４、１５を備えている。さらに、コンデンサは、複数の巻回要素１からなる２つのスタック６、１３を含む。第１バスバー７及び第２バスバー８は、複数の巻回要素１からなる第１スタック６の側面６ｅに配置されている。また、第１バスバー７及び第２バスバー８は、第１スタック６の上面６ａ及び底面６ｂを部分的に覆っている。第１バスバー７は、第１スタック６における複数の巻回要素１の上面３で接続要素５に接続されている。第２バスバー８は、第１スタック６における底面６ｂで接続要素５に接続されている。
【００９８】
また、第３バスバー１４及び第４バスバー１５は、第２スタック１３の側面１３ｅに配置されている。特に、第３バスバー１４及び第４バスバー１５は、第１バスバー７及び第２バスバー８が配置される第１スタック６の側面６ｅに直接隣接する側面１３ｅに配置される。第３バスバー１４は、第２スタック１３の底面１３ｂで接続要素５に接続されている。第４バスバー１５は、第２スタック１３の上面１３ａで接続要素５に接続されている。
【００９９】
図２９は、バスバー７、８、１４、１５及び巻回要素１の接続を説明する概略図を示す。簡単にするために、図２９では、第１極は再び「プラス」で示され、第２極は再び「マイナス」で示されている。図２９から、反対の極性を有するバスバーが互いに隣接して配置されていることが理解される。特に、各バスバーは、その隣接するバスバーに対して反対の極性を有する。これにより、４つのバスバー７，８，１４，１５が２つのスタック６，１３の間の隙間で重なり合っているので、それらの磁場が非常に効率的に互いに相殺し合うことが確保される。この設計により、複数の巻回要素間のインダクタンスがさらに低くなり、さらに均一なインピーダンスが得られる。
【０１００】
図３０及び図３１は、第１０実施形態によるコンデンサを示す。第１０実施形態のコンデンサも、複数の巻回要素１からなる２つの並列なスタック６、１３と、複数の巻回要素１の間に配置された４つのバスバー７、８、１４、１５とを備える。第１０実施形態のコンデンサは、第９実施形態のコンデンサとは、バスバーの端子９の配置のみが異なる。
【０１０１】
図３２及び３３は、第１１実施形態によるコンデンサを示す。第１１実施形態に係るコンデンサは、第１０実施形態に係るコンデンサに基づくものであり、さらに、第１スタック６の側面６ｆに配置された第５バスバー１０及び第６バスバー１１、並びに、第２スタック１３の側面１３ｆに配置された第７バスバー１６及び第８バスバー１７を備える。第１１実施形態によるコンデンサは、２つの位置で各スタック６、１３の各極に電流を印加するように設計されており、これにより、第２実施形態と同様に、より強い電流の印加が可能になる。このコンデンサは、さらに高い度合での対称性を有し、その結果、さらに少ない共振効果をもたらす。これにより、寄生インダクタンス及び寄生抵抗による損失がさらに低減される。
【０１０２】
図３４〜図３７は、第１２実施形態に係るコンデンサを示す。図３８は、第１２実施形態に係るコンデンサのバスバー７、８、１４、１５を示す。図３９は、第１２実施形態のバスバー７、８、１４、１５を異なる視点から見た斜視図を示す。バスバー７、８、１４、１５は、第１極性のバスバーと第２極性のバスバーとが互いに重なり合って交互に配置されるスタックが形成されるように折り曲げられており、図３９で最もよく分かるようになっている。短絡を防止するために、薄い絶縁板１２がバスバー７、８、１４、１５の間に配置されている。上記実施形態に関して説明したように、バスバー７、８、１４、１５のこの設計も、磁場が互いに打ち消し合い、低インダクタンスとなることを保証する。簡略化のために、絶縁板は図３８には示されていない。
【０１０３】
第１スタック６と第２スタック１３との間のギャップには、重なり合うバスバーの４つの層が配置される。バスバーの４つの層の磁場は互いに打ち消し合う。従って、寄生インダクタンスが回避され、寄生共振が回避され、負の電磁相互作用(negative electromagnetic interactions)も回避される。
【０１０４】
第１バスバー７及び第２バスバー８は、例えばはんだ付け又は溶接によって直接、巻回要素１に接続される。バスバー７、８を巻回要素１に接続するために、追加の又は別個の接続要素は必要とされない。そのような追加の又は別個の接続要素は、寄生インダクタンスの増加、寄生共振の増加及び負の電磁相互作用の発生をもたらす。第１バスバー７及び第２バスバー８と複数の巻回要素１との間に追加の又は別個の接続要素がないので、寄生インダクタンスが回避され、寄生共振が回避され、負の電磁相互作用も回避される。
【０１０５】
バスバー７、８は、当該バスバー７、８が、複数の巻回要素１の上面３の中点と、複数の巻回要素１の底面２の中点とに接続されるように、設計され寸法決めされることができる。バスバー７、８のこの設計は、高い電流容量をもたらし、大きな最大サイズを有する巻回要素１の使用を可能にする。
【０１０６】
図４０〜図４２は、第１３実施形態によるコンデンサを示す。第１３実施形態に係るコンデンサは、第５実施形態に係る２つのコンデンサが並んで配置され、複数の巻回要素１からなる２つのスタック６，１３を形成し、この場合、第２スタック１３において、複数の巻回要素１はそれらの極性に関して反対に配置される。この場合も、反対の極性を有するバスバー７、８、１４、１５は互いに重なり合っており、その結果、それぞれの磁場が打ち消されるか又は弱められる。
【０１０７】
