CN116888878A - 导体结构 - Google Patents

Abstract

描述了一种设备，包括：导体结构(诸如母线)，该导体结构包括第一电连接件和第二电连接件；第一电容器对，该第一电容器对包括彼此正对地安装在导体结构的相反两侧上的第一电容器和第二电容器，其中该第一电容器和该第二电容器各自都具有第一电连接器和第二电连接器，在该第一电连接器与该第二电连接器之间具有第一电容，并且其中该第一电容器和该第二电容器各自都具有第一侧、和与该第一侧相反的第二侧；第一连接装置，该第一连接装置将该第一电容器的第一电连接器和该第二电容器的第一电连接器连接到该导体结构的第一电连接件；以及第二连接装置，该第二连接装置将该第一电容器的第二电连接器和该第二电容器的第二电连接器连接到该导体结构的第二电连接件。在对应的电容器的第一侧上的第一电连接器在该导体结构的对应侧上对准，并且在对应的电容器的第一侧上的第二电连接器在该导体结构的对应侧上对准。

Description

导体结构

技术领域

本说明书涉及一种导体结构，诸如母线，包括电容器。

背景技术

电容器装置和导体结构(例如母线)的许多配置在本领域是已知的。然而，该领域仍需要进一步发展。

发明内容

在第一方面，本说明书描述了一种设备，包括：导体结构(例如母线)，该导体结构包括第一电连接件和第二电连接件；第一电容器对，该第一电容器对包括彼此正对地安装在导体结构的相反两侧上的第一电容器和第二电容器，其中该第一电容器和该第二电容器各自都具有第一电连接器和第二电连接器，在该第一电连接器与该第二电连接器之间具有第一电容，并且其中该第一电容器和该第二电容器各自都具有第一侧、和与该第一侧相反的第二侧；第一连接装置，该第一连接装置将该第一电容器的第一电连接器和该第二电容器的第一电连接器连接到该导体结构的第一电连接件，其中在对应的电容器的第二侧上的第一电连接器在该导体结构的对应侧上对准；以及第二连接装置，该第二连接装置将该第一电容器的第二电连接器和该第二电容器的第二电连接器连接到该导体结构的第二电连接件，其中在对应的电容器的第二侧上的第二电连接器在该导体结构的对应侧上对准。包括上文限定的结构的设备提供了关于导体结构的平面而镜像的连接件的对称性。也就是说，导体结构的一侧上的第一电容器的电连接器与导体结构的另一侧上的第二电容器的电连接器匹配。这种对称性又提供了杂散电感相对低的电路，因为一部分中的电流可以与另一部分中的电流相匹配。当例如在设备中使用高开关频率时，这种低电感电路具有很大优势。

该导体结构(其可以是母线)可以具有与该导体结构的第一电连接件电接触的第一层、和与该导体结构的第二电连接件电接触的第二层。该第一层和该第二层中的一个可以是正极DC层，并且该第一层和该第二层中的另一个可以是负极DC层。此外，该导体结构可以具有第三层(例如电接地层)和第三电连接件，其中该第三层与该导体结构的第三电连接件电接触。

这些电容器的第一电连接器和第二电连接器各自都可以从对应的电容器的第一侧和第二侧两者触及，其中这些电容器的第二侧邻近该导体结构。

该第一电容器对中的每个电容器的第一电连接器可以形成第一电连接器结构的一部分或全部，其中每个电容器的第一电连接器结构在对应的电容器内从该电容器的第一侧延伸到该电容器的第二侧。此外，该第一电容器对中的每个电容器可以包括在该电容器内从该第一侧在轴向上延伸到该第二侧的孔，其中该第一电连接器结构设置在所述孔内。该第一电连接器结构可以沿对应的电容器的中心轴线延伸。

在一些示例实施例中，该第二电连接器至少部分地设置在对应的电容器的外壳的外部上，使得该第二电连接器能够从该电容器的第一侧和第二侧两者触及。该第二电连接器可以具有多个区段，每个区段都可以单独地从该电容器的第一侧和第二侧两者触及，其中该多个区段围绕对应的电容器对称地设置。例如，该第二电连接器的多个区段可以在围绕对应的电容器的一端延伸的凸缘处相遇。

一些示例实施例进一步包括：第二电容器对，该第二电容器对包括彼此正对地安装在该导体结构的相反两侧上的第一电容器和第二电容器，其中，该第二电容器对中的第一电容器和第二电容器各自都具有第一电连接器和第二电连接器，在该第一电连接器与第二电连接器之间具有第二电容；第三连接装置，该第三连接装置将该第二电容器对中的第一电容器的第一电连接器和该第二电容器的第一电连接器连接到该导体结构的第一电连接件，其中在对应的电容器的第一侧上的第一电连接器在该导体结构的对应侧上对准；以及第四连接装置，该第四连接装置将该第二电容器对中的第一电容器的第二电连接器和该第二电容器的第二电连接器连接到该导体结构的第二电连接件，其中在对应的电容器的第一侧上的第二电连接器在该导体结构的对应侧上对准。第二电容器对的第一电连接器和第二电连接器可以从对应的电容器的第一侧和第二侧两者触及。电容器的第一侧和第二侧可以邻近该导体结构。

