TW201334000A - 薄膜電容器裝置 - Google Patents

薄膜電容器裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201334000A
TW201334000A TW101130085A TW101130085A TW201334000A TW 201334000 A TW201334000 A TW 201334000A TW 101130085 A TW101130085 A TW 101130085A TW 101130085 A TW101130085 A TW 101130085A TW 201334000 A TW201334000 A TW 201334000A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film capacitor
electrode
layer
film
circuit
Prior art date
Application number
TW101130085A
Other languages
English (en)
Inventor
Kanji Shimizu
Original Assignee
Kanji Shimizu
Enzo Planning Co Ltd
Takanashi Kazuhiko
K S Internat Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanji Shimizu, Enzo Planning Co Ltd, Takanashi Kazuhiko, K S Internat Kk filed Critical Kanji Shimizu
Publication of TW201334000A publication Critical patent/TW201334000A/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors
    • H01L28/60—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/33—Thin- or thick-film capacitors 
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

本發明提供能以低價構成進行具有充電電路與放電電路之薄膜電容器放電時之穩定定電壓輸出之薄膜電容器裝置。此薄膜電容器裝置，係從薄膜電容器接受隨著電壓下降之直流電流以暫時蓄積電荷、在具有基準電壓之狀態下對DC/DC變流器供應直流電流之併合式且在薄膜電容器蓄電量完全耗盡為止前具有放電效果。

Description

薄膜電容器裝置
本發明係關於一種具有充電電路與放電電路之薄膜電容器裝置。
作為電氣能量蓄積裝置而利用大容量之電容器之情形，一般使用電解電容器或積層陶瓷電容器等。近年來，以電動車為代表，由於對大容量電池之需求，鋰離子電池之大容量化進展且將電解電容器機能擴充之電氣雙層電池之開發亦旺盛地進行。又，積層陶瓷電容器在薄膜方式之大容量化之研究亦已開始。
然而，積層陶瓷電容器等所謂電容器，會有綜合性能降低之電流洩漏的問題。又，鋰離子電池等之藉由化學變化蓄積電氣能量之所謂電池，會有局部地進行充電/放電後因記憶體效應之問題使性能降低之問題。
為了解決此種問題，例如，專利文獻1~3提案利用巨磁阻效應之電氣能量蓄積裝置。
巨磁阻效應(GMR：Giant Magneto-resistance Effect)係在交互地形成有薄磁性區段與薄非磁性區段之構造中可觀察到之量子力學效應。若施加外部磁場，則因巨磁阻效應從，電阻零磁場之高阻狀態往高磁場之低阻狀態大幅地變化。因此，巨磁阻效應可利用為具有良好性能之絕緣體，具有巨磁阻效應之裝置能蓄積電氣能量。
