JPH01192109A - 低インダクタンスコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コンデンサに関するものでおり、待にＧＲＯ
サイリスクスナバ−回路用として実用に適する低インダ
クタンスコンデンサに係る。

［従来の技術］ ＧＴＯ（ｇａｔｅ　ｔｕｒｎ　ｏｆｆ）サイリスタスナ
バ−回路用コンデンサにおいては、低インダクタンスコ
ンデンサが要求されている。即ち、ＧＴＯサイリスタに
は、固有の逆耐圧があるが、これはＯＦＦ時に発生する
回路のインダクタンス分に比例するため、このインダク
タンスを小ざくすることで、ＧＴＯサイリスタによる大
電流のＯＮ、ＯＦＦ性能を向上できるのである。

従来、低インダクタンスコンデンサの構成としては、例
えば特開昭６２−１７６１２２号公報に提案されている
構成が存在する。このコンデンサにおいては、第４図に
示すように、複数個（図中４個）のコンデンサ素子２１
ａ〜２１ｄを重ね合せているが、その構造上、隣接する
コンデンサ素子の電流の向きを互いに逆向きにするため
に、一つおきのコンデンサ素子の同じ側から引出された
リード線は同じ端子に接続されている。即ち、具体的に
は、第４図において、第１、第３のコンデンサ素子２１
ａ、２１Ｇの図中手前側から引き出されたリード線２２
．２２と、第２、第４のコンデンサ素子２１ｂ、２１ｄ
の図中奥側から引出されたリード線２２．２２とは、図
中左側のボルト端子２３に、また、第２、第４のコンデ
ンサ素子２１ｂ、２１ｄの図中手前側から引き出された
リード線２４．２４と、第１、第３のコンデンサ素子２
１ａ、２１Ｃの図中奥側から引出されたリード線２４．
２４とは、図中右側の引出し端子２５に、それぞれ接続
されている。なお、図中２６はコンデンサ容器の上蓋、
２７．２８は上蓋２６に貫通固定された絶縁碍子である
。ボルト端子２３゜２５は、それぞれ絶縁碍子２７．２
８内に貫通固定され、これらの絶縁碍子２７．２８を介
して上蓋２６に貫通固定されている。また、第５図は、
第４図のコンデンサの全体を示す正面図であり、図中２
９はコンデンサ容器である。

そして、以上のようなコンデンサ素子４個の構成による
実例として、特開昭６２−１７６１２２号公報では、素
子定格０．５μＦ、リード線長さ１５０ｍｍとした場合
、０．０４４μＨの残留インダクタンスを得るとしてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、以上のような構成の従来技術は、以下の
ような問題点を有している。

■　隣接するコンデンサ素子は、互いに異電極面を有す
ることになるため、各コンデンサ素子を個別に絶縁する
必要があり、その結果構造が複雑、大型化してしまう。

■　コンデンサ素子のリード線を交互に別の引出し端子
に接続した場合、大容量、高電圧になるとリード線の接
続及び絶縁構成が複雑化してしまう。また、このように
複雑な構成のリード線を収納するために、第５図に示す
ように、コンデンサ素子の電極面とコンデンサ容器との
間のスペースＳ１、及びコンデンサ素子上面と上蓋との
間のスペースＳ２が大きく必要となり、この結果コンデ
ンサが大型化してしまう。

■　個々のコンデンサ素子から一々リード線を引出し、
ざらに、各リード線をそれぞれ絶縁するため、工数が著
しく多くなってしまい、製造工程が複雑化する。

■　隣接するコンデンサ素子の電流を互いに逆向きとす
ることにより、互いの磁界を相殺し、コンデンサ全体と
しての残留インダクタンスを低減するという基本構造で
あるため、個々のコンデンサ素子のインダクタンスの低
減はできない。

また、コンデンサ素子数が多くなると、リード線自体の
インダクタンスが増えてしまうため、コンデンサ全体の
インダクタンスの低減にも限界がある。ざらに、コンデ
ンサ素子数を偶数としなければならないという構成上の
制約もある。

