(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の抵抗素子と１個または複数のチョークコイル素子とを直列に接続し、絶縁材で封止するとともに、絶縁材から導出している抵抗・インダクタンスの複合素子をひとつにまとめているので、部品点数を減らすことができ、小形化、低コスト化を可能とする。【解決手段】複数の分圧抵抗素子１と１個以上のチョークコイル素子２とを直列に接続し、絶縁材で封止するとともに、その両端と並列にフィルムコンデンサ、インバータ回路と電源回路を接続し、それぞれ分圧抵抗素子と並列に電解コンデンサを接続する外部端子３が、前記絶縁材から導出している複合素子を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の抵抗素子と１個または複数のチョークコイル素子とを直列に接続し、絶縁材で封止するとともに、それらの素子の両端部と各素子の接続点とをそれぞれ接続した外部端子が、前記絶縁材から導出している抵抗・インダクタンスの複合素子。
【請求項２】
請求項１記載の複合素子の各抵抗素子と並列にアルミニウム電解コンデンサを接続し、前記複合素子の両端部にフィルムコンデンサを接続する抵抗・インダクタンス・コンデンサの複合ユニット。
【請求項３】
請求項２の複合ユニットを、電源回路およびインバータ回路と並列に接続することからなるインバータ用の平滑回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平滑回路に使用される複合素子とそれを用いた複合ユニットと、それらを使用したインバータシステム用の平滑回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より平滑回路にはコンデンサが使用され、必要な静電容量、定格電圧、許容リプル電流に応じてアルミニウム電解コンデンサ又はフィルムコンデンサが適用されて来た。
アルミニウム電解コンデンサは、ＣＶ積が大きく静電容量当たりのコスト及び体積が小さいが、フィルムコンデンサに比べ、許容リプル電流が小さく、大きなリプル電流が流れる場合では並列を多くする必要があった。
一方フィルムコンデンサは、許容リプル電流が大きいが、アルミニウム電解コンデンサに比べ、体積あたりの静電容量が小さい為、大きな静電容量が必要な場合では、コストと体積が大きくなる欠点があった。
この解決策として、特許文献１では、電源回路と並列にアルミニウム電解コンデンサを接続し、これと直列にチョークコイルを接続、これと並列にフィルムコンデンサ及びインバータ回路を接続している。この場合、チョークコイルにてアルミニウム電解コンデンサに流れるインバータ回路に起因する高周波のリプル電流が制限される。即ち、アルミニウム電解コンデンサが接続されることで、リプル電圧（主に低周波）を制限するに必要な静電容量が確保され、高周波リプル電流をフィルムコンデンサが受け持つことで、リプル電流に対応していた。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２１３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法では、チョークコイルの接続が必要であるが、アルミニウム電解コンデンサの大きさとフィルムコンデンサの大きさが異なる為、必ずしも搭載効率が良くない場合が多く、又、上記回路では、電源、アルミニウム電解コンデンサからの全電流がチョークコイルに流れる為、チョークコイルの定格電流を大きくしなければならなかった。
また、ハイブリッド自動車などのように高電圧・振動条件で使用される場合、耐圧を満たすようにアルミニウム電解コンデンサを複数直列に設け、各コンデンサにはそれぞれブリーダ抵抗（分圧抵抗）を並列に設けて各コンデンサの耐圧電圧を超えないように分圧すること及び、チョークコイルは、耐振動を得るためにパッケージングされる必要があった。以上より上記文献の方法では部品点数が多く、更なる小形化、低コスト化が必要であった。
本発明は高電圧のインバータ回路に適用される平滑回路に関し、上記課題の解決を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数の抵抗素子と１個または複数のチョークコイル素子とを直列に接続し、絶縁材で封止するとともに、その両端部と各素子の接続点とをそれぞれ接続した外部端子が、前記絶縁材から導出している抵抗・インダクタンスの複合素子を提供する。
また、上記複合素子の各抵抗素子と並列にアルミニウム電解コンデンサを接続し、前記複合素子の両端部にフィルムコンデンサを接続する抵抗・インダクタンス・コンデンサの複合ユニットを提供する。