專利文獻1~3記載之電容器，由於磁性區段係以薄膜 形成，因此為了增大容量，可考慮將磁性區段往二維方向擴大來增加面積，但此情形，會有裝置之小型化不易之問題。
又，薄膜電容器係利用蓄積在形成在電極材與電介質之界面之聚電體之電氣能量，因此為能瞬間充放電數千法拉等級之電氣容量之大容量電容器。
作為用途，可廣泛地利用於記憶體備份用之小容量品、電動車之動力輔助用之中容量品、及電動車之動力供應等之電力儲藏用蓄電池替代之大容量品。
此種薄膜電容器之單位電容器(亦稱為單元)之耐電壓係以其構成要素即電介質、亦即將電子與電洞分離之絕緣體之耐電壓決定，取決於材質、薄膜厚度、均勻度等，例如，鈦酸鋇系電介質之情形為約200V。
薄膜電容器，若施加電介質之耐電壓以上之電壓則會有破損之虞，因此在要求高電壓之用途，將複數個單位電容器串聯使用。
如上述，將單體或複合蓄電之電荷放電之情形，由於以高速放電，因此若直接放電則以圖3之A薄型電容器輸出所示之下降形進行放電。
為了使其成為平坦輸出，雖使用變流器，但若電容器輸出降低至低於閾值則無法進行轉換。
因此，為了提升閾值，將具有至少與閾值同等以上之容量之電容器併合地附設以進行平滑化，藉此能放電至蓄電電容器之蓄電量成為0為止。
一般而言，作為關於電容器之充放電之技術，例如有專利文獻1揭示者。
在進行薄膜電容器之放電時，如圖1所示，若將薄膜電容器與變流器直接連接，則在變流器之閾值以下之電流不進行轉換，會有無效放電之狀況。
本發明之目的在於提供一種小型且大容量並能獲得大電氣能量、在放電時至蓄電量成為0為止能有效地進行變流器之平滑轉換且能以低價構成來進行之薄膜電容器裝置。
專利文獻1：日本特開2008-177535號公報
專利文獻2：日本特開2008-177536號公報
專利文獻3：日本特開2009-049351號公報
專利文獻4：日本特開2004-215332號公報
薄膜電容器，例如圖1之電路所例示，切換開關SW1與SW2僅關閉充電電路C1，將薄膜電容器20之輸出入端子8,9與電源裝置連接，進行填充以蓄積電氣能量，蓄電後切換上述開關SW1與SW2以開啟充電電路C1，關閉放電電路C2以進行放電。
在進行上述放電時，如圖示，若將薄膜電容器20與變流器40直接連接，則在變流器40之閾值以下之電流不進行轉換，會有無效放電之狀況。
本發明之目的在於提供一種以充電電路將薄膜電容器蓄電、在放電時在放電電路放電至蓄電量成為0為止能有 效地進行變流器之平滑轉換且能以低價構成來進行之薄膜電容器裝置。
為了解決上述課題，請求項1發明之薄膜電容器裝置，係進行用在直流電路之薄膜電容器之放電，其特徵在於：
薄膜電容器由以導電性材料形成之第一電極、以導電性材料形成且定位成與該第一電極對向之第二電極、及形成為被該第一電極與該第二電極夾著之電介質層構成，在該第一電極與該電介質層之間及該第二電極與該電介質層之間，藉由金屬之微粒子所構成之聚電子體形成聚電子體層，該金屬之微粒子係磁化；具有對該薄膜電容器充電之充電電路與放電之放電電路；放電電路，係從已蓄電之該薄膜電容器接受隨著電壓下降之直流電流以暫時蓄積電荷、在具有基準電壓之狀態下對DC/DC變流器供應直流電流之併合式且在薄膜電容器蓄電量完全耗盡為止前具有放電效果。
又，請求項2發明之薄膜電容器裝置中，該薄膜電容器係由可在並聯或串聯間切換之複數個薄膜電容器群構成，充電電路與放電電路可藉由開關裝置切換地連接於該薄膜電容器群，連接有充電電路之情形，將複數個薄膜電容器並聯，連接有放電電路之情形，將複數個薄膜電容器串聯。
又，請求項3發明之薄膜電容器裝置中，該電介質層具備連接複數個第一電極彼此之配線與連接該複數個第二電極彼此之配線。
從已蓄積電氣能量之薄膜電容器接受隨著電壓下降之直流電流以暫時蓄積電荷、在具有基準電壓之狀態下對DC/DC變流器供應直流電流之併合式，且在薄膜電容器蓄電量完全耗盡為止前具有放電效果，因此能以低價構成長時間進行用在直流電路之薄膜電容器放電時之穩定定電壓輸出。
以下，針對本發明之薄膜電容器裝置之較佳實施形態，藉由以下所示之實施例詳細進行說明。
實施例1
