CN113380548A - 一种应用于电力电子装置的电容并联结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于电力电子装置的电容并联结构，包括设于电容母排上的至少两个电容芯子，每一电容芯子连接于开关组件间，形成一输出回路，电容母排设有与每一电容芯子电连接的母排端子对，电容芯子与母排端子对间具有电连接线，使得一电容母排与一母排端子对成对成型；且距离母排端子对越远的电容芯子的容值越大，使得每一电容芯子的容值与其电容总回路杂感的乘积相同。采用上述技术方案后，可均匀化电容芯子的散热，均衡杂感。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种应用于电力电子装置的电容并联结构。
背景技术
电子器件内，常因高频使用，而使得其内的电容产生大量的热量。这部分热量将因长时间的产生，而对电子器件造成热损坏。
不仅如此，除产生热量外，还将产生不均匀的热量。以薄膜电容为例，常以多芯子并联方案来实现较大的容值，由于结构上的不对称性，各并联芯子路径阻抗会有差异，影响电容内部的电流分布，从而最终影响各芯子的发热，存在热不均问题及热损坏的风险。
因此，需要一种新型的电容并联结构，可均匀化各电容芯子的发热，有助于避免由热带来的电容降额使用，以及减小热损坏的风险。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种应用于电力电子装置的电容并联结构，均匀化电容芯子的散热，均衡杂感。
本发明公开了一种应用于电力电子装置的电容并联结构，包括设于电容母排上的至少两个电容芯子，每一电容芯子连接于开关组件间，形成一输出回路，
电容母排设有与每一电容芯子电连接的母排端子对，电容芯子与母排端子对间具有电连接线，使得一电容母排与一母排端子对成对成型；
且距离母排端子对越远的电容芯子的容值越大，使得每一电容芯子的容值与其电容总回路杂感的乘积相同。
优选地，位于电容母排中部的母排端子对的杂感小于位于电容母排远端的母排端子对的杂感。
优选地，每一电容芯子的电容部分的回路杂感Lcn＝Lconnector+Linternal；
每一母排端子对包括互相对称的第一母排端子和第二母排端子；
第一母排端子和第二母排端子自固定在电容母排上的固定端至自由端的长度为h；
第一母排端子和第二母排端子沿径向的宽度为w；
第一母排端子和第二母排端子的间距为d；
每一母排端子的杂感感值计算为：
当每一电容芯子的内部杂感Linternal不同时，通过配置d、w、h不同，使得不同输出回路的杂感Lc1＝Lc2＝Lc3。
优选地，第一母排端子和第二母排端子包括与电容母排连接的固定端及远离于电容母排延伸的延伸端；
固定端的宽度大于h，延伸端的宽度等于h。
优选地，固定端的长度占第一母排端子和第二母排端子的长度的
优选地，第一母排端子和第二母排端子包括与电容母排连接的固定端及远离于电容母排延伸的延伸端；
固定端的宽度小于h，延伸端的宽度等于h。
优选地，固定端与延伸端在电容母排上的射影互相重叠或部分重叠。
优选地，第一母排端子沿径向的宽度为w1，第二母排端子沿径向的宽度为w2，且w1≠w2。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.电容母排上的电容芯子流过的电流均流，发热均衡；
2.延长电力电子装置的使用寿命。
附图说明
图1为符合本发明一优选实施例中电容并联结构的结构示意图。
附图标记：
100-电容母排、110-第一母排端子、120-第二母排端子。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
参阅图1，为符合本发明一优选实施例中电容并联结构的结构示意图，在该实施例中，电容母排100上设有至少两个电容芯子，每一电容芯子连接在开关组件间，形成一输出回路，可隔断直流、连通交流、阻止低频的特性，广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制内。在电容母排100上，设有与电容芯子电连接的母排端子对，母排端子对伸出电容母排100，可与外部电子器件电连接，即母排端子对用作为连接电容芯子与外部电子器件的媒介。在电容芯子和母排端子对间通过电连接线连接，从而外部电流自母排端子对中的一端流入电容芯子，并从另一端流出。即一个电容芯子和具有两个端子的母排端子对成对成型。由于同一电容母排100上的多个电容芯子通电时，将由于自身杂感不同而流过不同的电流，从而产生不同的热量。因此，为均衡化杂感及各电容芯子的发热，将对电容母排100上的电容芯子定制化配置，具体地，电容芯子的容置与距离母排端子对的距离有关，当连接电容芯子和母排端子对间的电连接线越长时，电容芯子的容值将越大，从而实现每一电容芯子的容值与其电容总回路杂感的成绩相同。也就是说，若电容芯子n的杂感为Lcn，电容芯子的容置为Cn，则对于每一电容芯子来说，乘积相同后，将使得每一电容芯子走过的电流相同，发热也相同。换句话说，本实施例中，通过对电容芯子的容值的配置，使得上述乘积相同，若电容芯子为3个，则需满足的平衡式为：Lc1*C1＝Lc2*C2＝Lc3*C3。