■　実用上、高圧大電流ＧＴＯサイリスタスナバ−回路
においては、２５００〜３５００Ｖ級で容量定格４μＦ
〜６μＦのコンデンサが一般的に使用され、これらのコ
ンデンサに要求される残留インダクタンスは０．０６μ
Ｈ以下であるが、前記公報の構造において、２５０ＯＶ
級、６μＦのコンデンサを構成した場合、その残留イン
ダクタンスは０．０８μＨにまでしか低減できず、０．
０６μＨ以下とすることは不可能である。　　　　　　
　゛ 本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するため
に提案されたものであり、その目的は、コンデンサ素子
の配列及び結線構造を小型、簡略化し、コンデンサ素子
や結線のインダクタンスを互いに相殺するのではなく、
本質的に低減することにより、大容量定格においても、
インダクタンスを低減できるような、実用性の高い、優
れた低インダクタンスコンデンサを提供することである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明の・低インダクタンスコンデンサは、コンデンサ
素子を、電極が誘電体からはみ出すようにして重ね合せ
、巻回形成するものとし、このコンデンサ素子を複数個
重ね合せ、各コンデンサ素子の同じ側の電極面同士を電
極板で半田付は接続して、両側に電極板を有するコンデ
ンサ素体を形成する一方で、ボルト端子部と帯状平面部
とを備えた端子部材を形成し、この端子部材を、その帯
状平面部にて、前記コンデンサ素体の電極板に複数個ず
つ接続するものである。この場合、端子部材の配置は、
コンデンサ素体の電極面に沿った電流分布が均一となり
、且つコンデンサ素体を挟んで対称となるような複数対
配置とする。そして、このように端子部材を接続したコ
ンデンサ素体を、コンデンサ容器内に収納し、コンデン
サ容器の上蓋に貫通固定された絶縁碍子に、端子部材の
ボルト端子部を貫通固定することを構成の特徴としてい
る。

［作用］ 以上のような構成を有する本発明の低インダクタンスコ
ンデンサの作用は、以下の通りである。

まず、電極を誘電体からはみ出すようにして重ね合せ、
コンデンサ素子を形成しているため、有効電極幅を短縮
して、インダクタンスを低減できる。

また、ボルト端子部と帯状平面部とを備えた端子部材を
、直接コンデンサ素体の電極面に接続しているため、リ
ード部の長さを極力短縮でき、この点からも、インダク
タンスを大幅に低減できる。

この場合、リード線が不要となるため、結線構造を簡略
化できる。その上、リード配線用のスペースを省略でき
るため、コンデンサを小型化できる利点もある。

さらに、コンデンサ素子を重ね合せて一括に半田付けす
る構成であるため、各コンデンサ素子間の絶縁が不要で
あり、この点でも構造が簡略化されている。

即ち、本発明は、素子配列、結線構造が簡略で、且つ省
スペース構造であるため、大容量のコンデンサに適用し
た場合には、大幅な小型、簡略化が可能となる。

加えて、素子配列を特に偶数個にしなければならないと
いうような配列上の制限もなく、柔軟な配置構成が可能
であるという利点もある。

［実施例］ 以上説明したような、本発明による低インダクタンスコ
ンデンサを、ＧＴＯサイリスタスナバ−回路に使用され
る代表的コンデンサ定格６μＦ−２５００ＶＤＣのコン
デンサに適用した一実施例を第１図乃至第３図を参照し
て具体的に説明する。

なお、第１図（Ａ＞（Ｂ）は本実施例のコンデンサ全体
を示す図、第２図はコンデンサ素子の構成を示す図、第
３図はコンデンサ素体と端子部材との接続状態を示す図
である。

まず、コンデンサ素子を形成する際には、第２図に示す
ように、一方の電極となる１枚のアルミニウム箔１（厚
さ８μ）、誘電体２（厚さ４２μ）、他方の電極となる
１枚のアルミニウム箔１（厚さ８μ）、誘電体２（厚さ
４２μ）を、順に重ね合わせる。誘電体２は、１枚のコ
ンデンサ紙３（厚さ１２μ）の両側に、２枚のポリプロ
ピレンフィルム４（厚さ１５μ）を重ね合わせて形成す
る。