針對本發明之薄膜電容器裝置1之較佳實施例，參照圖2以後之圖式進行說明。
本實施例1具有可切換地連接於薄膜電容器20之端子之一方8(或9)與另一方9(或8)之充電電路C1與放電電路C2。
在放電電路C2，在薄膜電容器20與DC/DC變流器40之間附設有輔助電容器30，在薄膜電容器20之蓄電量成為0為止進行變流器轉換。
圖2(a)係藉由SW1,SW2之操作開關選擇充電電路C1與放電電路C2連接於薄膜電容器20之構成。
此處，薄膜電容器20為單體或複數亦可。
在圖示例雖為使二個開關連動之構成，但在本發明，開關只要為能切換操作充電電路C1與放電電路C2之構造，則一個或複數個亦可，並不特別限定其構造。
省略圖示之充電電路C1，與圖1相同可使用公知之充電電路，但由於薄膜電容器20之初始充電時若與直流電源直接連接則大電流流過，會有超過容許電流值之虞，因此較佳為，在電源裝置附加定電流控制機能或限制大電流輸入之電流限制手段。
又，在本實施例，雖薄膜電容器20與放電電路C2串聯，但充電電路為複數個薄膜電容器之情形，將此等串聯或並聯皆可。
圖2(b)係在由複數個薄膜電容器構成之薄膜電容器群20’與充電電路C1、放電電路C2之間設置開關裝置SW，以該開關裝置SW之切換，與上述電路C1,C2之切換同時可將複數個薄膜電容器群20’切換於並聯與串聯。
是以，若將上述開關裝置SW切換成充電電路C1，則將複數個薄膜電容器群20’並聯以進行從電源裝置之充電，若切換成放電電路C2，則將複數個薄膜電容器群20’串聯以進行放電。
在上述充電電路C1之電源裝置，如上述，較佳為，附加定電流控制機能或限制大電流輸入之電流限制手段。
此處，輔助電容器30為薄膜電容器亦可，但可使用其他公知之電容器。
本實施例之薄膜電容器20(20’亦同)，如圖3(a)之示意圖所示，具備支承基板2、緩衝層3、第一電極4、聚電子體層5、電介質層6、第二電極7、及端子8,9。
支承基板2並未特別限定，但可藉由例如矽單晶體、 SiGe單晶體、GaAs單晶體、InP單晶體、SrTiO3單晶體、MgO單晶體、LaAlO3單晶體、ZrO2單晶體、MgAl2O4單晶體、NdGaO3單晶體、NdAlO3單晶體、LaGaO3單晶體或玻璃基材等形成。在此等之中，為了低成本，最佳為矽單晶體。又，支承基板2之厚度只要可確保電氣能量蓄積裝置1整體之機械強度，則不特別限定，例如，設定成10至1000μm程度即可。
緩衝層3形成在支承基板2之上層，作為防止支承基板2與構成第一電極4之電極薄膜之反應之阻障層而發揮功能。用以形成緩衝層3之材料，可藉由例如ZrO2、ReO2、ReO2-ZrO2(Re為釔(Y)或稀土類元素)、MgAlO4、γ-Al2O3、SrTiO3LaAlO3等形成。具體而言，較佳為，從此等之中選擇與支承基板2之格子匹配性優異且熱膨脹係數位於支承基板2與構成電介質層6之薄膜材料之間之材料形成緩衝層3。又，緩衝層3為單層構造或多層構造皆可。此外，緩衝層3之厚度，只要能確保作為防止支承基板2與構成第一電極4之電極薄膜之反應之阻障層之機能，則不特別限定，例如，設定成1至1000nm程度即可。
此外，不設置緩衝層3亦可。不設置緩衝層3之情形，在支承基板2之表面形成第一電極4。
第一電極4在緩衝層3之上層形成為薄膜，可藉由例如鉑(Pt)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銥(Ir)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)等導電性金屬形成。具體而言，較佳為，從此等材料之中選擇與支承基板2或緩衝層3之格子匹配性 優異之材料形成。又，第一電極4之電極薄膜之厚度，只要能作為薄膜電容器20之一方電極作用，則不特別限定，例如，設定成500至2000nm程度即可。
