JP6060923B2 - 積層型フィルムコンデンサ、フィルムコンデンサモジュール及び電力変換システム - Google Patents

Description

本発明は、積層型フィルムコンデンサ、フィルムコンデンサモジュール及び電力変換システムに関する。

巻回型又は積層型のフィルムコンデンサは、電極と誘電体で構成されるフィルムとが多層積層されて構成されている。このようなフィルムコンデンサでは、電極を流れる電流によって発熱し、その熱によって誘電体を構成するフィルムが熱収縮することがある。そこで、フィルムコンデンサ内で発生した熱を放熱可能なフィルムコンデンサが開発されている。

特許文献１には、金属膜が形成されたフィルムを巻回又は積層したフィルムコンデンサにおいて、フィルム内に板状の放熱性を有する絶縁性のフィラーを含有させることが記載されている。

特許文献２には、アルミニウム膜が蒸着されたフィルムを積層したフィルムコンデンサにおいて、アルミニウム膜の端縁にアルミナを形成し、このアルミニウム膜の端縁から放熱を行うことが記載されている。

特許文献３〜６には、巻芯と、巻芯に巻回される金属が蒸着されたフィルムとを備えるフィルムコンデンサにおいて、巻芯から放熱することが記載されている。特許文献３及び６のフィルムコンデンサでは、巻芯がフィルムコンデンサの外周面にメタリコン処理によって形成された電極に接続され、金属材料で形成されている。特許文献３及び６には、これにより、放熱性を高めることが記載されている。特許文献４には、巻芯に冷却管を挿入し、冷媒でフィルムコンデンサを冷却することが記載されている。特許文献５には、巻芯の内周面に、放熱フィンを設けることが記載されている。

特許文献７には、フィルムコンデンサの端子を櫛歯状に形成して、この櫛歯状の端子から放熱することが記載されている。

特開２０１３−１５３１１５号公報 特開２０１２−９９７１２号公報 特開２００８−３１１２５３号公報 特開２００８−３００６００号公報 特開２００８−３００５０２号公報 特開２００８−２１１１２８号公報 特開２００３−５９７５２号公報

特許文献１のフィルムコンデンサでは、誘電体を構成するフィルムに絶縁性のフィラーが含有されているので、フィルムコンデンサ内の電界が乱れ、その結果、フィルムコンデンサの信頼性が低下する恐れがある。また、特許文献２のフィルムコンデンサでは、アルミニウム膜が薄い蒸着膜であるので、熱伝導性が小さく、放熱性が十分でない恐れがある。特許文献３〜６のフィルムコンデンサでは、巻芯の近傍の熱は放熱されるものの、巻芯から離れた部分の熱を十分に放熱することが難しい。また、特許文献７のフィルムコンデンサでは、外周近傍の熱は放熱されるものの、フィルムコンデンサ内部の熱は十分に放熱されない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、信頼性が高く、放熱性に優れた積層型フィルムコンデンサを提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る積層型フィルムコンデンサは、
第１の容量電極と、第２の容量電極とが、第１の誘電体フィルムを介して互いに対向するように積層された積層体と、
前記第１の容量電極と電気的に接続された第１の外部電極と、
前記第２の容量電極と電気的に接続された第２の外部電極と、
を備えた積層型フィルムコンデンサであって、
前記積層体は、前記第２の容量電極に第２の誘電体フィルムを介して積層され、前記第２の容量電極と前記第２の誘電体フィルムを介して対向する導体で構成され、前記第２の外部電極に電気的に接続された放熱体と、前記放熱体に第３の誘電体フィルムを介して積層され、前記放熱体と前記第３の誘電体フィルムを介して対向し、前記第２の外部電極に電気的に接続された第３の容量電極と、を備え、
前記放熱体の厚みは、前記第１の容量電極、前記第２の容量電極、及び前記第３の容量電極の少なくとも一つの厚みよりも大きく、
前記放熱体は、前記第１の容量電極、前記第２の容量電極、及び前記第３の容量電極の少なくとも一つよりも放熱性が高く、前記積層体の少なくとも中央から前記第２の外部電極まで延びる、
ことを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る積層型フィルムコンデンサは、
第１の容量電極と、第２の容量電極とが、第１の誘電体フィルムを介して互いに対向するように積層された積層体と、
前記第１の容量電極と電気的に接続された第１の外部電極と、
前記第２の容量電極と電気的に接続された第２の外部電極と、
を備えた積層型フィルムコンデンサであって、
前記積層体は、前記第２の容量電極に第２の誘電体フィルムを介して積層され、前記第２の容量電極と前記第２の誘電体フィルムを介して対向する導体で構成され、前記第２の外部電極に電気的に接続された放熱体と、前記放熱体に第３の誘電体フィルムを介して積層され、前記放熱体と前記第３の誘電体フィルムを介して対向し、前記第２の外部電極に電気的に接続された第３の容量電極と、を備え、
前記放熱体の熱抵抗は、前記第１の容量電極、前記第２の容量電極、及び前記第３の容量電極の少なくとも一つの熱抵抗よりも小さく、
前記放熱体は、前記第１の容量電極、前記第２の容量電極、及び前記第３の容量電極の少なくとも一つよりも放熱性が高く、前記積層体の少なくとも中央から前記第２の外部電極まで延びる、
ことを特徴とする。