一些示例实施例进一步包括：第一开关部件，该第一开关部件具有与该导体结构的第一电连接件电接触的第一端子、和与第一输出电接触的第二端子；第二开关部件，该第二开关部件具有与该第一输出电接触的第一端子、和与该导体结构的第二电连接件电接触的第二端子；以及控制电路，该控制电路用于控制该第一开关部件和该第二开关部件的开关。作为示例，所述设备可以是电源模块。

一些示例实施例进一步包括：多个第一开关部件，该多个第一开关部件各自都具有与该导体结构的第一电连接件电接触的第一端子、和与多个输出之一电接触的第二端子；多个第二开关部件，该多个第二开关部件各自都具有与该多个输出之一电接触的第一端子、和与该导体结构的第二电连接件电接触的第二端子；以及控制电路，该控制电路用于控制该多个开关部件的开关。

在第二方面，本说明书描述了一种逆变器，包括：整流器，该整流器用于将AC电源转换成DC信号；DC存储电容器；以及如上文参考第一方面描述的设备，其中在导体结构的第一电连接件和第二电连接件两端提供该DC信号。

附图说明

现在将参考以下示意图，仅通过举例的方式来描述示例实施例，在附图中：

图1是根据示例实施例的电容器装置的从上方观察的视图；

图2是根据示例实施例的电路的从上方观察的视图；

图3是根据示例实施例的电容器装置的视图；

图4是根据示例实施例的电路的从上方观察的视图；

图5是根据示例实施例的电路的平面图；

图6是根据示例实施例的电路的侧视图；

图7示出了在示例实施例中使用的母线；

图8示出了根据示例实施例的电容器；

图9至图11是根据示例实施例的电容器的截面；

图12示出了根据示例实施例的电容器；

图13至图15示出了根据示例实施例的电路；

图16示出了在示例实施例中使用的开关模块；

图17和图18示出了根据三层级DC实施例的示例的电路；以及

图19是示例实施例中使用的逆变器电路的框图。

具体实施方式

独立权利要求阐述了本发明的各种实施例所寻求的保护范围。说明书中描述的不属于独立权利要求范围的实施例和特征(如果有的话)应被解释为用于理解本发明的各种实施例的示例。

在说明书和附图中，类似的附图标记始终指代类似的元件。

在诸如逆变器或变频器系统等一些系统中，可以向具有直流(DC)输入的一个或多个开关模块(例如电子开关)供应DC电压源，并且可以控制开关模块的交流(AC)输出以具有期望的频率和/或电压特性。可能期望在提供给开关模块的DC输入之间插入一定的电容，以便使电压平滑和稳定，因为相当大的电流可以流过电容器。此外，在包括允许高频开关(例如，用于变频器)的宽带隙半导体(例如，使用碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)代替硅(Si))的半导体开关装置中，具有低电感的结构可以有助于提供具有低开关瞬态的低噪声系统。

包括连接到DC电源的多个电容器的电容器装置可以通过使用导体结构(诸如DC母线)来提供，其中电容器安装在母线的一侧。如下面详细论述的，这种母线可以是平面母线，包括正极导体板和负极导体板，其中在正极导体板与负极导体板之间具有绝缘层。减少电路元件所占用的空间的一种方法可以是在母线的两侧安装电容器。然而，以对称布置方式在母线的两侧安装电容器可能是困难的。由于电连接件必须连接到母线的与放置电容器的那一侧相反的一侧上，因此将一些示例电容器彼此正对地安装(即在母线的两侧上具有相同的中心轴线)可能是不可行的，因为由于母线的相反侧上的电容器覆盖母线上的正极连接件，在该相反侧上钎焊正极连接件可能是不可实现的。因此，这种电容器可以典型地布置成使得在母线的相反两侧上的电容器彼此不正对准因而不对称，这可能导致不期望的不对称电流。

下面描述的示例实施例试图提供具有对称性的电容器装置，并且因而允许低电感。

图1是根据示例实施例的电容器装置的从上方观察的视图，该电容器装置总体由附图标记10指示。电容器装置包括导体结构11(诸如母线)和第一电容器对，该第一电容器对包括彼此正对地安装在导体结构11的相反两侧上的第一电容器12和第二电容器13。