聚電子體層5雖由金屬之微粒子構成，但本實施例之聚電子體層5，如圖3(b)所示，藉由濺鍍法等一邊控制粒子徑一邊將聚電子體之微粒子5a之積層成形在第一電極4之表面(上層)。粒子徑係以200至2000nm程度設定，積層數係以5~20層程度成形，合計複合積層成1μm至2μm程度之厚度(圖示例為二層)。微粒子5a之材料，作為磁性材料，選定鐵鈷合金等軟磁性材料或氧化錳般藉由巨大效應(超巨磁阻效應)而磁阻在常溫下極高之材料。又，作為微粒子5a之材料，使用與第一電極4相同之材料、亦即非磁性材料之導電性金屬亦可。作為微粒子5a之材料，與第一電極4相同之材料之情形，能使電極表面積增大100~1000倍。又，使用磁性材料之情形，藉由磁場之聚電效應，能使電氣能量之蓄積量進一步增大50~100倍。
電介質層6形成在積層於第一電極4之聚電子體層5之上層。作為電介質層6之材料，係以具有高介電係數之材料、例如鈦酸鋇形成。電介質層6能使用例如真空蒸鍍法、濺鍍法、脈衝雷射蒸鍍法(PLD)、有機金屬化學氣相沉積法(metal-organic chemical vapor deposition：MOCVD)、有機金屬分解法(metal-organic deacomposition：MOD)或溶膠凝膠法等之液相法(CSD法)等之各種薄膜形成法形成。尤其是，必須在低溫形成電介質層6之情形，較佳為，使用 電漿CVD、光CVD、雷射CVD、光CSD、雷射CSD法。此外，電介質層6，如圖3(a)所示，以薄膜形成各層(聚電子體5係形成微粒子之層)且為了依序積層而使用形成為固體之電介質。
在電介質層6之表面(上層)，與第一電極4同樣地，藉由濺鍍法等一邊控制粒子徑一邊將聚電子體層5成形。粒子徑係以200至2000nm程度設定，積層數係以5層程度成形，合計複合積層成1μm至2μm程度之厚度。
第二電極7在形成在電介質層6之上層之聚電子體層5之上層形成為薄膜。第二電極7只要有導電性則不特別限定，可藉由與第一電極4相同之材料形成，但不需考量格子匹配性，又，由於能在室溫下形成，因此亦能使用鐵(Fe)、鎳(Ni)等卑金屬或WSi、MoSi等之合金形成。
又，第二電極7之電極薄膜之厚度，只要能作為薄膜電容器之另一方電極作用，則不特別限定，例如，設定成1000至10000nm程度即可。
端子8為從第一電極4引出且用以與輸出入電路(本實施例為充電電路與放電電路)連接之一方端子，為了引出端子8，第一電極4係以遮罩進行局部露出。端子9為從第二電極7引出且用以與該輸出入電路連接之另一方端子。
藉由以上述方式形成，在第一電極4與電介質層6及第二電極7與電介質層6之間形成聚電子體層5。
上述薄膜電容器20，藉由將端子8,9連接於充電電路，對電荷(電氣能量)充電(蓄積)。此時，若聚電子體層5之微 粒子5a以磁性材料構成，則能藉由(超)巨磁阻效應防止電流洩漏而在電介質層6蓄積更多電荷。接著，將端子8,9從充電電路切換至圖1之放電電路，使充電之電荷放電，對負荷供應電氣能量，作為薄膜電容器動作。
根據本實施例，由於在第一電極4與電介質層6之間及第二電極7與電介質層6之間形成有由聚電子體之微粒子5a構成之聚電子體層6，因此可擴大第一電極4及第二電極7之表面積，因此能增大可蓄積之電氣能量。
又，由於微粒子5a係以非碳基材形成，因此能取出大電壓或大電流，可獲得較大電氣能量。
又，由於聚電子體層6之微粒子5a係以磁性材料形成，因此在對第一電極4與第二電極7之間施加電壓之情形，可藉由電場使微粒子5a之磁性性能造成之聚電率提升，可蓄積更多電氣能量。
此外，以磁性材料形成上述聚電子體層6之微粒子5a時，在預先磁化之狀態下形成微粒子層亦可，作為電氣能量形成裝置製造在該電氣能量形成裝置1使用前從外部施加磁場以磁化亦可。若預先磁化，則之後不須磁化，亦不需相關之電路或裝置等。
在上述薄膜電容器20之放電時，如上述，附設輔助電容器30，在薄膜電容器20之蓄電量成為0為止進行變流器轉換(參照圖2)。
圖中，符號4為DC/DC變流器。
圖4係比較未附設上述輔助電容器之參考例(參照圖1) 之放電電路C2之變流器轉換狀態與圖2所示之附設有輔助電容器30之本實施例之變流器轉換狀態。
藉此可確認，藉由如本實施例般附設輔助電容器30，相較於未附設之情形，在薄膜電容器蓄電量完全耗盡之更長時間具有穩定定電壓輸出之放電效果。