図４３は、曲線Ｃ１によって表される本発明の第７実施形態によるコンデンサの周波数にわたるＥＳＲのプロットを、図４４に示されるような参考コンデンサと比較して示しており、この場合、反対の極性のバスバーは、曲線Ｃ２によって表されており、互いに重なり合っていない。図４３から、第７実施形態によるコンデンサのＥＳＲよりも参考コンデンサのＥＳＲの方が高く、不均一な内部電流分布や内部共振のため、周波数の安定度が低いことが理解される。特に、１０ＫＨＺより高い周波数では、第７実施形態によるコンデンサにおいて、ＥＳＲの著しい低減が観察され得る。
【０１０８】
図４５〜図４８は、第１４実施形態に係るコンデンサを示す。図４５、図４７及び図４８は、第１４実施形態によるコンデンサの斜視図を示す。図４６は、コンデンサの第１バスバー７及び第２バスバー８を示す。更に、図４６は、バスバー７、８の間に配置される絶縁板１２を示す。
【０１０９】
図４９は、第１バスバー７及び第２バスバー８を示す。第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、２つの部分を備える。第１バスバー７の第１部分７ａは図５０に示されている。第１バスバー７の第２部分７ｂは図５１に示されている。第２バスバー８の第１部分８ａは図５２に示されている。第２バスバー８の第２部分８ｂは図５３に示されている。コンデンサの複数の巻回要素１は、単一のスタック６に配置される。積層方向Ｓにおいて、複数の巻回要素１は、それらの極性に関して交互に構成されている。
【０１１０】
第１バスバー７及び第２バスバー８は、両方ともスタック６の側面６ｃに配置される。第１バスバー７と第２バスバー８は、スタックの側面６ａで互いに重なり合う。また、第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、スタック６の上面６ａ及びスタック６の底面６ｂに重なっている。
【０１１１】
コンデンサに交流電流が印加されると、第１バスバー７及び第２バスバー８の重なり部分における電流は反対の方向を有する。したがって、寄生インダクタンス、寄生抵抗及び負の電磁相互作用は低くなる。
【０１１２】
積層方向Ｓにおいて、第１バスバー７は、１つの巻回要素１の上面３、及び、隣接する巻回要素１の底面２に交互に接続される。第２バスバー８は、それぞれの他方の面、すなわち、１つの巻回要素１の底面３、及び、隣接する巻回要素１の上面２に接続される。このように２つのバスバー７、８を交互に複数の巻回要素１に接続することにより、積層方向Ｓに沿って交互に極性を有する巻回要素１となる。これにより、隣接する巻回要素１の磁束を互いに補償することができる。磁束の補償は、低い寄生インダクタンス、低い寄生抵抗、及び低い負の電磁相互作用をもたらす。
【０１１３】
磁束の補償により、複数の巻回要素１の間における、及び、巻回要素１と端子との間における寄生インダクタンス及び寄生抵抗が減少する。これにより、端子９から各巻回要素１までのインピーダンスは、全ての帯域幅において複数の巻回要素１間でより均一となるので、全ての帯域幅におけるコンデンサの性能はより良好となる。特に、コンデンサは、低く周波数安定なＥＳＲ、各対の端子からの均一なＥＳＲ、各対の端子からの低均一なＥＳＬ、均一な内部電流分布を有しており、内部共振が回避される。
【０１１４】
上述したように、第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、２つの部分から構成されている。第１バスバー７の２つの部分７ａ，７ｂは、それぞれＺ形状の断面を有する。
【０１１５】
第１部分７ａは、第１区分１８と、第２区分１９と、第３区分２０とを含む。第２区分１９は、第１区分１８と第３区分２０との間に配置されている。第２区分１９は、第１区分１８及び第３区分２０のそれぞれに対して垂直である。第１区分１８及び第３区分２０は、互いに平行である。第１区分１８、第２区分１９、及び第３区分２０のこのような設計は、第１バスバー７の第１部分７ａにおけるＺ形状の断面をもたらす。
【０１１６】
第１部分７ａの第１区分１８は、第１バスバー７の端子９の一部である。第１部分７ａの第２区分１９は、スタック６の側面６ｃに配置される。第１部分７ａの第３区分２０は、スタック６の底面６ｂに配置される。第３区分２０は、巻回要素１の底面２に電気的及び機械的に接続された一対の２つの突出部２１を備える。特に、第３区分２０は、積層方向Ｓにおいて１つおきの巻回要素１の底面２に電気的及び機械的に接続された多対の２つの突出部２１を備えている。
【０１１７】
第１バスバー７の第２部分７ｂは、第１バスバー７の第１部分７ａに類似して設計される。特に、第２部分７ｂも、第１区分１８、第２区分１９、及び第３区分２０を含む。第２部分７ｂもＺ形状の断面を有する。
【０１１８】
第１バスバー７の第２部分７ｂの第１区分１８は、第１バスバー７の端子９の一部である。特に、端子９は、第１部分７ａの第１区分１８及び第２部分７ｂの第１区分１８によって形成される。第２部分７ｂの第２区分１９は、第１区分１８に対して垂直であり、スタック６の側面６ｃに配置されている。第２部分７ｂの第３区分２０は、第２区分１９に対して垂直であり、スタック６の上面６ａに配置されている。第３区分２０は、巻回要素１の上面３に電気的及び機械的に接続された一対の２つの突出部２１を備える。特に、第３区分２０は、それらの巻回要素１の上面２に電気的及び機械的に接続された多対の２つの突出部２１を備え、当該巻回要素１は、第１部分７ａに接続されていない底面２を有する。
【０１１９】
第２バスバー８の第１部分８ａ及び第２部分８ｂは、第１バスバー７の第１部分７ａ及び第２部分７ｂに類似して形成されており、従って、詳細には記載されていない。
【０１２０】