在一个示例实施例中，导体结构11包括第一导体板和第二导体板，其中绝缘层将第一导体板和第二导体板隔开。在图1中示出的配置中，第一(下)导体板具有正极DC连接件(在图1中不可见)并且第二(上)导体板具有负极DC连接件19。因此，导体结构11配置成接收第一导体板与第二导体板之间的DC电压。第一电容器12和第二电容器13设置在DC输入的两端，例如用于滤波目的。

电容器装置10进一步包括第一电连接件18a和一对第二电连接件18b。第一电连接件18a电连接到第一(下)导体板并且这一对第二电连接件18b连接到第二(上)导体板。因此，在上文描述的配置中，第一电连接件18a可以用于提供正极DC电压并且这一对第二电连接件18b可以用于提供负极DC电压。

第一电容器12包括第一电连接器14和第二电连接器15。类似地，第二电容器13包括第一电连接器(未示出；位于导体结构11的底侧)和第二电连接器16。每个电容器包括第一侧和第二侧，第二侧与第一侧相反(例如，第二侧是电容器的安装在导体结构11上的那一侧)。第一电容器12的第一电连接器14和第二电容器13的第一电连接器可以设置在电容器12和13的公共轴线(例如，中心轴线)处。第二电连接器15和16可以分别设置在电容器12和13的外表面上。第二电连接器15和16可以设置成多个区段(例如，在第一电容器12的外表面上示出的四个区段)。

可以设置第一连接装置，用于将第一电容器12的第一电连接器14和第二电容器13的第一电连接器连接到导体结构11的第一(下)导体板，并因此连接到第一电连接件18a。对应的电容器的第二侧上的第一电连接器在导体结构11的对应侧(例如相反侧)上对准。

第一电容器12的第二电连接器15和第二电容器13的第二电连接器16可以连接到导体结构11的第二(下)导体板，并因此连接到这一对第二电连接件18b。第一电容器和第二电容器的第二电连接器15和16在导体结构11的对应侧(例如相反侧)上对准。在一个示例中，第二连接装置可以包括螺栓17，这些螺栓将第二电连接器15和16固接到导体结构11，使得第二电连接器15和16连接到导体结构11的与第二电连接件18b相关联的导体板。

单个螺栓17可以将电容器对的第二电连接器15和16两者连接到导体结构11。因此，在导体结构11的两侧上、在第一电容器12和第二电容器13的第二侧处，第一电容器12的第二电连接器15可以与第二电容器13的第二电连接器16相对。

此外，在导体结构11的两侧上、在第一电容器12和第二电容器13的第二侧处，第一电容器12的第一电连接器14可以与第二电容器13的第一电连接器相对。

应理解，电容器装置10允许电容器12和13彼此正对地布置，具有公共轴线(例如，相同的中心轴线)，并且彼此连接并连接到导体结构11的相应的导体板。以这种方式，提供了对称电容器装置，从而实现相对低的电感。

对称电容器装置包括第一电容器12的第一电连接器14与第二电容器13的第一电连接器相对于导体结构11的对称布置。第一电容器12的第一电连接器14和第二电容器13的第一电连接器可以沿第二公共轴线对准。

此外，对称电容器装置包括第一电容器12的第二电连接器15与第二电容器13的第二电连接器16相对于导体结构11的对称布置。第一电容器12的第二电连接器15和第二电容器13的第二电连接器16可以沿第三公共轴线对准。

图2是根据示例实施例的电路的从上方观察的视图，该电路总体由附图标记20指示。电路20包括导体结构11(包括第一电连接件18a、一对第二电连接件18b、正极DC连接件(不可见)和负极DC连接件19)、电容器12(包括第一电连接器14和第二电连接器15)、以及电容器13(包括第一电连接器(未示出)和第二电连接器16)，类似于参考图1提供的布置。

电路20进一步包括DC电源模块21。例如，DC电源模块21可以充当开关模块。DC电源模块可以包括控制模块和传感器引脚，并且可以包括冷却装置。DC电源模块从导体结构11接收DC电力，并且可以包括使电源模块能够开关从电连接件18a和18b供应的电流并在电连接器22处供应输出的电部件。

在电路20中，第一电容器12和第二电容器13靠近DC电源模块21设置，并且可以用于过滤来自DC电源模块的开关噪声。

图3是根据示例实施例的电容器装置的视图，该电容器装置总体由附图标记30指示。电容器装置30包括多个电容器对32、33和34，该多个电容器对并联地布置在导体结构31的两侧上。电容器对32包括第一电容器32a和第二电容器32b，类似于上文参考图1和图2描述的第一电容器12和第二电容器13。第一电容器32a和第二电容器32b彼此正对地安装，在导体结构31的相反两侧上具有公共轴线(例如中心轴线)。电容器对33和34也类似地安装在导体结构31的相反两侧，其中电容器33a和33b具有公共轴线，并且电容器34a和34b具有公共轴线。