前記第１の容量電極と前記第２の容量電極とは、例えば、金属の蒸着膜から形成される。

前記第１の外部電極及び前記第２の外部電極は、メタリコン処理により形成されてもよい。

また、本発明の第３の観点に係るフィルムコンデンサモジュールは、
上述の積層型フィルムコンデンサと、
前記第１の外部電極と前記第２の外部電極の少なくとも一方に接続され、外部回路に接続される接続電極と、を備える、
ことを特徴とする。

本発明の第４の観点に係る電力変換システムは、
直流電力と交流電力の一方を他方に変換する電力変換システムにおいて、
上述の積層型フィルムコンデンサ、及びフィルムコンデンサモジュールの少なくとも一方を、直流電圧に重畳するサージを低減するための平滑用コンデンサとして使用した、
ことを特徴とする。

本発明によれば、放熱体を配置することにより、信頼性が高く、放熱性に優れた積層型フィルムコンデンサ等が提供される。

本発明の実施形態１に係るフィルムコンデンサを示す斜視図である。 図１に示すフィルムコンデンサのＰ−Ｐ断面を示す断面図である。 実施形態２に係るフィルムコンデンサを示す斜視図である。 図３に示すフィルムコンデンサの平面図、及びＱ−Ｑ断面を示す断面図である。 実施形態３に係るフィルムコンデンサを示す断面図である。 実施形態４に係るフィルムコンデンサを示す断面図である。 実施形態５に係るフィルムコンデンサモジュールの斜視図である。 実施形態５に係るフィルムコンデンサモジュールの斜視図である。 実施形態６に係る電力変換システムの回路図である。 放熱体の変形例を示す断面図である。 放熱体の変形例を示す断面図である。 放熱体の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。フィルムコンデンサの金属化フィルムが積層された方向をＺ方向、金属化フィルムの長手方向と短手方向を、それぞれ、Ｙ方向とＸ方向とする直交座標をとって以下適宜参照する。

（実施の形態１）
図１及び図２を参照して、実施の形態１に係る積層型フィルムコンデンサ１００の構成を説明する。積層型フィルムコンデンサ１００は、第１のフィルム１０と第２のフィルム２０とが複数層、交互に積層されて形成された積層体と、その両端面それぞれに形成されたメタリコン部４、５とを備える。図２は図１に示すＰ−Ｐ断面を示している。

第１のフィルム１０、第２のフィルム２０は、図２に示すように、誘電体フィルム１とその表面に形成された第１の容量電極２、第２の容量電極３で構成されている。なお、図２の誘電体フィルム１の部位については、他の部位との識別を容易にするため断面であることを示すハッチングを省略している。

誘電体フィルム１は、誘電体、例えば、セラミック、ポリエチレン・テフタレート、ポリプロピレン、ポリフェニレン・サルファイド、ポリエチレン・ナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネイト、雲母等により形成されている。誘電体フィルム１は、平面矩形状に形成されている。その厚みは、例えば、数μｍ程度、Ｙ方向の幅は数十ｍｍである。Ｘ方向の長さＥは幅よりも大きく、数十ｍｍ〜数百ｍｍ程度である。

第１の容量電極２、第２の容量電極３は、蒸着等により形成されたＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の金属膜から構成されている。第１の容量電極２、第２の容量電極３の厚みは、０．０１〜０．１μｍである。第１の容量電極２、第２の容量電極３は、平面矩形状に形成され、互いに同一の大きさに形成されている。第１の容量電極２、第２の容量電極３は、誘電体フィルム１の±Ｙ方向の端縁から離れた位置に形成されている。第１の容量電極２は、誘電体フィルム１の、＋Ｘ方向の端縁と距離Ｃ離れた位置から−Ｘ方向に端縁までを覆い、第２の容量電極３は、誘電体フィルム１の、−Ｘ方向の端縁と距離Ｃ離れた位置から＋Ｘ方向に端縁までを覆っている。