この場合、上下のアルミニウム箔１は、誘電体２に対し
、互いに異なる方向に２〜３ｍｍはみだして重ね合せる
。そして、有効電極幅２９ｍｍ、長さ３２７５ｃｍとし
、巻芯７５ｍｍで１１５回巻回し、１μＦのコンデンサ
素子を６個形成する。

このようにして形成した６個のコンデンサ素子５を第１
図（Ａ＞に示すように重ね合せ、各コンデンサ素子５の
同じ側の電極面同士を帯状の電極板６で半田付は接続し
て、コンデンサ素体７を形成する。

その一方で、第３図に示すように、ボルト端子部８の下
に帯状平面部９を延設して端子部材１０を形成する。そ
して、第１図（Ａ）に示すように、この端子部材１０を
、その帯状平面部９にて、前記コンデンサ素体７の両側
の電極板６に２個ずつ接続する。この場合、端子部材１
０は、コンデンサ素体７の電極面に沿った電流分布が均
一となるように配置する。また、コンデンサ素体７両側
の各２個の端子部材１０は、コンデンサ素体７を挟んで
それぞれ対向する位置に配置する。さらに、端子部材１
０は、第３図に示すように、途中で折曲げることなく、
コンデンサ素体７の電極面に沿って配置し、そのボルト
端子部８の軸心の間隔が、はぼコンデンサ素体７の幅と
同じとなるようにする。

そして、以上のように端子部材１０を一体に接続したコ
ンデンサ素体７を、第１図（Ａ）に示すように、コンデ
ンサ容器１１内に収納する。この場合、コンデンサ容器
１１の上蓋１２には、４個の端子部材１０の配置に合せ
て４個の絶縁碍子１３を貫通固定し、各絶縁碍子１３に
端子部材１０のボルト端子部８を挿入し、半田付は固定
する。

ざらに、上蓋１２、下蓋１４とコンデンサ素体７との間
には、絶縁耐圧を保持するための波形プレスポード１５
をそれぞれ挿入する。

以上のような構成を有する本実施例の作用は次の通りで
ある。

まず、アルミニウム箔１を誘電体２からはみ出すように
て重ね合せ、コンデンサ素子５の有効電極幅を２９ｍｍ
と従来よりも狭くし、従ってコンデンサの導体長さが従
来よりも短くなっているため、インダクタンスを低減で
きる。

また、結線構造の複雑な従来技術においては、リード線
の長さが長くなり易く、その結果、特に大容量コンデン
サにおいては、インダクタンスが許容範囲を越えてしま
う問題があったが、本実施例では、ボルト端子部８と帯
状平面部９とを備えた端子部材１０を、直接コンデンサ
素体７の電極面に接続しているため、リード部の長さを
極力短縮でき、周部のインダクタンスを大幅に低減でき
る。この場合、個々のコンデンサ素子を個別のリード線
によってボルト端子に接続していた従来技術に比べ、結
線構成を大幅に簡略化できる。と同時に、リード配線用
のスペースを省略できるため、コンデンサを小型化でき
る利点もある。

さらに、コンデンサ素子を重ね合せて一括に半田付けす
る構成であるため、従来必要だった各コンデンサ素子間
の絶縁が不要となっており、この点でも構造が簡略化さ
れている。

このように、本実施例は、素子配列、結線構造が簡略で
、且つ省スペース構造であるため、特に、大容量のコン
デンサに適用した場合には、従来に比べて大幅な小型、
簡略化が可能となる。

加えて、従来技術においては、素子配列を特に偶数個に
しなければならないといった配列上の制′限があったが
、本実施例においては、このような不都合はなく、柔軟
な配置構成が可能である。

なお、以上のような本実施例による定格６μＦ−２５０
０ＶＤＣのコンデンサと、第４図及び第５図に示した従
来型の定格６μＦ−２５００ＶＤＣのコンデンサとにお
いて、各５個の試料の残留インダクタンスを調べたとこ
ろ、以下のような結果が得られた。