第１バスバー７及び第２バスバー８は、複数の巻回要素１の上面３又は底面２に接続されている突出部２１から離れて互いに完全に重なり合っている。したがって、突出部２１は、バスバー７、８の唯一の部分であり、２つのバスバー７、８の電磁束は、それぞれの他のバスバーによって補償されない。全体として、これは、バスバー７、８内の電磁束の非常に大きな補償をもたらす。
【０１２１】
第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、多数の端子９を備える。端子９は、第１バスバー７及び第２バスバー８に沿って、巻回要素１に対して対称に分布されている。端子９の対称配置は、複数の巻回要素１間の電流平衡を最適化する。端子９を非対称に配置すると、複数の巻回要素１間の電流が不平衡になり、したがって、コンデンサの性能が低下する。
【０１２２】
第１バスバー７及び第２バスバー８の端子９に交流電流が印加されると、交流電流は、第１バスバー７の第１部分７ａ及び第２部分７ｂのそれぞれと、第２バスバー８の第１部分８ａ及び第２部分８ｂのそれぞれとを流れる。
【０１２３】
バスバー７、８の部分７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂの各々のＺ形状の断面は、バスバー７、８における大きな重複領域をもたらす。したがって、大きな重複領域によって、寄生インダクタンスは非常に低く、寄生抵抗は非常に低く、負の電磁相互作用を回避することができる。
【０１２４】
第１バスバー７及び第２バスバー８は、巻回要素１の上面３の中点又は底面２の中点に電気的に接続されている。バスバー７、８は、巻回要素１の寸法に適合させることができ、特に、当該バスバー７、８はそれぞれ、巻回要素１の上面３の中点に又は底面２の中点に、巻回要素１の寸法とは無関係に接続されるような寸法にすることができる。これは、電流容量及び許容される最大巻回サイズを増大させる。
【０１２５】
図５４及び図５５は、第１５実施形態によるコンデンサを示す。図５６は、第１５実施形態に係るコンデンサのバスバー７、８を斜視図で示す。図５７は、第１バスバー７の第１部分７ａを示す。第１バスバー７の第２部分７ｂは、図５８に示されている。第２バスバー８の第１部分８ａは、図５９に示されている。第２バスバー８の第２部分８ｂは、図６０に示されている。図６１は、第１バスバー７及び第２バスバー８を断面図で示す。
【０１２６】
第１５実施形態のコンデンサは、第１４実施形態のコンデンサと実質的に同一であり、端子９の形状及び個数のみにおいて第１４実施形態のコンデンサと異なる。第１５実施形態によれば、第１バスバー７及び第２バスバー８のそれぞれは、１つの端子９のみを有する。端子９は、それぞれのバスバー７、８における、第１部分７ａ、８ａの第１区分１８と、第２部分７ｂ、８ｂの第１区分１８とによって形成される。第１区分１８は、それぞれ、互いに垂直な小区分を含む。これにより、屈曲端子９が形成される。屈曲端子９は、スタック６の側面６ｃに垂直な小区分と、当該側面６ｃに平行な小区分とを有する。
【０１２７】
第１５実施形態のコンデンサは、バスバー７、８の大きな重なり、及び、交互の極性を有する巻回要素１の配置から生じる結果として、第１４実施形態のコンデンサと同じ利点を有する。
【０１２８】
図６２及び図６３は、第１６実施形態によるコンデンサを示す。図６４は、第１６実施形態によるコンデンサのバスバー７、８を斜視図で示す。図６５は、バスバー７、８を断面図で示す。図６６は、図６５の一部の拡大図を示す。図６７は、第１バスバー７の第１部分７ａを示す。第１バスバー７の第２部分７ｂは、図６８に示されている。第２バスバー８の第１部分８ａは、図６９に示されている。第２バスバー８の第２部分８ｂは、図７０に示されている。
【０１２９】
第１６実施形態のコンデンサは、端子９が側面６ｄに配置されている点で第１５実施形態のコンデンサと相違する。側面６ｄの面法線は、積層方向Ｓと平行である。これに対して、第１５実施形態のコンデンサの端子９は、側面６ｃに配置されており、この場合、側面６ｃの面法線は積層方向Ｓに垂直である。第１６実施形態のコンデンサの他の特徴は、第１５実施形態のコンデンサと同一である。第１６実施形態のコンデンサは、第１４実施形態のコンデンサ及び第１５実施形態のコンデンサと同様の利点を有し、これは、バスバー７、８の大きな重なり、及び、交互の極性を有する巻回要素１の配置から生じる。
【０１３０】
図７１及び図７２は、第１７実施形態によるコンデンサを示す。図７３は、第１７実施形態に係るコンデンサのバスバー７、８を斜視図で示す。図７４は、第１バスバー７の第１部分７ａを示す。第２バスバー８の第１部分８ａは図７５に示される。第２バスバー８の第２部分８ｂは図７６に示される。第１バスバー７の第２部分７ｂは図７７に示される。図７８は、バスバー７、８を断面図で示す。
【０１３１】
第１７実施形態のコンデンサは、第１２実施形態のコンデンサに類似しており、端子９の設計のみが異なる。第１７実施形態によれば、端子９は、例えばネジ止めによってバスバーに固定される別個のフック形状要素を備える。フック形状要素は、バスバー７、８に電気的に接続され、コンデンサを別の回路要素に接続することを可能にする。
【０１３２】
第１７実施形態によるコンデンサは、巻回要素１のスタック６、１３の間に互いに４層に重なり合うバスバー７、８を有しており、これにより、寄生インダクタンスが非常に低く、寄生抵抗が非常に低く、負の電磁相互作用が回避され得る。バスバー７、８は、巻回要素１の上面３の中間点に、又は巻回要素１の底面２の中間点にそれぞれ接続され、したがって、コンデンサの高い電流容量及び大きな巻回要素の使用を可能にする。
【０１３３】
