CN103871744B - 直流链电容器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种直流链电容器组件。根据实施例的直流链电容器组件包括布置在壳体内的直流链电容器。所述壳体包括：顶表面；从所述顶表面向下间隔布置的底表面；将所述顶表面连接至所述底表面的至少一个侧表面；限定在所述顶表面和所述底表面之间的前侧处的开口；以及布置在所述侧表面的外侧的外部电容器容纳部。

Description

直流链电容器组件
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.119和35U.S.C.365要求韩国专利申请10-2012-0147938（递交于2012年12月17日）的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及一种包含在动力转换装置中的直流链（DC link）电容器组件。
背景技术
DC链电容器组件用于吸收或阻挡由在用于电动车辆的动力转换（逆变器或转换器）装置中的输入端子的DC或交流（AC）动力源所引入的过电压、浪涌电压和噪声电压，以及由用于产品的内部动力的半导体的振动而产生的浪涌电压和噪声电压。
这种DC链电容器组件设置有DC链电容器、X-电容器、以及Y-电容器，这些电容器被单独地制造并在壳体中相互联接。
图1是根据现有技术的DC链电容器组件的仰视图。
在根据现有技术的图1的DC链电容器组件中，壳体1具有开口的底表面。从而，DC链电容器、X-电容器、以及Y-电容器通过壳体1的下部开口被插入到壳体1中，并且随后将树脂或硅注入到开口中以密封该开口，由此制造DC链电容器组件。
在这种情形下，由于装配过程复杂，因此可能会增加制造成本，壳体的总尺寸相对地增加。从而，可能难以预期在空间利用方面的效率。
而且，由于PCB或切换模块被布置在壳体的具有相对高的传热效率的底部密封部分下方，因此从DC链电容器组件产生的热被过多地传递至切换模块或者该控制PCB而使得产品的温度特性劣化。
而且，如图1所示，由于汇流条（bus bar）的端子2通过壳体的开口的底表面向外部突出，并且汇流条的突出的端子2不得不定位在相对于动力切换模块（未显示）的最短距离处，因此切换模块或者PCB不得不平行地布置在使用硅密封的壳体1的底表面下方。因此，会使得空间利用的效率低。
发明内容
实施例提供了易于联接、空间利用效率高并且温度特性优良的DC链电容器组件。
在一个实施例中，DC链电容器组件包括：布置在壳体内的DC链电容器，其中所述壳体包括：顶表面；从所述顶表面向下间隔布置的底表面；将所述顶表面连接至所述底表面的至少一个侧表面；限定在所述顶表面和所述底表面之间的前侧处的开口；以及布置在所述侧表面的外侧的外部电容器容纳部。
所述DC链电容器组件可以进一步包括在与所述开口相对的侧上布置的侧表面中限定的通孔。
所述外部电容器容纳部可以具有开口的下侧。
可以设置至少两个所述外部电容器容纳部，并且所述至少两个外部电容器容纳部可以彼此间隔开，其中所述通孔可以被限定在所述两个外部电容器容纳部之间。
所述DC链电容器可以包括：多个电容器单元；共同地连接至所述多个电容器单元的一端的第一汇流条；从所述第一汇流条突出并且向后延伸的所述第一汇流条的第一端子；共同地连接至所述多个电容器单元的另一端的第二汇流条；以及从所述第二汇流条突出并且向后延伸的所述第二汇流条的第一端子，其中所述第一汇流条的所述第一端子和所述第二汇流条的所述第一端子可以贯穿所述通孔以从所述壳体向后突出。
所述DC链电容器组件可以进一步包括容纳在所述外部电容器容纳部中的外部Y电容器，其中所述外部Y电容器可以包括：电容器单元；联接至所述电容器单元的一端的所述外部Y电容器的第一端子；以及联接至所述电容器单元的另一端的所述外部Y电容器的第二端子，其中所述外部Y电容器的第一端子可以与所述第一汇流条的所述第一端子或者所述第二汇流条的所述第一端子中的一个相接触，并且所述外部Y电容器的所述第二端子可以接地。
所述DC链电容器组件可以进一步包括：布置在所述壳体的内侧的内部X电容器，所述内部X电容器联接至所述直流链电容器的前侧；以及布置在所述壳体的内侧的内部Y电容器，所述内部Y电容器联接至所述DC链电容器的所述前侧。