第１のフィルム１０は、ＸＹ方向の端縁が相互に揃った状態で積層されている。同様に、第２のフィルム２０も、ＸＹ方向の端縁が相互に揃った状態で積層されている。一方、第１のフィルム１０と第２のフィルム２０とは、Ｘ方向に距離Ａだけずれて配置されている。

メタリコン部４、５は、加熱された溶射材（例えば金属）が第１のフィルム１０と第２のフィルム２０とが積層された積層体の±Ｘ方向の端面に吹き付けられて（メタリコン処理をされて）形成されている。メタリコン部４は、積層型フィルムコンデンサ１００の＋Ｘ端面で、第２のフィルム２０の＋Ｘ側端縁の第２の容量電極３の一部と第１のフィルム１０の＋Ｘ側端縁とを覆い、第２の容量電極３と接触し電気的に接続している。メタリコン部５は、積層型フィルムコンデンサ１００の−Ｘ端面で、第１のフィルム１０の−Ｘ側端縁の第１の容量電極２の一部と、第１のフィルム１０の−Ｘ側端縁とを覆い、第１の容量電極２と接触し電気的に接続している。なお、図２では、第１の容量電極２、第２の容量電極３及びメタリコン部４、５の区別を容易にするために強調して描いている。

積層型フィルムコンデンサ１００では、交互に複数積層された第１のフィルム１０、第２のフィルム２０の間に、第３のフィルム３０、第４のフィルム４０が挿入されている。具体的には、第１のフィルム１０と、その第１のフィルム１０とＺ方向に隣接する第１のフィルム１０との間に、第３のフィルム３０が積層されている。また、第２のフィルム２０と、その第２のフィルム２０とＺ方向に隣接する第２のフィルム２０との間に、第４のフィルム４０が積層されている。第３のフィルム３０は、誘電体フィルム１Ａと誘電体フィルム１Ａ上に配設された放熱体７Ａとで構成され、第４のフィルム４０は、誘電体フィルム１Ｂと誘電体フィルム１Ｂ上に配設された放熱体７Ｂとで構成されている。

放熱体７Ａと７Ｂは、第１の容量電極２、及び第２の容量電極３の少なくとも一方よりも放熱性が高い構造体である。放熱体７Ａ、７Ｂは、金属箔で形成され、その形状は平面矩形状である。放熱体７Ａ、７ＢのＹ方向の幅は、第１の容量電極２、第２の容量電極３と同じであり、Ｙ方向における位置も第１の容量電極２、第２の容量電極３の位置と同一である。放熱体７Ａ、７ＢのＸ方向の幅Ｄは、第１の容量電極２、第２の容量電極３の幅Ｅのほぼ半分であり、放熱体７Ａ、７Ｂは、コンデンサ１００のＸ方向における中央から、それぞれ−Ｘ方向の端縁、＋Ｘ方向の端縁まで延びている。放熱体７Ａ、７Ｂは、第１の容量電極２、第２の容量電極３のいずれか一方よりも厚く、例えば、数μｍ程度の厚みである。或いは、放熱体７Ａ、７Ｂは、第１の容量電極２、第２の容量電極３のいずれか一方の熱抵抗（熱伝導率）よりも熱抵抗（熱伝導率）が小さく（大きく）、例えば、放熱体７Ａ、７Ｂの熱抵抗は、金属膜の熱抵抗の１／１０〜１／１００倍である。放熱体７Ａと７Ｂは、それぞれ誘電体フィルム１Ａと１ＢとからＸ方向に距離Ａだけ露出し、メタリコン部４、５と電気的かつ物理的に接触している。

誘電体フィルム１Ａ、１Ｂは、第１のフィルム１０と第２のフィルム２０とを構成する誘電体フィルム１と同じ材料、形状の絶縁性フィルムであり、放熱体７Ａ、７Ｂと−Ｚ方向に隣接する第１の容量電極２、第２の容量電極３との間に配置され、電気的に絶縁している。

誘電体フィルム１Ｄは、第１のフィルム１０と第２のフィルム２０とを構成する誘電体フィルム１と同じ材料、形状のフィルムであり、コンデンサ１００の＋Ｚ側の面に配置され、最上層の第１のフィルム１０の第１の容量電極２を外部から電気的に絶縁すると共に保護している。

