[发明专利]电容器

说明书

本发明涉及一种电容器，包括至少两个绕组元件（1）、第一汇流排（7）和第二汇流排（8），其中第一汇流排（7）和第二汇流排（8）将绕组元件（1）彼此平行地连接，并且其中第一汇流排（7）和第二汇流排（8）布置成使得它们彼此重叠。

技术领域

本发明涉及一种电容器。特别地，电容器可以是金属化的直流连接（DC-link）薄膜电容器。

背景技术

金属化薄膜直流连接电容器是用于许多电力电子应用的关键部件：可再生能源、电动车辆、牵引、马达驱动、不间断电源、能量传输等。

直流连接电容器的要求很大程度上取决于在与电容器连接的转换器中实现的半导体的参数和转换器的调制策略。

宽带隙半导体器件(WBGS)向更高开态电压的发展，已改变了高功率转换器的特性：更高的开关频率、更高的谐波频率、更轻的冷却系统、更高的功率密度、更紧凑的设计等。

因此，为了在这种应用中正确工作，电容器应该能够在高频率下操作，例如在10kHz以上的频率，而不会由于寄生电感和电阻而造成太多的损耗。

在功率转换中，当交流转换为低压直流或交流从一个频率转换到另一个频率时，交流通常会被矫正和平滑。一旦这完成，电源然后被路由到换流器，以获得最终的输出。进给到换流器的直流称为直流连接。顾名思义，这两个源与被称为直流连接电容器的滤波电容器连接在一起。

在电动车辆应用中，直流连接电容器用于负载平衡储能装置。直流连接电容位于电压换流器的直流(即电池)和交流(即负载侧)之间。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的电容器，例如一种在高开关频率下不经受寄生电感和电阻带来的许多损耗的电容器。

这个目的是由本申请的电容器来解决的。

电容器提供成包括至少两个绕组元件，第一汇流排和第二汇流排，其中第一汇流排和第二汇流排将绕组元件彼此平行地连接，其中第一汇流排和第二汇流排布置成使得它们互相重叠。

绕组元件可以是电容单元。电容器的每个绕组元件可具有相同的电容。每个绕组元件可能具有：第一极性的第一极，例如正极性；以及第二极性的第二极，例如负极性。通过在第一极和第二极之间施加电压，能量可以存储在绕组元件中。

汇流排可以是配置用于局部高电流功率分布的金属带或金属棒。

由于第一汇流排与第二汇流排重叠，因此提供了一种电容器，该电容器的特性非常适合电压超过600v、开关频率超过10kHz的电力应用。当电流流过第一汇流排时，由电流产生磁场。此外，当电流流过第二汇流排时，由该电流产生另一个磁场。由于汇流排重叠，磁场具有相反的取向，并且因此相互削弱或甚至抵消。因此，总的来说，当电压施加到第一汇流排和第二汇流排时，可能只会产生非常弱的磁场。这导致汇流排连接和绕组元件之间的较小的电感。因此，电容器的电感也可能非常小。

对于电力电容器，绕组元件之间的较小的电感是重要的，因为较高的电感会由于寄生电感和电阻而导致共振效应和高损耗。

总的来说，通过具有相同电容的每个绕组元件和通过从端子到具有相同电感的绕组元件的每个连接可以提供均匀阻抗。由于设计要求，可能并不总是能够为每个绕组元件提供相同的电感。因此，提出通过抵消或削弱磁场来将电感减小到最小值，而不是试图使电感相互适应。

具有相互重叠的第一汇流排和第二汇流排的电容器可能具有低等效串联电阻(ESR)、频率稳定的ESR、每个绕组元件的均匀ESR、低等效串联电感(ESL)、每个绕组元件的均匀ESL和均匀内部电流分布。可以避免内部共振。