所述内部X电容器可以包括：相互平行布置的多个电容器单元；共同地连接至多个电容器单元的一端的第三汇流条；以及从所述第三汇流条突出并且向前延伸的所述第三汇流条的第一端子，其中所述第三汇流条的所述第一端子可以与从所述第二汇流条向前延伸的所述第二汇流条的所述第二端子相接触。
所述内部Y电容器可以包括：相互平行布置的多个电容器单元；共同地连接至所述多个电容器单元的一端的第四汇流条；以及从所述第四汇流条突出并且延伸的所述第四汇流条的第一端子，其中所述第四汇流条的所述第一端子可以接地。
附图说明
图1是根据现有技术的DC链电容器组件的仰视图。
图2是根据实施例的DC链电容器组件的立体图。
图3是根据该实施例的DC链电容器组件的分解立体图。
图4是图示出根据该实施例的DC链电容器组件的壳体的立体图。
图5是根据该实施例的除所述壳体之外的DC链电容器组件的立体图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来描述根据实施例的DC链电容器组件的构造。
尽管在下面的说明中例示了在用于车辆的动力转换装置中设置的DC链电容器组件，但是本公开不限于此。例如，根据实施例的DC链电容器组件可以被应用至家用和工业用途的动力转换装置。
在根据实施例的DC链电容器的构造中，前侧表示限定开口130的侧，并且后侧表示与开口130相对的侧，即，相对于壳体100限定通孔120的侧。
图2是根据实施例的DC链电容器组件的立体图。图3是根据该实施例的DC链电容器组件的分解立体图。图4是图示出根据该实施例的DC链电容器组件的壳体的立体图。图5是根据该实施例的除所述壳体之外的DC链电容器组件的立体图。
根据该实施例的DC链电容器组件可以包括壳体100、联接至壳体100的DC链电容器200、内部X电容器400（在下文中，称作“内部X-CAP”）、内部Y电容器500（在下文中，称作“内部Y-CAP”），以及外部Y电容器300（在下文中，称作“外部Y-CAP”）。
参考图4，在壳体100的构造中，壳体100具有近似多面体的形状，在壳体100的一个侧表面中限定有开口130。因此，壳体100可以包括顶表面101；侧表面102，每一个侧表面102从顶表面101的边缘向下延伸；底表面103，其将侧表面102的下端彼此连接以与顶表面101近似平行地延伸。底表面103从顶表面101向下间隔布置并且与顶表面101近似平行地延伸。
这里，顶表面101和底表面103中的每一个均具有板状构件，板状构件具有近似方形的形状，并且侧表面102设置为三个。而且，开口130被限定在没有布置侧表面102的一侧中。也就是说，开口130被限定在壳体100的前侧中。三个侧表面102布置在开口130的左右两侧以及后侧上。由于三个侧表面102环绕而从彼此延伸出，因此它们之中的界限可能是不清楚的。
然而，侧表面102的数量可以根据壳体的形状而做出不同选择。
在壳体100中，由顶表面101、侧表面102以及底表面103限定的空间被定义为容纳稍后描述的DC链电容器200、内部X-CAP以及内部Y-CAP的DC链电容器容纳部。
外部电容器容纳部110被限定在面向开口130的侧表面的外侧。外部电容器容纳部110设置为两个。这里，两个外部电容器容纳部110彼此水平地对称。而且，在每个外部电容器容纳部110的下部中限定有开口（参见图3的附图标记111）。更详细地，外部电容器容纳部110可以具有与待稍后描述的电容器单元310的形状对应的近似矩形的剖面（planesection）。并且，外部电容器容纳部110的上端是被盖住，并且下端是开口的。
因此，待稍后描述的外部Y-CAP300通过开口111从外部电容器容纳部110的下侧向上插入且随后联接至外部电容器容纳部110。
通孔120被限定在两个外部电容器容纳部110之间。因此，通孔120前后贯穿与限定开口130的侧相对的侧表面102。
通孔120在左右方向上长地延伸使得第一汇流条220的第一端子221和第二汇流条230的第一端子231贯穿其中。并且，通孔120可以具有与端子221和端子231中的每一个的形状近似对应的形状。