以上の構成を有する積層型フィルムコンデンサ１００では、積層された第１のフィルム１０、第２のフィルム２０との間に、放熱体７Ａ、７Ｂを有する第３のフィルム３０、第４のフィルム４０が挿入されている。放熱体７Ａ、７Ｂは、メタリコン部４、５と接続されている。また、放熱体７Ａ、７Ｂは、第１の容量電極２、第２の容量電極３のいずれか一方よりも放熱性が高く、放熱体７Ａ、７Ｂは、第１の容量電極２、第２の容量電極３のいずれか一方よりも厚く形成されているか、又は第１の容量電極２、第２の容量電極３のいずれか一方よりも熱抵抗が小さい（熱伝導率が大きい）。このため、放熱体７Ａ、７Ｂは、積層型フィルムコンデンサ１００内で発生する熱を、第１の容量電極２、第２の容量電極３よりも高い効率で、積層型フィルムコンデンサ１００外部へ放熱することが可能である。例えば、放熱体７Ａ、７Ｂは、金属膜（蒸着膜等）よりも熱抵抗が小さいので、従来の巻芯から放熱するコンデンサやアルミニウムの蒸着膜で放熱するコンデンサと比較して放熱効率が高い。

放熱体７Ａ、７Ｂは、第１のフィルム１０の第１の容量電極２、又は第２のフィルム２０の第２の容量電極３と、メタリコン部４、５を介して電気的に接続されている。放熱体７Ａ、７Ｂは、それぞれメタリコン部４、５に接続されており、第１の容量電極２、第２の容量電極３それぞれと同じ電圧が印加される。このため、放熱体７Ｂ、７Ａは、第１のフィルム１０と隣接する第１のフィルム１０との間、又は第２のフィルム２０と隣接する第２のフィルム２０との間の、電界を乱すことがない。その結果、積層型フィルムコンデンサ１００の信頼性が向上する。

放熱体７Ａ、７Ｂは、積層型フィルムコンデンサ１００のＸ方向における中央から、それぞれ−Ｘ方向の端縁、＋Ｘ方向の端縁まで延びている。このため、積層型フィルムコンデンサ１００の中央付近の熱を、積層型フィルムコンデンサ１００の両端面に高い効率で放熱することが可能である。

（実施形態２）
次に、図３及び図４を参照して、実施形態２に係る積層型フィルムコンデンサ１００の構成を説明する。実施形態２に係る積層型フィルムコンデンサ１００は、略直方体状に形成され、略直方体状の一つの端面にメタリコン部４、５が形成されている（いわゆる片側電極フィルムコンデンサである）。図４（Ｂ）は、図３及び図４（Ａ）に示すＱ−Ｑ断面を示している。なお、図４の誘電体フィルム１の部位については、他の部位との識別を容易にするため断面であるが、ハッチングを省略している。以下、実施形態１と異なる構成を中心に説明する。

第１の容量電極２、第２の容量電極３は、図４（Ａ）に示すように、内部電極２Ａ、３Ａと引き出し部２Ｂ、３Ｂとで構成されている。内部電極２Ａ、３Ａは、誘電体フィルム１よりも小さい平面矩形状に形成され、誘電体フィルム１の±Ｘ方向及び±Ｙ方向の端縁から離れて位置している。引き出し部２Ｂ、３Ｂは、平面矩形状に形成され、そのＹ方向の幅は、内部電極２Ａ、３ＡのＹ方向の幅の半分以下である。引き出し部２Ｂ、３Ｂは、内部電極２Ａ、３Ａから誘電体フィルム１の−Ｘ側の端縁まで延び、メタリコン部４、５と電気的に接続されている。引き出し部２Ｂ、３Ｂは、メタリコン部４、５に電圧が印加された場合、その電圧を内部電極２Ａ、３Ａに印加させる。引き出し部２Ｂは、引き出し部３Ｂよりも−Ｙ側に位置し、引き出し部２Ｂ、３ＢはＹ方向に互いに重なりあっていない。引き出し部２Ｂ、３Ｂそれぞれは、Ｙ方向に同じ位置に配置され、Ｚ方向に連なっている。

メタリコン部４、５は、積層型フィルムコンデンサ１００の−Ｘ側の端面に平面矩形状に形成されている。メタリコン部４、５それぞれは、引き出し部２Ｂ、３ＢそれぞれとＹ方向の幅がほぼ同一に形成され、積層型フィルムコンデンサ１００の−Ｘ側の端面で、−Ｚ側端縁から＋Ｚ側端縁までを覆っている。