また、上記複合ユニットを、電源回路およびインバータ回路と並列に接続することからなるインバータシステム用の平滑回路を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
複数の抵抗素子と１個または複数のチョークコイル素子とを直列に接続し、絶縁材で封止するとともに、その両端部と各素子の接続点とをそれぞれ接続した外部端子が、前記絶縁材から導出している抵抗・インダクタンスの複合素子と、各素子をひとつにまとめているので、部品点数を減らすことができ、小形化、低コスト化が可能となる。
また、まとめた素子を絶縁材で封止するとともに、その両端部と各素子の接続点とをそれぞれ接続した外部端子が、前記絶縁材から導出しているので、耐振性が良好となる。
また、上記複合素子の各抵抗素子と並列にアルミニウム電解コンデンサを接続し、前記複合素子の両端部にフィルムコンデンサを接続する抵抗・インダクタンス・コンデンサの複合ユニットなので、チョークコイルに流れる電流はアルミニウム電解コンデンサに流れるリプル電流分のみであり、小電流なので小形品の適用が可能である。
また、上記複合ユニットを、電源回路およびインバータ回路と並列に接続することからなるインバータシステム用の平滑回路を導入することにより、アルミニウム電解コンデンサが接続されていることでリプル電圧を制限するに必要な静電容量が確保されチョークコイルがアルミニウム電解コンデンサと直列に接続されているので高周波リプル電流は主にフィルムコンデンサに流れアルミニウム電解コンデンサ側は制限される。即ち本発明により小形、安価なインバータシステムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に述べる抵抗素子は、耐圧を満たすように複数直列接続したアルミニウム電解コンデンサに並列接続することで、アルミニウム電解コンデンサの電圧分担を均等化することを目的とし、ブリーダ抵抗（分圧抵抗）と呼ばれるものである。抵抗値のバラツキが小さいものが選定される。均等分圧が目的なので、抵抗値は低い程良いが、低いと本抵抗が消費する電力が大きくなるので、アルミニウム電解コンデンサの漏れ抵抗の１／５〜１／２程度を目安として選定される。例えば、磁器をコアーとした酸化金属皮膜抵抗体からできていて、両端に錫めっきを施した鉄キャップが圧入されているものが使用できる。
【０００８】
本発明に述べるチョークコイル素子のインダクタンスは実験又は計算により以下にて決定される。
（１）チョークコイル−アルミニウム電解コンデンサ直列回路に流れるリプル電流が、アルミニウム電解コンデンサの許容リプル電流以下にて、本リプル電流での計算寿命が、要求期待寿命を満足すること。
（２）上記を満足するにはインダクタンスが大きければ大きい程良いが、インダクタンスが大きすぎると低周波インピーダンスが高くなりリプル電圧が高くなり又インバータ回路側からの回生を吸収出来なくなる。従ってインバータシステムの動作を阻害しない程度のこと。
（３）高周波においてチョークコイル−アルミニウム電解コンデンサ直列回路側は誘導性のインピーダンスとなり、並列接続のフィルムコンデンサと並列共振する。従ってチョークコイルインダクタンスと各コンデンサから計算される共振周波数のリプル電圧が大きい場合では大きな並列共振電流が流れてしまうので本電流が大きすぎないような共振周波数すなわちインダクタンス値が選定される。
定格電流も同様に実験又は計算により決定するが、上記並列共振電流が無視出来る条件では、小電流であり小形チョークコイルが適用できる。
例えば、円柱状またはドーナツ状のフェライトコアにエナメル線が巻き付けられるものが使用できる。
本発明に述べる絶縁材は、抵抗素子とチョークコイル素子を外部から絶縁するもので、セメントやエポキシなどの樹脂などが使用できる。耐熱性の点から、磁器ケースに収め、耐熱性のセメントにより封入する方法が使用できる。
【０００９】
本発明に述べる外部端子は、抵抗素子とチョークコイル素子の両端部と各素子の接続点とをそれぞれ接続した外部との接続用の端子で、例えば、錫めっきを施した鉄などの金属板が使用できる。各素子とは、スポット溶接等により接続する。
【００１０】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、抵抗・インダクタンスの複合素子の例を示していて、図１（ａ）は、封止前の組み立て図を、図１（ｂ）は、封止後の複合素子を示している。