図７９は、第１８実施形態によるコンデンサを示す。図８０は、第１８実施形態によるコンデンサのバスバー７、８を斜視図で示す。図８１は、バスバー７、８を断面図で示す。図８２は、第１バスバー７を示す。図８３は、第２バスバー８を示す。
【０１３４】
巻回要素１は、単一のスタック６に配置されている。積層方向Ｓに沿って、複数の巻回要素１は、それらの極性が交互になるように配置されている。したがって、各巻回要素１は、その隣接する巻回要素１と比較して反対の極性を有する。積層方向Ｓに沿った巻回要素の交互の極性のために、寄生インダクタンス、寄生抵抗、及び負の電磁相互作用は、全ての巻回要素１が同じ極性を有するコンデンサと比較して低減される。
【０１３５】
コンデンサは、第１バスバー７及び第２バスバー８を備える。各バスバー７、８は、単一の部品又は単一の部分からなる。したがって、第１７実施形態とは対照的に、バスバー７、８は複数の部分を含まない。従って、第１バスバー７は、第１極性を有する複数の巻回要素１の各面に接続され、第２バスバー８は、第２極性を有する複数の巻回要素１の各面に接続される。バスバー７、８が単一の部品から成るので、それらの設計は、複数の部分から成るバスバー７、８と比較して、より単純である。
【０１３６】
端子９に交流電流が印加されると、交流電流はバスバー７、８全体に流れる。
【０１３７】
第１バスバー７及び第２バスバー８は、それぞれＵ字状の断面を有する。特に、それらは、巻回要素１のスタック６の同じ面に配置され、互いにほぼ完全に重なり合っている。従って、２つのバスバー７、８の重なり領域は非常に大きい。従って、寄生インダクタンス及び寄生抵抗は低く、負の電磁相互作用は回避される。
【０１３８】
バスバー７、８は、複数の巻回要素１の上面３の中間点に、又は、複数の巻回要素１の底面２の中間点にそれぞれ接続されている。バスバー７、８のこの設計は、大きな電流容量を有するコンデンサをもたらす。更に、バスバー７、８は、広範囲の巻回要素１に適合させることができ、これにより、巻回要素１の大きな最大サイズを可能にする。
【０１３９】
第１バスバー７及び第２バスバー８は互いに重なり合い、交流電流が逆方向にバスバー７、８内を流れる。従って、バスバー７、８によって生成される電磁束は互いに打ち消される。これにより、寄生インダクタンス、寄生抵抗、及び負の電磁相互作用が減少する。電磁束の相殺は、巻回要素１への接続部まで保証することができる。
【０１４０】
図８４及び図８５は、第１９実施形態によるコンデンサを斜視図で示し、図８７では、可視化の目的で絶縁板は示されていない。第１８実施形態と比較して、第１９実施形態のコンデンサは、２つの追加端子を備える。第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、２つの端子９を有する。積層方向Ｓにおいて、第１の一対の端子９がコンデンサの一端に配置され、第２の一対の端子９がコンデンサの反対端に配置されている。端子９のこの配置は、背中合わせのコンバータにおけるコンデンサの使用のために最適化される。同一のコンデンサをインバータ側と整流器側に接続することができる。
【０１４１】
第１９実施形態のコンデンサは、第１８実施形態のコンデンサに関して上述したのと同じ利点を有する。
【０１４２】
図８６は、第２０実施形態のコンデンサを示し、図８７は、第２０実施形態のコンデンサのバスバー７、８を示す。第２０実施形態のコンデンサは、端子９の配置の点で第１８実施形態のコンデンサと異なる。第２０実施形態によれば、第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は１つの端子９を含み、当該端子９はバスバー７、８の中央に配置される。第２０実施形態のコンデンサは、第１８実施形態のコンデンサに関して上述したのと同じ利点を有する。
【０１４３】
図８８は、第２１実施形態に係るコンデンサを斜視図で示す。図８９〜図９２は、第２１実施形態のコンデンサのバスバー７，８を示す。
【０１４４】
コンデンサは、複数の巻回要素１からなる第１スタック６と、複数の巻回要素１からなる第２スタック１３とを含む。第１スタック６における巻回要素１はすべて同じ極性を有し、第２スタック１３における巻回要素１もすべて同じ極性を有する。
【０１４５】
バスバー７、８はスタック６、１３の間に配置されている。スタック６、１３の間で、バスバー７、８は互いに重なり合う。第１バスバー７及び第２バスバー８の夫々は、二重Ｌ字形状を有しており、その中央部で１８０°折り曲げられている。折り曲げ部２２の位置は、図９２に示されている。第１バスバー７及び第２バスバー８の各々は、スタック６、１３の間に配置される区分と、巻回要素１における上面３又は底面２と重なる区分とを備える。バスバー７、８の折り曲げ部２２のため、バスバー７、８は、上面２又は底面３と重なる区分よりも、スタック６、１３の間の区分の厚さの方が大きい。スタック６、１３の間の厚さが増加すると、スタック６、１３の間に大きな電流容量が生じる。バスバー７、８は、巻回要素１の上面２又は底面３において薄いので、バスバー７、８を巻回要素１に溶接によって固定することが容易である。
【０１４６】
巻回要素１とバスバー７、８との間に、追加の又は別個の接続要素は必要とされない。バスバー７、８は、例えば溶接、又ははんだ付けによって巻回要素１に直接固定される。これにより、別個の接続要素を含むコンデンサと比較して、寄生インダクタンス及び寄生抵抗が減少し、負の電磁相互作用が回避される。
【０１４７】
上記実施形態に関して説明したように、バスバー７、８は、上面３の中間点、又は巻回要素１の底面２の中間点にそれぞれ接続される。
【０１４８】