其原因在於，從薄膜電容器20接受隨著電壓下降之直流電流以暫時蓄積電荷、在具有基準電壓之狀態下對DC/DC變流器4供應直流電流之薄膜電容器蓄電量完全耗盡為止前具有放電效果。
實施例2
圖5(a)係顯示可藉由開關裝置SW切換連接於實施例2之薄膜電容器群20’之充電電路C1與放電電路C2之示意圖，圖5(b)係顯示單體之薄膜電容器20。
此薄膜電容器20係在支承基板2、緩衝層3之上層，以第一電極4、聚電子體層5、電介質層6、聚電子體層5、第二電極7、聚電子體層5、電介質層6、聚電子體層5、第一電極4、…之方式，依序交互積層奇數層之第一電極4或第二電極7之任一者與聚電子體層5、及電介質層6與形成在其上之聚電子體層5。
為了在積層時使各電極交互地接合而構成一對對極，以每隔一層可交互地接合之方式藉由遮罩進行局部露出。在本實施例，將積層數(形成之薄膜電容器之積層數、亦即電介質層6之數)設定成例如5~100程度。
第一電極4與第二電極7係藉由第一積層電極接合用 縱層電極10、第二積層電極接合用縱層電極11之接合線分別交互地結合，分離成從最下位電極數來奇數電極為第一電極4、偶數電極為第二電極7。亦即，上述接合線成為連接複數個第一電極彼此之配線及連接複數個第二電極彼此之配線。接著，從第一電極4、第二電極7分別引出端子8,9，連接於充電電路或放電電路(參照圖1)。
如此，具備複數個第一電極4、複數個第二電極7、複數個電介質層6，構成依序積層有第一電極4(聚電子體層5)與第二電極7(聚電子體層5)所夾之電介質層6之薄膜電容器20。
根據本實施例，積層有複數個第一電極4(聚電子體層5)與第二電極7(聚電子體層5)所夾之電介質層6，分別藉由第一積層電極接合用縱層電極10、第二積層電極接合用縱層電極11之接合線並聯，因此能使可蓄積之電氣能量進一步增大。
在本實施例，薄膜電容器20為單體或複數皆可，開關裝置SW在充電時將薄膜電容器群20’並聯，在放電時將薄膜電容器群20’串聯，但在充電時與放電時皆將薄膜電容器20串聯亦可。
在上述單體或複數個薄膜電容器放電時，如實施例1之圖2所示，附設輔助電容器30，在薄膜電容器20之蓄電量成為0為止進行變流器轉換之點與上述實施例相同，因此對相同構成賦予相同符號以省略其說明。
實施例3
本實施例3，如圖6所示，在支承基板2、緩衝層3之上層，以第一電極4、聚電子體層5、電介質層6、聚電子體層5、第二電極7、聚電子體層5、電介質層6、聚電子體層5、第一電極4、…之方式，依序交互積層奇數層之第一電極4或第二電極7之任一者與聚電子體層5、及電介質層6與形成在其上之聚電子體層5。
為了在積層時使各電極交互地接合於積層電極接合用縱層電極而構成一對對極，以每隔一層可交互地接合之方式藉由遮罩進行局部露出且積層絕緣電介質層12。在本實施例，將積層數(形成之薄膜電容器之積層數、亦即電介質層6之數)設定成例如5~100程度。
第一電極4與第二電極7係藉由第一積層電極接合用縱層電極10、第二積層電極接合用縱層電極11分別交互地結合，分離成從最下位電極數來奇數電極為第一電極4、偶數電極為第二電極7。亦即，第一及第二積層電極接合用縱層電極10,11成為連接複數個第一電極彼此之電極及連接複數個第二電極彼此之電極。接著，從第一電極4、第二電極7分別引出端子8,9，連接於充電電路或放電電路(參照圖1)。
如此，具備複數個第一電極4、複數個第二電極7、複數個電介質層6，構成依序積層有第一電極4(聚電子體層5)與第二電極7(聚電子體層5)所夾之電介質層6之薄膜電容器20’。
根據本實施例，積層有複數個第一電極4(聚電子體層 5)與第二電極7(聚電子體層5)所夾之電介質層6，分別藉由第一及第二積層電極接合用縱層電極10,11並聯，因此能使可蓄積之電氣能量進一步增大。
此外，在上述三個實施例，薄膜電容器20’之各層係以矩形平行之形狀積層，但可藉由遮罩方式、薄膜成形方式自由地選擇形狀。
關於薄膜電容器20’之放電與上述實施例相同，因此省略其說明。