積層型フィルムコンデンサ１００では、図４（Ｂ）に示すように、第１のフィルム１０と、その第１のフィルム１０とＺ方向に隣接する第１のフィルム１０との間に、放熱体７Ａと誘電体フィルム１Ａとで構成される第３フィルム３０が積層されている。

放熱体７Ａは、第１の容量電極２と同様に、内側領域部と引き出し部とで構成されている。放熱体７Ａの内側領域部は、Ｘ方向で第１の容量電極２の内部電極２Ｂよりもやや小さく、Ｙ方向で、内部電極２Ｂの大きさと同じである。放熱体７Ａ全体のＸ方向の長さＤは、第１の容量電極２の長さＦよりもやや小さく、放熱体７Ａは、第１のフィルム１０の第１の容量電極２の−Ｘ側の端縁とほぼ同じ位置から第１の容量電極２の中央よりも＋Ｘ側まで伸びている。放熱体７Ａは、−Ｘ側の端縁で誘電体フィルム１ＡとＸ方向に距離Ａだけずれて配置され、そのずれた部分がメタリコン部５に電気的かつ物理的に接触している。

誘電体フィルム１Ａは、第２のフィルム２０の誘電体フィルム１と同じ形状、大きさ、位置に形成され、放熱体７Ａと第１の容量電極２との間の絶縁を確保している。

実施形態２に係る積層型フィルムコンデンサ１００では、第１のフィルム１０と、その第１のフィルム１０と隣接する第１のフィルム１０との間に、放熱体７Ａを有する第３のフィルム３０が挿入されている。放熱体７Ａは、メタリコン部５と接続され、第１のフィルム１０の第１の容量電極２の−Ｘ側の端縁から第１の容量電極２のＸ方向における中央よりも＋Ｘ側に伸びている。このため、第１のフィルム１０の第１の容量電極２の中央よりも＋Ｘ側の位置で発生した熱を、−Ｘ側の端縁に放熱することが可能である。コンデンサの一端面にメタリコン部４、５が形成された積層型フィルムコンデンサ１００においても、その内部で発生する熱を高い効率で放熱することが可能である。

（実施形態３）
次に、図５の断面図を参照して、実施形態３に係る積層型フィルムコンデンサ１００の構成を説明する。実施形態３に係る積層型フィルムコンデンサ１００は、第３のフィルム３０と第２のフィルム２０とが交互に複数積層された積層体で構成されている。第３のフィルム３０は、放熱体７Ａと誘電体フィルム１Ａとで構成されている。なお、図５の誘電体フィルム１の部位については、他の部位との識別を容易にするため断面であることを示すハッチングを省略している。以下、実施形態１及び２と異なる構成を中心に説明する。

誘電体フィルム１Ａは、実施形態１の第１のフィルム１０の誘電体フィルム１と同様の材料で形成されている。誘電体フィルム１Ａは、第２のフィルム２０と−Ｘ側に距離Ａだけずれて配置されている。誘電体フィルム１Ａそれぞれは、Ｘ方向における端縁の位置が揃っている。

放熱体７Ａは、誘電体フィルム１Ａの＋Ｚ側の面に配置されている。放熱体７Ａは、誘電体フィルム１Ａの＋Ｘ側の端縁から距離Ｃだけ離れた位置から−Ｘ側の端縁までを覆うように配置されている。放熱体７Ａの−Ｘ側の端縁では、第２のフィルム２０から＋Ｚ側の面の放熱体７Ａが露出している。放熱体７Ａそれぞれは、Ｘ方向における端縁の位置が揃っている。放熱体７Ａそれぞれは−Ｘ側の端縁でメタリコン部５と電気的かつ物理的に接触している。

実施形態３に係る積層型フィルムコンデンサ１００では、放熱体７Ａと誘電体フィルム１Ａとで構成される第３のフィルム３０と第２のフィルム２０とが交互に複数積層され、放熱体７Ａそれぞれがメタリコン部５と接触している。メタリコン部４と５とにそれぞれ互いに極性の異なる電圧を印加することにより、放熱体７Ａと第２の容量電極３とはコンデンサの内部電極（容量電極）として機能する。放熱体７Ａがコンデンサの内部電極を兼ねるので、積層体内の電界が乱れない。このため、積層型フィルムコンデンサ１００では、信頼性が良好である。