両方のスタック６、１３の極性は反対ではないので、バスバー７、８と巻回要素１との間の接続部を結び合わせる必要がない。これにより、簡単な解決策を得ることができる。
【０１４９】
図９３は、第２２実施形態に係るコンデンサを斜視図で示す。図９４〜図９６は、第２２実施形態に係るコンデンサのバスバー７，８を示す。
【０１５０】
第２２実施形態のコンデンサは、図１９及び図２０に示された第６実施形態のコンデンサに類似している。コンデンサは、２つのスタック６、１３を備え、各スタック６、１３は、複数の巻回要素１からなる。第１スタック６における巻回要素１は、第２スタック１３における隣接する巻回要素１と比較して極性が反転するように配置される。特に、第１スタック６における巻回要素１の上面３は第１極に対応し、第２スタック１３における巻回要素１の上面３は第２極に対応する。
【０１５１】
第２２実施形態のコンデンサのバスバー７，８の設計は、第６実施形態のコンデンサと異なる。バスバー７、８は、スタック６、１３の間に配置され、巻回要素１の上面３又は底面２に重なる突出部２１を備える。バスバー７、８は、例えばはんだ付け又は溶接によって巻回要素１に直接接続される。当該コンデンサは寄生インダクタンスが低く、寄生抵抗が低く、負の電磁相互作用が回避される。
【０１５２】
図９７は、第２３実施形態に係るコンデンサを斜視図で示す。図９８は、第１バスバー及び第２バスバーの一部の拡大図を示す。
【０１５３】
第２３実施形態に係るコンデンサは、第２２実施形態に係るコンデンサと類似している。第２２実施形態とは対照的に、第１バスバー７及び第２バスバー８は、２つのスタック６、１３の間に配置された区分において、巻回要素１の上面３又は底面２と重なる区分よりも大きな厚さを有する。このより大きな厚さは、スタック６、１３の間の区分においてバスバー７、８の各々を折り畳むことによって達成される。
【０１５４】
スタック６、１３の間におけるバスバー７、８の厚さが大きいため、電流容量は高い。巻回要素１の上面３又は底面２に重なるバスバー７、８の区分は厚さが薄いので、溶接プロセスは容易である。
【０１５５】
バスバー７、８は、巻回要素１に直接、すなわち、例えば溶接又ははんだ付けによって、追加の接続要素なしに接続することができる。これにより、寄生インダクタンスが低く、寄生抵抗が低く、負の電磁相互作用が回避されることが確保される。
【０１５６】
上述した全ての実施形態について、コンデンサ当たりの巻回要素１の数を変えることができる。巻回要素１の形状及び寸法は、上述の実施形態の全てにおいて変更することもできる。端子９のレイアウトは、各実施形態において変更することもできる。
【符号の説明】
【０１５７】
１  巻回要素
２  巻回要素の底面
３  巻回要素の上面
４  金属化部
５  接続要素
６  （第１）スタック
６ａ  スタックの上面
６ｂ  スタックの底面
６ｃ  スタックの側面
６ｄ  スタックの側面
６ｅ  スタックの側面
６ｆ  スタックの側面
７  第１バスバー
７ａ  第１バスバーの第１部分
７ｂ  第１バスバーの第２部分
８  第２バスバー
８ａ  第２バスバーの第１部分
８ｂ  第２バスバーの第２部分
９  端子
１０  第５バスバー
１１  第６バスバー
１２  絶縁板
１３  第２スタック
１３ａ  第２スタックの上面
１３ｂ  第２スタックの底面
１４  第３バスバー
１５  第４バスバー
１６  第７バスバー
１７  第８バスバー
１８  第１区分
１９  第２区分
２０  第３区分
２１  突出部
２２  折り曲げ部
Ａ  軸線
Ｓ  積層方向
【図１】
2021505106.tif 000003
【図２】
2021505106.tif 000004
【図３】
2021505106.tif 000005
【図４】
2021505106.tif 000006
【図５】
2021505106.tif 000007
【図６】
2021505106.tif 000008
【図７】
2021505106.tif 000009
【図８】
2021505106.tif 000010
【図９】
2021505106.tif 000011
【図１０】
2021505106.tif 000012
【図１１】
2021505106.tif 000013
【図１２】
2021505106.tif 000014
【図１３】
2021505106.tif 000015
【図１４】
2021505106.tif 000016
【図１５】
2021505106.tif 000017
【図１６】
2021505106.tif 000018
【図１７】
2021505106.tif 000019
【図１８】
2021505106.tif 000020
【図１９】
2021505106.tif 000021
【図２０】
2021505106.tif 000022
【図２１】
2021505106.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2021505106.tif 000026
【図２５】
2021505106.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
2021505106.tif 000029
【図２８】
2021505106.tif 000030
【図２９】
2021505106.tif 000031
【図３０】
2021505106.tif 000032
【図３１】
2021505106.tif 000033
【図３２】
2021505106.tif 000034
【図３３】
2021505106.tif 000035
【図３４】
2021505106.tif 000036
【図３５】