电容器装置30示出了到导体结构31的第一(上)层的负极DC连接件35和到导体结构的第二(下)层的正极DC连接件36。(负极DC连接件35对应于电容器装置10的负极DC连接件19，其中正极DC连接件不可见)。

电容器装置30的每个电容器还包括在图3中不可见的第一电连接件和一对第二电连接件(对应于上文描述的连接件18a和18b)。这些连接件可以用于向电源模块提供DC电力，如下文进一步论述的。

图4是根据示例实施例的电路的从上方观察的视图，该电路总体由附图标记40指示。电路40包括如上文参考图3所描述的电路30的元件31至34(以及在图4中不可见的元件35和36)。电路40包括第一电容器对32和第二电容器对33，该第一电容器对包括电容器32a和电容器32b，该第二电容器对包括电容器33a和电容器33b(尽管在该视图中未示出电容器32b和33b)。该电路还包括第三电容器对34，该第三电容器对包括电容器34a和电容器34b。电容器32a、33a和34a分别与电容器32b、33b和34b正对地安装，在导体结构31的相反两侧上具有公共轴线(例如中心轴线)。

电路40进一步包括通过导体结构31连接到电容器对32、33和34的DC电源模块42、43和44(例如，类似于参考图2描述的DC电源模块21)。

如上面关于DC电源模块21所论述的，DC电源模块42、43、44各自都可以充当开关模块(例如，作为逆变器的一部分)。DC电源模块可以包括单独的控制模块和传感器引脚，并且可以包括冷却装置。DC电源模块从导体结构31接收DC电力。

在电路40中，电容器对中的每个电容器对都被设置为非常接近DC电源模块之一，并且可以用于过滤来自对应的电源模块的开关噪声。

在一些示例实施例中，电容器(例如，12、13、32、33、34)的第一电连接器和第二电连接器各自都可从对应的电容器的第一侧和第二侧两者触及，其中电容器的第二侧邻近导体结构(11、31)。下面将参考图8至图13对此进行进一步详细的描述。

图5是根据示例实施例的电路的平面图，该电路总体由附图标记50指示。电路50包括如上文参考图4描述的电路40的元件。在平面图中，所示出的电路50的元件包括导体结构31，电容器32a、33a、34a，负极DC连接件35，正极DC连接件36，以及DC电源模块42、43和44。

图6是根据示例实施例的电路的侧视图，该电路总体由附图标记60指示。电路60示出如上文参考图4和5所描述的电容器34a和34b、导体结构31以及DC电源模块44的侧视图。电容器34a和34b彼此正对地安装在导体结构31的相反两侧上(例如具有公共轴线)。

如图6中示出的，导体结构31具有第一(上)层31a和第二(下)层31b。第一层31a可以与第二电连接件(例如，参考图1和图2描述的一对电连接件18b)电接触。类似地，第二层31b可以与第一电连接件(例如，参考图1和图2描述的电连接件18a)电接触。第一层31a和第二层31b可以由绝缘层隔开。在一个示例中，第一层和第二层中的一个(上文描述的示例中的下层)是正极DC层，并且第一层和第二层中的另一个(上文描述的示例中的上层)是负极DC层。当然，在其他实施例中，可以设置不同的DC连接件。

图7示出了在示例实施例中使用的母线，该母线总体由附图标记70指示。母线70可以用于实现上文参考图1至图6描述的导体结构(11、31)。母线70包括第一(上)层71(例如，第一导体板)、第二(下)层(例如，第二导体板，未示出)、以及两者之间的绝缘层。

母线70的第一层71包括第一DC连接件72(如上文描述的，该第一DC连接件可以提供负极DC连接件)。母线70的第二层包括第二DC连接件73(如上文描述的，该第二DC连接件可以提供正极DC连接件)。

母线70进一步包括第一电触点74a、74b和74c，以及第二电触点78a、78b和78c。每个电触点74可以配置成连接到一对电容器(例如电容器12和13)的第一电连接器(例如参考图2描述的第一电连接器14)，该对可以包括安装在母线70的第一侧(例如在导体板71上)的第一电容器、以及与第一电容器正对地安装在母线70的第二侧(例如在第二导体板上)的第二电容器。第二电触点78a可以配置成连接到第一电容器的第二电连接器(例如第二电连接器15)和第二电容器的第二电连接器(例如第二电连接器16)的多个区段。多个区段各自都可以单独地从电容器的第一侧和第二侧两者触及，其中多个区段围绕对应的电容器对称地设置。作为示例，示出了四个这样的第二电触点78a(用于连接到一对电容器)，但是其他数量的第二电连接器也是可能的。