（実施形態４）
次に、図６を参照して、実施形態４に係る積層型フィルムコンデンサ１００の構成を説明する。実施形態４に係る積層型フィルムコンデンサ１００は、第１のフィルム１０と第２のフィルム２０とが交互に複数積層され、第１のフィルム１０と１０との間、または第２のフィルム２０と２０との間に、第５のフィルム５０が積層されている。第５のフィルム５０は、誘電体フィルム１Ｃと、誘電体フィルム１Ｃ上に形成された放熱体７Ａ及び７Ｂとで構成されている。なお、図６の誘電体フィルム１の部位については、他の部位との識別を容易にするため断面であることを示すハッチングを省略している。以下、実施形態１〜３と異なる構成を中心に説明する。

誘電体フィルム１Ｃは、第１のフィルム１０、第２のフィルム２０よりもＸ方向における長さが距離２Ａだけ小さく形成されている。誘電体フィルム１Ｃの＋Ｘ側の端縁と第１のフィルム１０の＋Ｘ側の端縁とはＸ方向の位置が同じであり、誘電体フィルム１Ｃの−Ｘ側の端縁と第２のフィルム２０の−Ｘ側の端縁とＸ方向の位置が同じである。誘電体フィルム１Ｃは、±Ｘ方向の端縁で、メタリコン部４、５と接触している。

放熱体７Ａと７Ｂとは、誘電体フィルム１Ｃ上で、距離Ｇ隔てられてＸ方向に並んでいる。放熱体７Ａ、７Ｂは、誘電体フィルム１Ｃの−Ｘ側、＋Ｘ側の端縁から、それぞれ−Ｘ方向、＋Ｘ側に距離Ａだけずれている。放熱体７Ａ、７Ｂそれぞれは、−Ｘ側、＋Ｘ側の端縁で誘電体フィルム１Ｃから露出し、メタリコン部４、５と電気的かつ物理的に接触している。

放熱体７Ａ、７Ｂと＋Ｚ側に隣接する第１のフィルム１０、第２のフィルム２０は、放熱体７Ａ、７Ｂを支持するために、放熱体７Ａの−Ｘ側の端縁、放熱体７Ｂの＋Ｘ側の端縁まで延びている。また、放熱体７Ａ、７Ｂと誘電体フィルム１を介して隣接する第１の容量電極２、第２の容量電極３は、メタリコン部４、５と接触している。放熱体７Ａは、メタリコン部５と接触しているので、メタリコン部４と接触している第２の容量電極３との間に静電容量を有する（図６に示す領域９０）。一方、放熱体７Ｂは、メタリコン部４と接触しているので、メタリコン部５と接触している第１の容量電極２との間に静電容量を有する（図６に示す領域９１）。

実施形態４に係る積層型フィルムコンデンサ１００では、放熱体７Ａ、７Ｂが並んで配置され、放熱体７Ａ、７Ｂそれぞれが、−Ｘ側、＋Ｘ側の端縁でメタリコン部４、５と接触している。このため、積層型フィルムコンデンサ１００では、±Ｘ方向の端縁それぞれに積層型フィルムコンデンサ１００内部で発生した熱を放熱することが可能であり、＋Ｘ側又は−Ｘ側に放熱する放熱体よりも放熱の効率が高い。

積層型フィルムコンデンサ１００では、放熱体７Ａ、７Ｂが第１の容量電極２、第２の容量電極３との間に静電容量をもっている。積層型フィルムコンデンサ１００では、放熱体７Ａ、７Ｂが内部電極の一部として機能する。

（実施形態５）
次に、図７、８を参照して、実施形態５に係るコンデンサモジュール２００の構成を説明する。発明の実施形態５は、実施形態１、２に係る積層型フィルムコンデンサ１００で構成されるコンデンサモジュール２００である。図７（Ａ）、（Ｂ）に示すコンデンサモジュール２００は、実施形態１に係る積層型フィルムコンデンサ１００と、バスバー電極８、９とで構成されている。また、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すコンデンサモジュール２００は、実施形態２に係る積層型フィルムコンデンサ１００と、バスバー電極８、９とで構成されている。図７（Ａ）、（Ｂ）に示すコンデンサモジュール２００では、バスバー電極８、９は、積層型フィルムコンデンサ１００の±Ｘ方向の端縁に配置され、メタリコン部４、５と接触している。バスバー電極８、９は、外部の電子部品と接続するための、−Ｙ方向に延びるバスバー電極端子８Ａ〜８Ｃ、９Ａ〜９Ｃが設けられている。また、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すコンデンサモジュール２００では、バスバー電極８、９は、積層型フィルムコンデンサ１００の−Ｘ方向の端縁に配置されている。バスバー電極８、９のバスバー電極端子８Ａ〜８Ｃ、９Ａ〜９Ｃは、−Ｘ方向に延びている。