2021505106.tif 000037
【図３６】
2021505106.tif 000038
【図３７】
2021505106.tif 000039
【図３８】
2021505106.tif 000040
【図３９】
2021505106.tif 000041
【図４０】
2021505106.tif 000042
【図４１】
2021505106.tif 000043
【図４２】
2021505106.tif 000044
【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
2021505106.tif 000047
【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
2021505106.tif 000050
【図４９】
2021505106.tif 000051
【図５０】
2021505106.tif 000052
【図５１】
2021505106.tif 000053
【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
2021505106.tif 000057
【図５６】
2021505106.tif 000058
【図５７】
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【図５８】
2021505106.tif 000060
【図５９】
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【図６０】
2021505106.tif 000062
【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
2021505106.tif 000071
【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
2021505106.tif 000077
【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
2021505106.tif 000080
【図７９】
2021505106.tif 000081
【図８０】
2021505106.tif 000082
【図８１】
2021505106.tif 000083
【図８２】
2021505106.tif 000084
【図８３】
2021505106.tif 000085
【図８４】
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【図８５】
2021505106.tif 000087
【図８６】
2021505106.tif 000088
【図８７】
2021505106.tif 000089
【図８８】
2021505106.tif 000090
【図８９】
2021505106.tif 000091
【図９０】
2021505106.tif 000092
【図９１】
2021505106.tif 000093
【図９２】
2021505106.tif 000094
【図９３】
2021505106.tif 000095
【図９４】
2021505106.tif 000096
【図９５】
2021505106.tif 000097
【図９６】
2021505106.tif 000098
【図９７】
2021505106.tif 000099
【図９８】
2021505106.tif 000100
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月20日(2020.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの巻回要素（１）と、第１バスバー（７）と、第２バスバー（８）とを備え、
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記巻回要素（１）を互いに並行に並べて接続し、
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、それらが互いに重なり合うように配置される、コンデンサ。
【請求項２】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記第１バスバー（７）の面積の少なくとも５０％が前記第２バスバー（８）と重なるように配置される、請求項１記載のコンデンサ。
【請求項３】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記第１バスバー（７）を流れる電流が第１磁場を生成し、且つ、前記第２バスバー（８）を流れる電流が第２磁場を生成するように配置され、前記第１磁場及び前記第２磁場は互いに補償し合う、請求項１又は２記載のコンデンサ。
【請求項４】
各巻回要素（１）は、正極及び負極を有し、
前記第１バスバー（７）は、各巻回要素（１）の前記正極又は各巻回要素（１）の前記負極のいずれかに接続され、
前記第２バスバー（８）は、各巻回要素（１）の前記正極又は各巻回要素（１）の前記負極のそれぞれに対応する他方に接続される、請求項１から３までのいずれか１項に記載のコンデンサ。
【請求項５】
前記少なくとも２つの巻回要素（１）は１つのスタック（６）に配置される、請求項１から４までのいずれか１項に記載のコンデンサ。
【請求項６】
積層方向（Ｓ）において、前記第１バスバー（７）は、１つの巻回要素（１）の上面（３）及び隣接する巻回要素（１）の底面（２）に交互に接続され、