即ち、本実施例による各コンデンサの残留インダクタン
スは、０．０５８μＨＳ０．０５３μＨ１０，０５４μ
８１０．０５６μＨ，０，０５８μＨであり、平均・残
留インダクタンスが、・０．０５５８μＨであったのに
対し、従来型の各コンデンサの残留インダクタンスは、
０．０８２μＨ１０゜０７３μＨ，０，０７８μＨ，０
，０８０μＨ１０，０８８μＨであり、平均残留インダ
クタンスは０．０８０２であった。この場合、本実施例
のコンデンサの平均残留インダクタンス０．０５５８μ
Ｈは、従来片のコンデンサの平均残留インダクタンス０
．０８０２μＨの６９．５％にすぎず、およそ３０〜４
０％程度低減されていることが分る。また、本実施例の
コンデンサの容器の寸法は１８５ｍｍｘ７０ｍｍｘ１８
０ｍｍであり、従来片のコンデンサの容器の寸法は１３
５ｍｍＸ９３ｍｍＸ）ＱＱｍｍであって、本実施例にお
いては、体積比についても、従来の９２％と約１０％程
度縮小されている。

ところで、前記実施例において、端子部材１０の数は、
片側に２本ずつとしたが、３本以上とすることも可能で
ある。しかし、４本以上としても、インダクタンスの低
減の上ではそれほど効果はないため、構成の簡略化とい
う点から、片側に２本または３本ずつ配置する構成が適
当であると考えられる。また、片側３本とした場合の平
均残留インダクタンスは、０．０５２μＨ位である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、複雑なリード配
線を使用していた従来技術に比べ、コンデンサ素子の配
列や結線構造を大幅に小型、簡略化でき、これに伴い、
コンデンサ素子や結線のインダクタンスを本質的に低減
できるため、大容量のコンデンサにおいても充分低いイ
ンダクタンスを実現でき、ＧＴＯサイリスタスナバ−回
路用などに実用性の高い、優れた低インダクタンスコン
デンサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による低インダクタンスコンデンサの一
実施例を示す図であり、第１図（Ａ＞は正面図、第１図
（Ｂ）は側面図、第２図は同実施例のコンデンサ素子の
構成を示す側面図、第３図は同実施例のコンデンサ素体
と端子部材との接続状態を示す側面図、第４図は従来の
低インダクタンスコンデンサを示す斜視図、第５図は第
４図の低インダクタンスコンデンサの全体を示す正面図
である。 １・・・アルミニウム箔、２・・・誘電体、３・・・コ
ンデンサ紙、４・・・ポリプロピレンフィルム、５・・
・コンデンサ素子、６・・・電極板、７・・・コンデン
サ素体、８・・・ボルト端子部、９・・・帯状平面部、
１０・・・端子部材、１１・・・コンデンサ容器、１２
・・・上蓋、１３・・・絶縁碍子、１４・・・下蓋、１
５・・・波形プレスポード。 ２１　ａ　〜２１　ｄ−＋ンデンサ素子、２２．２４・
・・リード線、２３．２５・・・ボルト端子、２６・・
・上蓋、２７．２８・・・絶縁碍子、２９・・・コンデ
ンサ容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電極が誘電体からはみ出すように重ね合せられてコンデ
   ンサ素子が巻回形成され、このコンデンサ素子が複数個
   重ね合せられ、各コンデンサ素子の同じ側の電極面同士
   が電極板で半田付け接続されることで、両側に電極板を
   有するコンデンサ素体が形成されると共に、 ボルト端子部と帯状平面部とを備えた端子部材が形成さ
   れ、この端子部材が、その帯状平面部にて、前記コンデ
   ンサ素体の電極板に複数個ずつ接続され、この場合の端
   子部材の配置は、コンデンサ素体の電極面に沿った電流
   分布が均一となり、且つコンデンサ素体を挟んで対称と
   なるように複数対配置され、 さらに、コンデンサ素体は、接続された端子部材と一体
   にコンデンサ容器内に収納され、コンデンサ容器の上蓋
   には複数個の絶縁碍子が貫通固定され、この絶縁碍子に
   前記端子部材のボルト端子部が貫通固定されたことを特
   徴とする低インダクタンスコンデンサ。