安装部140布置在壳体100的每一边缘上。安装部140可以具有竖直地贯穿其中央的安装孔141。
参考图3和图5，将描述DC链电容器200的构造。
DC链电容器200可以包括相互平行布置的多个电容器单元210、共同地连接至多个电容器单元210的一侧的第一汇流条220，以及共同地连接至多个电容器单元210的另一侧的第二汇流条230。
从侧面看时，第一汇流条220和第二汇流条230可以具有面向下侧的近似的形状，并且第一汇流条220和第二汇流条230的端子从第一汇流条220和第二汇流条230的前端和后端朝向外部突出以及延伸。
更详细地，第一汇流条220包括水平延伸部和在水平延伸部的前端和后端中的每一端上均竖直延伸的部分。并且，第一汇流条220包括：从布置在后侧上的竖直延伸部的下端向后延伸的第一端子221，以及从布置在前侧上的竖直延伸部的下端向前延伸的第二端子222。
并且，第二汇流条230包括水平延伸部和从水平延伸部的前端和后端中的每一端竖直延伸的部分。并且，第二汇流条230包括：从布置在后侧上的竖直延伸部的下端向后延伸的第一端子231，以及从布置在前侧上的竖直延伸部的下端向前延伸的第二端子232。
第一汇流条220可以布置为与第二汇流条230间隔开。在第一汇流条220与第二汇流条230之间可以布置绝缘构件。第二汇流条230可以布置在第一汇流条220上方。
内部X-CAP400和内部Y-CAP500布置在DC链电容器200的前侧处。
内部X-CAP400包括：相互平行布置的多个电容器单元410；共同地连接至多个电容器单元410的一端的第三汇流条420；以及共同地连接至多个电容器单元410的另一端的第四汇流条430。
第三汇流条420包括向前突出的第一端子421，并且第四汇流条440包括向前突出的第一端子431。
因此，第三汇流条420的第一端子421在DC链电容器200的前侧处与第二汇流条230的第二端子232相接触。并且，第四汇流条440的第一端子431与第一汇流条220的第二端子222相接触。
内部Y-CAP500包括相互平行布置的多个电容器单元510，以及共同地连接至多个电容器单元510的一端的第五汇流条520。第五汇流条520包括向前突出的第一端子521，并且第五汇流条520的第一端子521接地。
在下文中，将参考图3来描述容纳在外部电容器容纳部110中的外部Y-CAP300的构造。
外部Y-CAP300包括：电容器单元310；围绕电容器单元310的外部的端子固定部320；通过端子固定部320固定并联接至电容器单元310的一端的第一端子330；以及通过端子固定部320固定并联接至电容器单元310的另一端的第二端子340。
设置两个在水平方向上彼此对称的外部Y-CAP300。
两个外部Y-CAP300的一个第一端子330与第一汇流条220的第一端子221相接触，并且两个外部Y-CAP300的另一个第一端子330与第二汇流条230的第一端子231相接触。
每一个外部Y-CAP300的第二端子340可以接地。
通过以上结构，正电压被施加至第一汇流条220的第一端子221，并且负电压被施加至第二汇流条230的第一端子231。
而且，从第一汇流条220的第二端子222和第四汇流条430的第一端子431输出正电压。从第二汇流条230的第二端子232和第三汇流条420的第一端子421输出负电压。
输出端子可以是绝缘栅双极晶体管（IGBT）的输入端子。
在下文中，将参考图3来描述将包含以上描述的构造的DC链电容器200、内部X-CAP400和内部Y-CAP500联接至在壳体100内的DC链电容器容纳部的过程以及将外部Y-CAP300联接至外部电容器容纳部110的过程。
首先，DC链电容器200、内部X-CAP400和内部Y-CAP500通过上述结构联接，并随后通过壳体100的侧表面的开口130被推动并插入到内部空间中。
当DC链电容器200、内部X-CAP400和内部Y-CAP500通过前开口130向后滑动并插入时，第一汇流条220的第一端子221以及第二汇流条230的第一端子231通过限定在壳体100的后侧中的通孔120被向后推。
在这种状态下，将树脂或硅施加至开口130的前侧以密封开口130的间隙。