母线70进一步包括第一电连接件75a、75b和75c，以及第二电连接件76a、76b和76c，用于如上文论述的连接到DC电源模块。第一电连接件75可以与第一导体板71相关联(并且因此可以向对应的电源模块提供负极DC电压)，并且第二电连接件76可以与第二导体板相关联(并且因此可以向对应的电源模块提供正极DC电压)。

如下文进一步论述的，在一些变型中，母线可以包括连接到电接地的第三层，这种电接地连接可以形成到对应的DC电源模块。

如上文指示的，可以设置多个电容器装置用于上文描述的实施例。下面论述一些示例。

图8示出了根据示例实施例的电容器，该电容器总体由附图标记400指示。电容器400可以类似于上文参考图1至图6描述的电容器12、13、32、33和34。电容器400以第一取向400a和第二取向400b示出，因而分别示出电容器400的第一侧410a和第二侧410b。例如，电容器400可以放置在导体结构(11、31)上，使得第二侧410b邻近导体结构。电容器400包括第一电连接器结构420和第二电连接器结构430，使得第一电连接器结构420和第二电连接器结构430之间具有电容。在第一侧410a上示出的第一电连接器420(例如在轴向上)在电容器400内从电容器400的第一侧410a延伸到电容器400的第二侧41b，使得第一电连接器结构420可从电容器400的第一侧410a和第二侧410b两者触及。第二连接器结构430可以由电容器400的壳体(例如金属罐)形成。

在示例实施例中，第一电连接器结构420包括孔，该孔在电容器400内(例如，沿中心轴线或另一轴线)从第一侧410a延伸到第二侧410b，使得第一电连接器420设置在所述孔内。例如，第二取向400b示出了位于电容器400的第二侧410b处的中心轴线向正极端子(第一电连接器420)，并且第一取向400a示出了位于电容器400的第一侧410a(第二侧410b的相反侧)处的开口，该开口允许从第一侧410a触及第一电连接器420。因此，第一电连接器420可从电容器400的第一侧410a和第二侧410b两者触及。

如上文描述的，具有增加的对称性的电容器装置可以提供减小的电感，这对于具有高开关频率的半导体系统可能是期望的。电容器400允许从电容器的两侧触及位于电容器的中心轴线上的第一电连接器420，例如，以从电容器的两侧通过跨越电容器的长度延伸的孔进行钎焊、焊接、拧紧或以其他方式固接。这可以使得能够沿单条中心轴线将两个电容器(例如，彼此正对地)安装在导体结构(例如，母线)的两侧上，并且仍然允许对应的电容器的电连接器连接到正极连接件。

在一个示例中，第一电连接器420可以沿电容器400的中心轴线放置在任何地方，使得第一电连接器不限于放置在第二侧410b上。

图9是根据示例实施例的电容器的截面，该电容器总体由附图标记500指示。与上文描述的电容器400(以及电容器12、13、32、33、34)类似的电容器500包括第一侧510a(例如类似于第一侧410a)、第二侧510b(例如类似于第二侧410b)、中心孔540、设置在电容器500的中心轴线处的第一电连接器520、以及由围绕电容器500的壁(例如金属罐壳体)提供的第二连接器530。电容器500可以借助于螺栓550安装在导体(例如母线)上，用于将第一电连接器520连接到导体上的连接件(例如正极连接件)。例如，螺栓550可以固接(例如通过螺栓联接或钎焊)到导体，从而允许电容器的第一侧510a和/或第二侧510b两者连接到正极连接件。第一电连接器520可以包括使用螺栓550夹紧的孔，或者可以是螺栓550可以拧入其中的螺纹孔。

在一个示例中，导体是母线结构(例如类似于母线11、31、70)，该母线结构包括两个导体板，一个处于正电位并且一个处于负电位，其中在两个导体板之间具有绝缘体。导体板可以包括孔，用于使得能够与诸如电容器等电部件进行连接，或者用于允许连接件穿过孔到达另一个板。

在一个示例中，第二电连接器530可从电容器的第一侧510a和第二侧510b两者触及。这可以通过沿电容器的外表面(例如，金属罐壳体)形成第二电连接器530来实现。因此，第二电连接器530可以至少部分地设置在电容器500的外壳的外部上，使得第二电连接器可从电容器的第一侧510a和第二侧510b两者触及。

图10是根据示例实施例的电容器的截面，该电容器总体由附图标记600指示。电容器600(类似于电容器12、13、32、33、34、400和500)具有第一侧610a和第二侧610b，并且进一步包括第一电连接件620以及第二电连接件630a和630b。第一电连接件620可以类似于第一电连接件520，使得第一电连接件可以通过连接装置(例如螺栓)连接到导体(例如母线)上的连接件(例如正极DC连接件)来提供正极连接件。第二电连接件630a和630b可以配置成提供负极连接件。例如，第二电连接件630a和630b可以设置为凸缘，使得可以使用一个或多个螺栓(例如螺栓650a和650b)来将第二电连接件连接到导体(例如母线)上的负极连接件。