一优选实施例中，位于电容母排100中部的母排端子对的杂感小于位于电容母排100远端的母排端子对的杂感。即由于越靠近电容母排100中部的电容芯子，其内部杂感越小。
又一优选实施例中，每一电容芯子的电容部分的回路杂感定义为：Lcn＝Lconnector+Linternal。Lcn为电容芯子的总回路杂感，Lconnector为电容端子杂感，Linternal为电容内部杂感。且电容端子杂感占据约电容总回路杂散电感的70％。每一母排端子对包括互相对称的第一母排端子110和第二母排端子120，分别用作电流输入和输出。进一步对第一母排端子110和第二母排端子120定义为，第一母排端子110和第二母排端子120自固定在电容母排100上的固定端至自由端的长度为h；第一母排端子110和第二母排端子120沿径向的宽度为w；第一母排端子110和第二母排端子120的间距为d。进而，为均衡化电流和热量，每一母排端子的杂感感值计算为：
当每一电容芯子的内部杂感Linternal不同时，可通过对d、w、h的调节，直至不同输出回路的杂感Lc1＝Lc2＝Lc3。也就是说，该实施例中，通过调节第一母排端子110和第二母排端子120的杂感，在另一方面保证了热平衡。
进一步实施例中，第一母排端子110和第二母排端子120包括与电容母排100连接的固定端及远离于电容母排100延伸的延伸端，固定端的宽度大于h，延伸端的宽度等于h，也就是说，第一母排端子110和第二母排端子120的固定端用于防止电流过流，主要影响第一母排端子110和第二母排端子120杂感的为延伸端的宽度。优选地，固定端的长度占第一母排端子110和第二母排端子120的长度的
又一优选实施例中，第一母排端子110和第二母排端子120包括与电容母排100连接的固定端及远离于电容母排100延伸的延伸端；固定端的宽度小于h，延伸端的宽度等于h(未示出)。同样可通过对第一母排端子110和第二母排端子120的平均宽度对整体的宽度h进行微调。
在固定端的宽度小于h的实施例下，固定端与延伸端在电容母排100上的射影互相重叠或部分重叠。可通过对宽度上的不同位置处的配置，更细致化地调整第一母排端子110和第二母排端子120的杂感。
又一可选实施例中，第一母排端子110沿径向的宽度为w1，第二母排端子120沿径向的宽度为w2，且w1≠w2。在对某一母排端子无法调节的情况下，可通过仅调节另一母排端子的宽度，而调整第一母排端子110和第二母排端子120的杂感。
具有上述任一实施例中的电容并联结构下，在实验环境下测试时，可在电容母排内埋设多个温度传感器，可得到不同工作时长下，电容芯子各位置的温度，如下表所示：
从该表可知，不同位置下的电容芯子温度相近，实现电容母排的温度均衡性。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种应用于电力电子装置的电容并联结构，包括设于电容母排上的至少两个电容芯子，每一所述电容芯子连接于开关组件间，形成一输出回路，其特征在于，
所述电容母排设有与每一所述电容芯子电连接的母排端子对，所述电容芯子与母排端子对间具有电连接线，使得一电容母排与一母排端子对成对成型；
且距离所述母排端子对越远的电容芯子的容值越大，使得每一电容芯子的容值与其电容总回路杂感的乘积相同。
2.如权利要求1所述的电容并联结构，其特征在于，
位于所述电容母排中部的母排端子对的杂感小于位于所述电容母排远端的母排端子对的杂感。
3.如权利要求1所述的电容并联结构，其特征在于，
每一电容芯子的电容部分的回路杂感Lcn＝Lconnector+Linternal；
每一所述母排端子对包括互相对称的第一母排端子和第二母排端子；
所述第一母排端子和第二母排端子自固定在所述电容母排上的固定端至自由端的长度为h；
所述第一母排端子和第二母排端子沿径向的宽度为w；
所述第一母排端子和第二母排端子的间距为d；
每一所述母排端子的杂感感值计算为：
当每一电容芯子的内部杂感Linternal不同时，通过配置d、w、h不同，使得不同输出回路的杂感Lc1＝Lc2＝Lc3。
4.如权利要求3所述的电容并联结构，其特征在于，
所述第一母排端子和第二母排端子包括与所述电容母排连接的固定端及远离于所述电容母排延伸的延伸端；
所述固定端的宽度大于h，所述延伸端的宽度等于h。
5.如权利要求4所述的电容并联结构，其特征在于，
所述固定端的长度占所述第一母排端子和第二母排端子的长度的
6.如权利要求3所述的电容并联结构，其特征在于，
所述第一母排端子和第二母排端子包括与所述电容母排连接的固定端及远离于所述电容母排延伸的延伸端；
所述固定端的宽度小于h，所述延伸端的宽度等于h。
7.如权利要求6所述的电容并联结构，其特征在于，
所述固定端与延伸端在所述电容母排上的射影互相重叠或部分重叠。
8.如权利要求3所述的电容并联结构，其特征在于
第一母排端子沿径向的宽度为w1，第二母排端子沿径向的宽度为w2，且w1≠w2。
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