前記積層方向（Ｓ）において、前記第２バスバー（８）は、１つの巻回要素（１）の底面（２）及び隣接する巻回要素（１）の上面（３）に交互に接続される、請求項１から５までのいずれか１項に記載のコンデンサ。
【請求項７】
前記第１バスバー（７）は、前記巻回要素（１）の各々の上面（３）に接続され、
前記第２バスバー（８）は、前記巻回要素（１）の各々の底面（２）に接続される、請求項５に記載のコンデンサ。
【請求項８】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の側面（６ｅ）に配置される、請求項５から７までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項９】
第５バスバー（１０）及び第６バスバー（１１）を備え、
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の側面（６ｅ）に配置され、前記第５バスバー（１０）及び前記第６バスバー（１１）は、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）が配置される側面（６ｅ）とは反対の、前記スタック（６）の側面（６ｆ）に配置され、
前記第５バスバー（１０）は、前記第１バスバー（７）と同じ極に接続され、前記第６バスバー（１１）は、前記第２バスバー（８）と同じ極に接続される、請求項５から８までのいずれか１項に記載のコンデンサ。
【請求項１０】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の積層方向（Ｓ）に垂直な面法線を有する前記スタック（６）の側面に配置され、前記第５バスバー（１０）及び前記第６バスバー（１１）は、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）が配置され、前記積層方向（Ｓ）に垂直な面法線も有する前記側面とは反対の側面に配置される、請求項９記載のコンデンサ。
【請求項１１】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の少なくとも２つの面（６ｅ，６ｆ；６ａ，６ｂ）に配置される、請求項５から１０までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１２】
前記コンデンサは、少なくとも４つの巻回要素（１）を備え、
少なくとも２つの巻回要素（１）は第１スタック（６）に配置され、少なくとも２つの巻回要素（１）は第２スタック（１３）に配置される、請求項１から１１までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１３】
前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記第１スタック（６）と前記第２スタック（１３）との間に配置される、請求項１２記載のコンデンサ。
【請求項１４】
前記第１バスバー（７）は、前記スタック（６、１３）の間の区分において、前記巻回要素（１）の上面（３）又は底面（２）に重なる区分よりも大きな厚さを有し、
及び／又は、
前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６、１３）の間の区分において、前記巻回要素（１）の上面（３）又は底面（２）に重なる区分よりも大きな厚さを有する、請求項１３記載のコンデンサ。
【請求項１５】
前記第１バスバー（７）は、前記スタック（６、１３）の間の区分で折り曲げられ、
及び／又は、
前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６、１３）の間の区分で折り曲げられる、請求項１４記載のコンデンサ。
【請求項１６】
前記巻回要素（１）は、前記第１スタック（６）の上面（６ａ）が前記第２スタック（１３）の上面（１３ａ）の極性と反対の極性を有するように、前記第１スタック（６）及び前記第２スタック（１３）にそれぞれ配置される、請求項１２から１５までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項１７】
前記第１バスバー（７）は、前記第１スタック（６）における前記巻回要素（１）の前記上面（３）と、前記第２スタック（１３）における前記巻回要素（１）の前記底面（２）とに接続され、
前記第２バスバー（８）は、前記第１スタック（６）における前記巻回要素（１）の前記底面（２）と、前記第２スタック（１３）における前記巻回要素（１）の前記上面（３）とに接続される、請求項１６記載のコンデンサ。
【請求項１８】
前記第１バスバー（７）は、前記第１スタック（６）の前記上面（６ａ）及び前記第２スタック（１３）の前記上面（１３ａ）に配置され、且つ、前記第１スタック（６）の前記上面（６ａ）に電気的に接続され、
前記第２バスバー（８）は、前記第１スタック（６）の前記上面（６ａ）及び前記第２スタック（１３）の前記上面（１３ａ）に配置され、且つ、前記第２スタック（１３）の前記上面（１３ａ）に電気的に接続され、
前記コンデンサは、第３バスバー（１４）及び第４バスバー（１５）を更に備え、
前記第３バスバー（１３）は、前記第１スタック（６）の前記底面（６ｂ）及び前記第２スタック（１３）の前記底面（１３ｂ）に配置され、且つ、前記第１スタック（６）の前記底面（６ｂ）に電気的に接続され、
前記第４バスバー（１５）は、前記第１スタック（６）の前記底面（６ｂ）及び前記第２スタック（１３）の前記底面（１３ｂ）に配置され、且つ、前記第２スタック（１３）の前記底面（１３ｂ）に電気的に接続され、