在一个示例中，第一电容器对中的每个电容器的第一电连接器(14、420、520、620)形成第一电连接器结构的一部分或全部，这将在下面参考图13进一步描述。每个电容器的第一电连接器结构在对应的电容器内从电容器的第一侧延伸到电容器的第二侧。

图11是根据示例实施例的电容器的截面，该电容器总体由附图标记700表示(类似于电容器12、13、32、33、34、400、500和600)。电容器700包括第一电连接器720和第二电连接器730a(例如，类似于参考图1描述的第二连接装置17)。电容器700可以安装在导体结构(例如母线)上，该导体结构包括处于负电位的第一导体板760、处于正电位的第二导体板780、以及在第一导体板760与第二导体板780之间的绝缘体770。第二电连接器730a可以配置成例如借助于支架结构750连接以提供负极连接件。支架结构750可以在一端处固接到第二电连接器730a，并且可以在另一端处固接到导体760，以提供到第二电连接器730a的负极连接件。类似地，第一电连接器720可以连接到由第二导体板780提供的正极连接件，例如，使用用于将第一电连接器720连接到第二导体板780的螺栓。第一电连接器720可以借助于绝缘体与第一导体板760(负极连接件)隔开。在一个示例中，电容器700可以包括多个第二电连接器73a和支架结构750，如上文参考图1至图5描述的。

图12示出了根据示例实施例的电容器，该电容器总体由附图标记1000指示。电容器1000包括第一电连接器1020和第二电连接器1030。第二电连接器1030可以包括在围绕电容器1000的底端延伸的凸缘1040处相遇的多个区段。因此，第二电连接器1030可以在电容器的外表面上包括圆柱形结构(而不是由上文描述的电容器12、13、32、33、34所包括的四个部分)，并且可以包括单个凸缘，该凸缘设置为围绕电容器100的圆形结构并且可以用于将电容器安装在导体上。应注意，图1至图6所描述的电容器可以组合，其中多个第二电连接器电连接到凸缘1040。

图13示出了根据示例实施例的包括电容器的电路，该电路总体由附图标记130指示。电路130包括电容器131、电容器132和导体结构133。电路130以截面视图示出，使得可以看到电容器的截面。

在一个示例中，电容器131和132形成电容器对，并且第一电容器对中的每个电容器包括在对应的电容器(131和132)内从第一侧在轴向上延伸到第二侧的孔(分别为135和138)，其中第一电连接器结构(134a、137a)设置在所述孔内。例如，第一电连接器结构(134a、137a)沿对应的电容器的中心轴线延伸。

例如，电容器131和132安装在母线133的相反两侧上，使得电容器131和132彼此对准，具有公共中心轴线(例如，从电容器131的孔135延伸到电容器132的孔138的轴线)。电容器131包括第一电连接器结构134a和第二电连接器结构134b。电容器132包括第一电连接器137a和第二电连接器137b。导体结构133包括用于连接正极连接件的导体板133a和用于连接负极连接件的导体板133b。

电容器131的第一电连接器134a和电容器132的第一电连接器137a可以借助于螺栓136连接到导体板133a，该螺栓136可以通过孔135和138紧固到电容器131和132两者。因此，第一电连接器134a和137a连接到正极连接件。

电容器131的第二电连接器134b和电容器132的第二电连接器137b可以借助于螺栓139连接到导体板133b，因而将第二电连接器134和137连接到负极连接件。如上文参考图1至图12描述的，电容器131或132可以包括第二电连接器的多个区段，这些区段可以是分离的或可以与围绕电容器的单个凸缘连结。

在一个示例中，电容器131的第一电连接器结构134a在电容器131内从电容器131的第一侧(例如顶侧)延伸到电容器131的第二侧(例如邻近导体结构的底侧)。类似地，电容器132的第一电连接器结构137a在电容器132内从电容器132的第一侧(例如底侧)延伸到电容器132的第二侧(例如邻近导体结构的那一侧)。

图14示出了根据示例实施例的电路，该电路总体由附图标记140指示。电路140包括第一导体结构141(例如类似于导体结构11和31)和第二导体结构142。多个电容器可以在第二导体结构142中的一个或两个上布置成多个层级。DC电源模块149的相应层设置有第一导体结构141和第二导体结构142。端子147和148用于两个DC电力输入，并且端子146提供来自电源模块149的AC输出。例如，第一电容器层级143中的多个电容器安装在第一导体结构141的第一侧；第二电容器层级144中的多个电容器安装在第一导体结构141的第二侧和第二导体结构142的第一侧；第三电容器层级145中的多个电容器安装在第二导体结构142的第二侧。多个层级中的多个电容器彼此对称相对地安装。这样，可以存在多层级电容器和导体结构，使得实施例不限于仅具有参考图1至图6所描述的两层级电容器。