本発明の実施形態５に係るコンデンサモジュール２００では、積層型フィルムコンデンサ１００が放熱体７Ａ、７Ｂを有している。放熱体７Ａ、７Ｂがメタリコン部４、５を介してバスバー電極８、９と接触しているので、コンデンサモジュール２００は、モジュール内部に熱にこもりにくい。

（実施形態６）
次に、図９を参照して、実施形態６に係る電力変換システム７００の構成を説明する。本発明の実施形態６は、実施形態１乃至４のいずれかから選ばれる積層型フィルムコンデンサ１００を使用した電力変換システム７００である。図９に示すように、電力変換システム７００は、直流電源４００と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００と、ＤＣリンクコンデンサ２００Ｂと、三相インバータ５００と、を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ３００は、入力コンデンサ２００Ａと、電圧変換回路３１０と、を備える。

直流電源４００は、例えば二次電池である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３００は、直流電源４００から直流電力が供給されている場合、入力コンデンサ２００Ａを介して直流電圧を入力し、電圧変換回路３１０で昇圧して出力する。入力コンデンサ２００Ａは、直流電源４００から供給された直流電圧に重畳するサージを低減するための平滑化コンデンサであり、積層型フィルムコンデンサ１００から構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３００の出力である昇圧された直流電圧は、ＤＣリンクコンデンサ２００Ｂを介して三相インバータ５００に印加される。ＤＣリンクコンデンサ２００Ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００から出力された直流電圧に重畳するサージを低減するための平滑化コンデンサであり、積層型フィルムコンデンサ１００から構成されている。三相インバータ５００は入力された直流電力を三相交流電力に変換して出力する。出力された三相交流電力は、三相電力供給線を介してモータ６００に供給される。

一方、モータ６００に制動がかかるなどして、モータ６００の回転に伴って発電された三相交流電力が入力した場合、インバータ５００は、入力された三相交流電力を直流電力に変換してＤＣリンクコンデンサ２００Ｂに出力する。ＤＣリンクコンデンサ２００Ｂは、三相インバータ５００から出力された直流電圧のリップル成分を除去する。

そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００は、インバータ５００から出力された直流電圧を電圧変換回路３１０で降圧して、その降圧した直流電圧を入力コンデンサ２００Ａで平滑化する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００は、直流電力を、直流電源４００に供給して、直流電源４００を充電する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等によって限定されるものではない。例えば、実施形態３に係る積層型フィルムコンデンサ１００では、放熱体７Ａと誘電体フィルム１Ａとで構成される第３のフィルム３０と第２のフィルム２０とが交互に複数積層されていた。しかし、積層型フィルムコンデンサ１００では、積層されるフィルムすべてに放熱体７Ａ、７Ｂが含まれる必要はない。図１０に示すように、第１のフィルム１０と第２のフィルム２０とが交互に複数積層された積層型フィルムコンデンサ１００において、一部の第１のフィルム１０が、放熱体７Ａと誘電体フィルム１Ａとで構成される第３のフィルム３０に置き換えられてもよい。また、図１０に示すように、一部の第２のフィルム２０が、放熱体７Ｂと誘電体フィルム１Ｂとで構成される第４のフィルム４０と置き換えられてもよい。

また、上記の実施形態では、第１のフィルム１０、第２のフィルム２０それぞれが、１つの第１の容量電極２、第２の容量電極３を有していたが、第１のフィルム１０、第２のフィルム２０が複数の容量電極を有してもよい。例えば、積層型フィルムコンデンサ１００は、図１１に示すように、Ｘ方向に第１の容量電極２、第２の容量電極３が並ぶフィルム６０と、Ｘ方向中央に、第１の容量電極２、第２の容量電極３の一部とＺ方向に対向する第３の容量電極６が形成されたフィルム７０とが交互に複数層積層されてもよい。本発明では、このような積層型フィルムコンデンサ１００で、フィルム６０が放熱体７Ａ、７Ｂと誘電体フィルム１Ｃから構成される第５のフィルム５０と置き換えられて積層されてもよい。例えば、図１２に示すように、図１１に示す積層型フィルムコンデンサ１００のすべてのフィルム６０が放熱体７Ａ、７Ｂと誘電体フィルム１Ｃから構成される第５のフィルム５０と置き換えられて積層されてもよい。

また、上記の実施形態では、放熱体７Ａ、７Ｂが金属箔で形成されていたが、放熱体７Ａ、７Ｂは金属箔に限られない。本発明では、放熱体７Ａ、７Ｂは、第１の容量電極２及び第２の容量電極３の少なくとも一方よりも放熱性が高ければよい。例えば、絶縁性の材料で形成されてもよい。放熱体７Ａ、７Ｂは、例えば、第１の容量電極２及び第２の容量電極３（例えば、蒸着膜）の少なくとも一方よりも厚みが大きいか、或いは熱抵抗が小さければよい。