接下来，通过在外部电容器容纳部110的下端限定的开口111从外部电容器容纳部110的下侧向上推动并插入外部Y-CAP300。
当外部Y-CAP300被联接至外部电容器容纳部110时，两个外部Y-CAP300的第一端子330分别与第一汇流条220的第一端子221和第二汇流条230的第一端子231相接触，并且外部Y-CAP300的第二端子340接地。
因而，可以容易地将外部Y-CAP300连接至DC链电容器200。
而且，由于第一汇流条220的第一端子221和第二汇流条230的第一端子231贯穿通孔120而突出，因此可以在侧表面上布置诸如IGBT的构造以提高空间利用效率。
根据该实施例，可以容易地装配该DC链电容器组件。
由于连接至DC链电容器组件的功率切换模块或控制PCB被布置在DC链电容器组件的侧表面上，因此可以有效地利用空间。
由于DC链电容器组件、内部X-CAP以及内部Y-CAP可以相互联接并且以一个组件的形式提供，因此部件的存储和库存管理可以是容易的。
尽管已经参照其多个图示的实施例描述了实施例，但是应当理解，本领域技术人员可以设计出将落入本公开的原理的精神和范围之内的许多其他修改和实施例。更特别地，在本公开、附图和附属的权利要求的范围内对主题组合布置的组成部件和/或布置进行的各种变化和改进都是可能的。对于本领域的技术人员而言，除了对组成部件和/或布置的变化和改进以外，替代性使用也将是显而易见的。

Claims (8)

1.一种直流链电容器组件，包括：
布置在壳体内的直流链电容器，
其中所述壳体包括：
顶表面；
从所述顶表面向下间隔布置的底表面；
将所述顶表面连接至所述底表面的至少一个侧表面；
限定在所述顶表面和所述底表面之间的前侧处的开口；以及
布置在所述侧表面的外侧的外部电容器容纳部，
所述直流链电容器组件进一步包括在与所述开口相对的侧上布置的所述侧表面中所限定的通孔。
2.根据权利要求1所述的直流链电容器组件，其中所述外部电容器容纳部具有开口的下侧。
3.根据权利要求1所述的直流链电容器组件，其中设置至少两个所述外部电容器容纳部，并且所述至少两个外部电容器容纳部彼此间隔开，
其中所述通孔被限定在所述两个外部电容器容纳部之间。
4.根据权利要求1所述的直流链电容器组件，其中所述直流链电容器包括：
多个电容器单元；
共同地连接至所述多个电容器单元的一端的第一汇流条；
从所述第一汇流条突出并且向后延伸的所述第一汇流条的第一端子；
共同地连接至所述多个电容器单元的另一端的第二汇流条；以及
从所述第二汇流条突出并且向后延伸的所述第二汇流条的第一端子，
其中所述第一汇流条的所述第一端子和所述第二汇流条的所述第一端子贯穿所述通孔以从所述壳体向后突出。
5.根据权利要求4所述的直流链电容器组件，进一步包括容纳在所述外部电容器容纳部中的外部Y电容器，
其中所述外部Y电容器包括：
电容器单元；
联接至所述电容器单元的一端的所述外部Y电容器的第一端子；以及
联接至所述电容器单元的另一端的所述外部Y电容器的第二端子，
其中所述外部Y电容器的第一端子与所述第一汇流条的所述第一端子或者所述第二汇流条的所述第一端子中的一个相接触，并且
所述外部Y电容器的所述第二端子接地。
6.根据权利要求4所述的直流链电容器组件，进一步包括：
布置在所述壳体的内侧的内部X电容器，所述内部X电容器联接至所述直流链电容器的前侧；以及
布置在所述壳体的内侧的内部Y电容器，所述内部Y电容器联接至所述直流链电容器的所述前侧。
7.根据权利要求6所述的直流链电容器组件，其中所述内部X电容器包括：
相互平行布置的多个电容器单元；
共同地连接至该多个电容器单元的一端的第三汇流条；以及
从所述第三汇流条突出并且向前延伸的所述第三汇流条的第一端子，
其中所述第三汇流条的所述第一端子与从所述第二汇流条向前延伸的所述第二汇流条的第二端子相接触。
8.根据权利要求6所述的直流链电容器组件，其中所述内部Y电容器包括：
相互平行布置的多个电容器单元；
共同地连接至所述多个电容器单元的一端的第四汇流条；以及
从所述第四汇流条突出并且延伸的所述第四汇流条的第一端子，
其中所述第四汇流条的所述第一端子接地。
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