图15示出了根据示例实施例的电路140的、总体由附图标记150指示的侧视图。侧视图150示出了第一导体结构141和第二导体结构142，以及安装在一个或多个导体结构上的第一层级电容器143、第二层级电容器144和第三级层级电容器145，如上文参考图14所描述的。

图16示出了在示例实施例中使用的开关模块，该开关模块总体由附图标记160指示。开关模块160包括第一开关部件161，该第一开关部件具有与导体结构的第一电连接件电接触的第一端子、和与第一输出电接触的第二端子。开关模块160进一步包括第二开关部件162，该第二开关部件具有与第一输出电接触的第一端子、和与导体结构的第二电连接件电接触的第二端子。开关模块160可以进一步包括用于控制第一开关部件和第二开关部件的开关的控制电路。

第一电容器163和第二电容器164并联设置在开关模块160的DC连接件之间。第一电容器和第二电容器可以形成设置在母线或类似装置的两侧上的一对电容器。如上文描述的，并联地设置多对电容器有助于电路的对称性。

在示例实施例中，开关模块160可以包括：多个第一开关部件161，该多个第一开关部件各自具有与导体结构的第一电连接件电接触的第一端子、和与多个输出之一电接触的第二端子；多个第二开关部件162，该多个第二开关部件各自具有与多个输出之一电接触的第一端子、和与导体结构的第二电连接件电接触的第二端子；以及控制电路，该控制电路用于控制多个开关部件的开关。在设置多个第一和第二开关部件的情况下，可以针对多个第一和第二开关部件中的每个第一和第二开关部件设置单独的电容器对。

上文描述的示例实施例中的至少一些包括在正极DC电源与负极DC电源之间切换的一个或多个电源模块。这对于所有示例实施例并不是必要的。例如，三层级电源模块配置是已知的，其中正极DC电源和负极DC电源与接地连接一起提供。

图17示出了根据示例实施例的电路，该电路总体由附图标记240指示，其中利用三层级DC配置。电路240包括第一导体结构241。该第一导体结构可以类似于导体结构11和31，但是这里该第一导体结构包括用于正极DC输入、中性DC输入和负极DC输入的三个分离的导体。多个电容器可以在导体结构241上布置成多个层级。DC电源模块249设置在第一导体结构241上。端子247、248和250用于两个DC电输入和中性层级，并且端子246提供来自电源模块249的AC输出。电容器243安装在第一导体结构241的第一侧上的第一电容器层级中；电容器244安装在第一导体结构241的第二侧上的第二电容器层级中。多个层级中的多个电容器243、244彼此对称相对地安装。

图18示出了根据示例实施例的电路240的、总体由附图标记260指示的侧视图。侧视图260示出了第一导体结构241、以及安装在导体结构241上的第一层级电容器243和第二层级电容器244，如上文参考图17所描述的。

对于本领域普通技术人员来说将显而易见的是，上文描述的三层级电源模块仅作为示例提供。本文中描述的原理适用于替代的三层级电源模块配置。

图19是在示例实施例中使用的逆变器电路的框图，该逆变器电路总体由附图标记170指示。逆变器电路170可以包括AC输入171、用于将AC电源转换成DC信号的整流器172、以及DC存储电容器173。逆变器电路可以进一步包括开关模块174(类似于开关模块160)和控制模块175，该控制模块用于控制多个开关部件的开关。上文描述的电路可以用于实现开关模块174，其中DC存储电容器两端的DC电压向母线提供DC输入。

上文描述的包括彼此相对安装的、具有公共轴线的至少一对电容器的示例实施例的一些优点包括：

·给定体积下电容增加

·可使用传统螺钉从母线的两侧触及电容器端子

·电感减小

·电容器充当散热器，改善了热性能以及对由母线中的电流产生的热的散热

·电路布局可以适配于任何DC多端子电源模块

·针对模块化设计简化了机械组装

·额定温度下RMS电流最大化

·实现了紧凑的模块化结构(例如，针对汽车应用)

·易于放大/缩小的灵活构建块

·改善的电流密度分布

·较低的换流电感(例如，在电源模块的端子处测量的2.3nH)

上文所描述的本发明实施例仅仅通过举例的方式来提供。技术人员将意识到在不偏离本发明的范围的情况下可以进行的许多修改、变化和替换。本申请的权利要求旨在敦促如落在本发明的精神和范围内的所有这样的修改、变化和替换。例如，本文描述的原理适用于各种各样的半导体部件(不仅仅是电源模块和电源模块部件)。