上述實施例之薄膜電容器係顯示一例，本發明並不限定於上述實施例之構成，在不變更其要旨之範圍內可進行各種設計變更。
1‧‧‧薄膜電容器裝置
4‧‧‧第一電極
5‧‧‧聚電子體層(由金屬、半導體或表面改質陶瓷構成之聚電子體層)
5a‧‧‧聚電子體層之微粒子
6‧‧‧電介質層
7‧‧‧第二電極
10‧‧‧第一積層電極接合用縱層電極(連接複數個第一電極彼此之電極)
11‧‧‧第二積層電極接合用縱層電極(連接複數個第二電極彼此之電極)
12‧‧‧以積層電極接合用縱層電極使第一電極與第二電極交互接合之方式以遮罩埋入之電介質層
20,20’‧‧‧薄膜電容器
30‧‧‧輔助電容器
40‧‧‧DC/DC變流器
C1‧‧‧充電電路
C2‧‧‧放電電路
SW1,SW2‧‧‧操作開關
SW‧‧‧開關裝置
圖1係具有對薄膜電容器之充電電路與未附設輔助電容器之放電電路之裝置之電路圖。
圖2(a)係實施例1之薄膜電容器放電電路圖。
圖2(b)係實施例1之薄膜電容器充電及放電電路圖。
圖3(a)係以示意方式顯示實施例1之薄膜電容器之剖面圖。
圖3(b)係以示意方式顯示實施例1之電極與微粒子層之放大圖。
圖4係比較圖1之比較例與圖2之實施例1放電時之變流器轉換狀態之圖表。
圖5(a)係顯示實施例2之薄膜電容器裝置之放電電路圖。
圖5(b)係以示意方式顯示實施例2之薄膜電容器之剖面圖。
圖6係以示意方式顯示實施例3之薄膜電容器之剖面圖。
1‧‧‧薄膜電容器裝置
20‧‧‧薄膜電容器
30‧‧‧輔助電容器
40‧‧‧DC/DC變流器
C2‧‧‧放電電路
SW1,SW2‧‧‧操作開關

Claims (3)

  1. 一種薄膜電容器裝置，係進行用在直流電路之薄膜電容器之放電，其特徵在於：薄膜電容器由以導電性材料形成之第一電極、以導電性材料形成且定位成與該第一電極對向之第二電極、及形成為被該第一電極與該第二電極夾著之電介質層構成，在該第一電極與該電介質層之間及該第二電極與該電介質層之間，藉由金屬微粒子構成之聚電子體形成聚電子體層，該金屬微粒子經磁化；具有對該薄膜電容器充電之充電電路與放電之放電電路；放電電路，從有蓄電之該薄膜電容器接受隨著電壓下降之直流電流而暫時蓄積電荷、在具有基準電壓之狀態下對DC/DC變流器供應直流電流之併合式且在薄膜電容器蓄電量完全耗盡為止前具有放電效果。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄膜電容器裝置，其中，薄膜電容器由可在並聯或串聯間切換之複數個薄膜電容器群構成，充電電路與放電電路可藉由開關裝置切換地連接於該薄膜電容器群，在連接有充電電路之情形時將複數個薄膜電容器並聯，在連接有放電電路之情形時則將複數個薄膜電容器串聯。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜電容器裝置，其中，電介質層具備將複數個第一電極加以彼此連接之配線與將該複數個第二電極加以彼此連接之配線。
TW101130085A 2011-08-18 2012-08-20 薄膜電容器裝置 TW201334000A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/068715 WO2013024555A1 (ja) 2011-08-18 2011-08-18 薄膜キャパシタ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201334000A true TW201334000A (zh) 2013-08-16

Family

ID=46793908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101130085A TW201334000A (zh) 2011-08-18 2012-08-20 薄膜電容器裝置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9368990B2 (zh)