図１では、二つの抵抗素子１の間に１個のチョークコイル素子２を直列に接続し、両端と各接続点に外部端子３をスポット溶接により接続している。そして、これら一体化した素子を磁器ケース４に収め、耐熱セメント５により封入している。
抵抗素子１の数は、インバータシステムの動作電圧に合わせて設けたアルミニウム電解コンデンサ直列数だけ設け、チョークコイル素子２の数はひとつでもかまわないが、抵抗素子１の合間に分割してもかまわない。また、チョークコイル素子２の位置は、抵抗素子１の間だけではなく抵抗素子１の前後に設けてもかまわない。    
ブリーダ抵抗としてはセメント抵抗が使われることが多いが、小形チョークコイルの適用が可能となることでセメント抵抗内にチョークコイルを組み込むことが可能となり、部品の一体化及びチョークコイルの固定が達成される。
【００１１】
図２は、図１の複合素子の各抵抗素子１と並列にアルミニウム電解コンデンサ１１を接続し、複合素子の両端部にフィルムコンデンサ８を接続する抵抗・インダクタンス・コンデンサの複合ユニットの例を示している。図２（ａ）は、組立前を、図２（ｂ）は、組立後を示している。
ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等からなる樹脂ケース６に、銅板（ブスバー）７にて配線接続し、エポキシ樹脂等２０にて封止したフィルムコンデンサ８を挿入する。樹脂ケース６の対向する２辺の直立壁９は、上に突き出させ先端に半円状の切り込み１０を入れる。この切り込み１０に、円筒形状のアルミニウム電解コンデンサ１１を置き、金属バンド１２にてネジ止め固定する。ここでアルミニウム電解コンデンサケースの端子側には一般的に凹み加工１３が施されているが、樹脂ケース半円状切り込みの当接部にはこれと勘合する突起１４が設けられている。
アルミニウム電解コンデンサの端子１５は直列に配置され、両端にフィルムコンデンサから引き出されたブスバー１６が接続されると共に抵抗・チョークコイルの複合素子１７が接続される。図２に示すように、アルミニウム電解コンデンサの端子１５は各コンデンサの全正極負極とも、アルミニウム電解コンデンサ１１の片方の端面より同方向に向いている方が、複合素子１７と結線しやすい。また、アルミニウム電解コンデンサの端子１５は、樹脂成形体の封口板で固定されそれを貫いた太い柱状形のねじ端子形であると、それと結線する複合素子１７は、耐震性が向上するので好ましい。
【００１２】
図３は、上記複合ユニットの平滑回路を、電源回路およびインバータ回路と並列に接続することからなるインバータシステムの回路図の例を示している。
上記では高電圧対応にてアルミニウム電解コンデンサ１１を直列接続しているが、抵抗素子１はアルミニウム電解コンデンサのブリーダ抵抗として機能している。チョークコイル２はアルミニウム電解コンデンサ１１と直列に接続され、アルミニウム電解コンデンサ１１に流れる高周波リプル電流を制限している。チョークコイルに流れる電流はアルミニウム電解コンデンサ許容リプル電流以下であり、特許文献例より小電流なので小形品の適用が可能である。
アルミニウム電解コンデンサ１１が接続されていることでリプル電圧を制限するに必要な静電容量が確保されチョークコイル２がアルミニウム電解コンデンサ１１と直列に接続されているので高周波リプル電流は主にフィルムコンデンサ８に流れアルミニウム電解コンデンサ側は制限される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る抵抗・インダクタンスの複合素子の例を示している。
【図２】本発明に係る抵抗・インダクタンス・コンデンサの複合ユニットの例を示している。
【図３】本発明に係るインバータシステムの回路図の例を示している。
【符号の説明】
【００１４】
１：抵抗素子  ２：チョークコイル  ３：外部端子  ４：磁器ケース  ５：セメント  ６：樹脂ケース  ７：銅板（ブスバー）  ８：フィルムコンデンサ  ９：直立壁  １０：切り込み  １１：アルミニウム電解コンデンサ  １２：金属バンド  １３：凹み加工  １４：突起  １５：アルミニウム電解コンデンサの端子  １６：フィルムコンデンサから引き出されたブスバー  １７：複合素子  １８：複合素子回路部  １９：抵抗・インダクタンス・コンデンサの複合ユニット回路部  ２０：エポキシ系樹脂。
【図１】
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【図２】
2008306843.tif 000004
【図３】
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