１ 誘電体フィルム
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ誘電体フィルム
２ 第１の容量電極
３ 第２の容量電極
２Ａ、３Ａ 内部電極
２Ｂ、３Ｂ 引き出し部
４ メタリコン部
５ メタリコン部
６ 第３の容量電極
７Ａ、７Ｂ 放熱体
８ バスバー電極
９ バスバー電極
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ バスバー電極端子
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ バスバー電極端子
１０ 第１のフィルム
２０ 第２のフィルム
３０ 第３のフィルム
４０ 第４のフィルム
５０ 第５のフィルム
６０ フィルム
７０ フィルム
９０ 領域
９１ 領域
１００ 積層型フィルムコンデンサ
２００ コンデンサモジュール
２００Ａ 入力コンデンサ
２００Ｂ ＤＣリンクコンデンサ
３００ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３１０ 電圧変換回路
４００ 直流電源
５００ 三相インバータ
６００ モータ
７００ 電力変換システム
Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ 距離

Claims (6)

1. 第１の容量電極と、第２の容量電極とが、第１の誘電体フィルムを介して互いに対向するように積層された積層体と、
   前記第１の容量電極と電気的に接続された第１の外部電極と、
   前記第２の容量電極と電気的に接続された第２の外部電極と、
   を備えた積層型フィルムコンデンサであって、
   前記積層体は、前記第２の容量電極に第２の誘電体フィルムを介して積層され、前記第２の容量電極と前記第２の誘電体フィルムを介して対向する導体で構成され、前記第２の外部電極に電気的に接続された放熱体と、前記放熱体に第３の誘電体フィルムを介して積層され、前記放熱体と前記第３の誘電体フィルムを介して対向し、前記第２の外部電極に電気的に接続された第３の容量電極と、を備え、
   前記放熱体の厚みは、前記第１の容量電極、前記第２の容量電極、及び前記第３の容量電極の少なくとも一つの厚みよりも大きく、
   前記放熱体は、前記第１の容量電極、前記第２の容量電極、及び前記第３の容量電極の少なくとも一つよりも放熱性が高く、前記積層体の少なくとも中央から前記第２の外部電極まで延びる、
   ことを特徴とする積層型フィルムコンデンサ。
2. 第１の容量電極と、第２の容量電極とが、第１の誘電体フィルムを介して互いに対向するように積層された積層体と、
   前記第１の容量電極と電気的に接続された第１の外部電極と、
   前記第２の容量電極と電気的に接続された第２の外部電極と、
   を備えた積層型フィルムコンデンサであって、
   前記積層体は、前記第２の容量電極に第２の誘電体フィルムを介して積層され、前記第２の容量電極と前記第２の誘電体フィルムを介して対向する導体で構成され、前記第２の外部電極に電気的に接続された放熱体と、前記放熱体に第３の誘電体フィルムを介して積層され、前記放熱体と前記第３の誘電体フィルムを介して対向し、前記第２の外部電極に電気的に接続された第３の容量電極と、を備え、
   前記放熱体の熱抵抗は、前記第１の容量電極、前記第２の容量電極、及び前記第３の容量電極の少なくとも一つの熱抵抗よりも小さく、
   前記放熱体は、前記第１の容量電極、前記第２の容量電極、及び前記第３の容量電極の少なくとも一つよりも放熱性が高く、前記積層体の少なくとも中央から前記第２の外部電極まで延びる、
   ことを特徴とする積層型フィルムコンデンサ。
3. 前記第１の容量電極と前記第２の容量電極とは、金属の蒸着膜から形成される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の積層型フィルムコンデンサ。
4. 前記第１の外部電極及び前記第２の外部電極は、メタリコン処理により形成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の積層型フィルムコンデンサ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の積層型フィルムコンデンサと、
   前記第１の外部電極と前記第２の外部電極の少なくとも一方に接続され、外部回路に接続される接続電極と、を備える、
   ことを特徴とするフィルムコンデンサモジュール。
6. 直流電力と交流電力の一方を他方に変換する電力変換システムにおいて、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の積層型フィルムコンデンサ、及び請求項５に記載のフィルムコンデンサモジュールの少なくとも一方を、直流電圧に重畳するサージを低減するための平滑用コンデンサとして使用した、
   ことを特徴とする電力変換システム。

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