前記第３バスバー（１４）及び前記第４バスバー（１５）は互いに重なり合っている、請求項１５記載のコンデンサ。
【請求項１９】
第３バスバー（１４）及び第４バスバー（１５）を更に備え、
前記第１バスバー（７）、前記第２バスバー（８）、前記第３バスバー（１４）、及び前記第４バスバー（１５）の各々は、前記第１スタック（６）及び前記第２スタック（１３）の間に配置され、前記バスバー（７、８、１４、１５）は、隣接するバスバー（７、８、１４、１５）において電流が反対方向に流れるように、前記巻回要素（１）に接続されている、請求項１５記載のコンデンサ。
【請求項２０】
前記第１バスバー（７）は、第１極性を有する前記第１スタック（６）において、前記巻回要素（１）の前記上面（３）に接続され、
前記第２バスバー（８）は、前記第１極性と反対の第２極性を有する前記第２スタック（１３）において、前記巻回要素（１）の前記上面（３）に接続され、
前記第３バスバー（１４）は、前記第１極性を有する前記第２スタック（１３）において、前記巻回要素（１）の前記底面（２）に接続され、
前記第４バスバー（１５）は、前記第２極性を有する前記第１スタック（６）において、前記巻回要素（１）の前記底面（２）に接続される、請求項１９記載コンデンサ。
【請求項２１】
前記第１バスバー（７）は２つの部分（７ａ，７ｂ）を含み、及び／又は、前記第２バスバー（８）は２つの部分（８ａ，８ｂ）を含む、請求項１から２０までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項２２】
前記部分（７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ）の各々はＺ字形状の断面を有する、請求項２１記載のコンデンサ。
【請求項２３】
前記第１バスバー（７）は、例えば溶接又ははんだ付けによって、前記巻回要素（１）に直接接続され、前記第２バスバー（８）は、例えば溶接又ははんだ付けによって、前記巻回要素（１）に直接接続される、請求項１から２２までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項２４】
前記第１バスバー（７）は、各巻回要素（１）の上面（３）における２つの接続要素（５）に接触するように形成され、前記第２バスバー（８）は、各巻回要素（１）の底面（２）における２つの接続要素（５）に接触するように形成され、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記スタック（６）の３つの側面（６ｃ、６ｄ、６ｅ）をそれぞれ覆い、前記第１バスバー（７）は、前記スタック（６）の前記上面（６ａ）を部分的に覆い、前記第２バスバー（８）は、前記スタックの前記底面（６ｂ）を部分的に覆う、請求項１記載のコンデンサ。
【請求項２５】
前記コンデンサは、少なくとも４つの巻回要素（１）を備え、少なくとも２つの巻回要素（１）は第１スタック（６）に配置され、少なくとも２つの巻回要素（１）は第２スタック（１３）に配置され、前記巻回要素（１）は、前記第１スタック（６）の上面（６ａ）が前記第２スタック（１３）の上面（１３ａ）の極性と反対の極性を有するように、前記第１スタック（６）及び前記第２スタック（１３）にそれぞれ配置され、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）のそれぞれがＺ字形状の断面を有し、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は前記第１スタック（６）と前記第２スタック（１３）との間に配置され、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）のそれぞれは、前記第１スタック（６）の上面（６ａ）を部分的に覆うとともに前記第２スタック（１３）の前記底面（１３ｂ）を部分的に覆っている、請求項１記載のコンデンサ。
【請求項２６】
前記巻回要素（１）は、非円形の直径を有する、請求項１から２５までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項２７】
前記コンデンサは、直流リンクコンデンサである、請求項１から２６までのいずれか１項記載のコンデンサ。
【請求項２８】
少なくとも２つの巻回要素（１）と、第１バスバー（７）と、第２バスバー（８）とを備え、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、前記巻回要素（１）を互いに並行に並べて接続し、前記第１バスバー（７）及び前記第２バスバー（８）は、それらが重なり領域において互いに重なり合うように配置され、
前記少なくとも２つの巻回要素（１）は、１つ又は複数のスタック（６）に配置され、各スタックは、積層方向（Ｓ）において互いに積み重ねられた少なくとも２つの巻回要素（１）を備え、
前記積層方向（Ｓ）は、前記重なり領域に平行であり、
各巻回要素（１）は、上面（３）に少なくとも１つの接続要素（５）を備え、該接続要素（５）は前記第１バスバー（７）又は前記第２バスバー（８）の一方に接触され、
１つのスタックにおいて互いに隣接する２つの巻回要素（５）における前記接続要素（５）の間の距離は、前記巻回要素（５）の最小寸法における前記巻回要素（５）の長さと等しいか又は該長さより短く、
前記重なり領域から前記接続要素（５）の夫々への最小距離は、前記接続要素（５）の全てに対して等しい、コンデンサ。
【国際調査報告】
2021505106.tif 000101
2021505106.tif 000102
2021505106.tif 000103
2021505106.tif 000104