Claims (17)

1.一种设备，包括：

导体结构，该导体结构包括第一电连接件和第二电连接件；

第一电容器对，该第一电容器对包括彼此正对地安装在导体结构的相反两侧上的第一电容器和第二电容器，其中该第一电容器和该第二电容器各自都具有第一电连接器和第二电连接器，在该第一电连接器与该第二电连接器之间具有第一电容，并且其中该第一电容器和该第二电容器各自都具有第一侧、和与该第一侧相反的第二侧；

第一连接装置，该第一连接装置将该第一电容器的第一电连接器和该第二电容器的第一电连接器连接到该导体结构的第一电连接件，其中在对应的电容器的第二侧上的第一电连接器在该导体结构的对应侧上对准；以及

第二连接装置，该第二连接装置将该第一电容器的第二电连接器和该第二电容器的第二电连接器连接到该导体结构的第二电连接件，其中在对应的电容器的第二侧上的第二电连接器在该导体结构的对应侧上对准。

2.根据权利要求1所述的设备，其中该导体结构是母线。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中该导体结构具有与该导体结构的第一电连接件电接触的第一层、和与该导体结构的第二电连接件电接触的第二层。

4.根据权利要求3所述的设备，其中该第一层和该第二层中的一个是正极DC层，并且该第一层和该第二层中的另一个是负极DC层。

5.根据权利要求3或4所述的设备，其中该导体结构具有第三层和第三电连接件，其中该第三层与该导体结构的第三电连接件电接触。

6.根据权利要求5所述的设备，其中该第三层是电接地层。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中这些电容器的第一电连接器和第二电连接器各自都能够从对应的电容器的第一侧和第二侧两者触及，其中这些电容器的第二侧邻近该导体结构。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中该第一电容器对中的每个电容器的第一电连接器形成第一电连接器结构的一部分或全部，其中每个电容器的第一电连接器结构在对应的电容器内从该电容器的第一侧延伸到该电容器的第二侧。

9.根据权利要求8所述的设备，其中该第一电容器对中的每个电容器包括在该电容器内从该第一侧在轴向上延伸到该第二侧的孔，其中该第一电连接器结构设置在所述孔内。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其中该第一电连接器结构沿对应的电容器的中心轴线延伸。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的设备，其中该第二电连接器至少部分地设置在对应的电容器的外壳的外部上，使得该第二电连接器能够从该电容器的第一侧和第二侧两者触及。

12.根据权利要求11所述的设备，其中该第二电连接器具有多个区段，每个区段都能够单独地从该电容器的第一侧和第二侧两者触及，其中该多个区段围绕对应的电容器对称地设置。

13.根据权利要求12所述的电容器，其中该第二电连接器的多个区段在围绕对应的电容器的一端延伸的凸缘处相遇。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，进一步包括：

第二电容器对，该第二电容器对包括彼此正对地安装在该导体结构的相反两侧上的第一电容器和第二电容器，其中，该第二电容器对中的第一电容器和第二电容器各自都具有第一电连接器和第二电连接器，在该第一电连接器与第二电连接器之间具有第二电容；

第三连接装置，该第三连接装置将该第二电容器对中的第一电容器的第一电连接器和该第二电容器的第一电连接器连接到该导体结构的第一电连接件，其中在对应的电容器的第一侧上的第一电连接器在该导体结构的对应侧上对准；以及

第四连接装置，该第四连接装置将该第二电容器对中的第一电容器的第二电连接器和该第二电容器的第二电连接器连接到该导体结构的第二电连接件，其中在对应的电容器的第一侧上的第二电连接器在该导体结构的对应侧上对准。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，进一步包括：

第一开关部件，该第一开关部件具有与该导体结构的第一电连接件电接触的第一端子、和与第一输出电接触的第二端子；

第二开关部件，该第二开关部件具有与该第一输出电接触的第一端子、和与该导体结构的第二电连接件电接触的第二端子；以及

控制电路，该控制电路用于控制该第一开关部件和该第二开关部件的开关。

16.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，进一步包括：

多个第一开关部件，该多个第一开关部件各自都具有与该导体结构的第一电连接件电接触的第一端子、和与多个输出之一电接触的第二端子；

多个第二开关部件，该多个第二开关部件各自都具有与该多个输出之一电接触的第一端子、和与该导体结构的第二电连接件电接触的第二端子；以及

控制电路，该控制电路用于控制该多个开关部件的开关。

17.一种逆变器，包括：

整流器，该整流器用于将AC电源转换成DC信号；

DC存储电容器；以及

根据权利要求15或16所述的设备，其中在该导体结构的第一电连接件和第二电连接件两端提供该DC信号。