EP (1) EP2763150A1 (zh)
JP (1) JP4996775B1 (zh)
CN (1) CN103890885A (zh)
TW (1) TW201334000A (zh)
WO (1) WO2013024555A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106627876A (zh) * 2016-09-30 2017-05-10 大连楼兰科技股份有限公司 一种基于逆向电润湿技术的发电车轮、应用及其发电自行车
CN107332355B (zh) * 2017-05-26 2018-09-07 卓磁（上海）实业发展有限公司 一种磁能芯片储存电能的方法
WO2022167111A1 (de) * 2021-02-05 2022-08-11 Werner Kirsch Verfahren zur herstellung von hochstromkondensatoren durch lasertechnik

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3198067B2 (ja) * 1997-03-31 2001-08-13 関西電力株式会社 ２重層コンデンサ充電放電回路
JP3240045B2 (ja) * 1997-04-02 2001-12-17 イビデン株式会社 三相モータ駆動回路及び三相モータ駆動方法
JP3951915B2 (ja) 2002-12-27 2007-08-01 株式会社明電舎 電気二重層キャパシタの充放電回路
US7244999B2 (en) * 2005-07-01 2007-07-17 Alps Electric Co., Ltd. Capacitor applicable to a device requiring large capacitance
JP2009501450A (ja) * 2005-07-12 2009-01-15 ノースロップ グルマン コーポレーション 小型薄膜および高エネルギー密度結晶コンデンサ
JP5011940B2 (ja) 2006-10-16 2012-08-29 トヨタ自動車株式会社 電源装置、および車両
US20080174936A1 (en) 2007-01-19 2008-07-24 Western Lights Semiconductor Corp. Apparatus and Method to Store Electrical Energy
US20080174933A1 (en) 2007-01-19 2008-07-24 Western Lights Semiconductor Corp. Apparatus and Method to Store Electrical Energy
US20090050999A1 (en) 2007-08-21 2009-02-26 Western Lights Semiconductor Corp. Apparatus for storing electrical energy
JP5051166B2 (ja) 2009-03-27 2012-10-17 Ｔｄｋ株式会社 薄膜デバイス
JP5394987B2 (ja) 2010-05-28 2014-01-22 幹治 清水 電気エネルギー蓄積装置
CN103155063A (zh) * 2010-06-10 2013-06-12 日本硅电子技术株式会社 电能存储装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9368990B2 (en) 2016-06-14
WO2013024555A1 (ja) 2013-02-21
CN103890885A (zh) 2014-06-25
JPWO2013024555A1 (ja) 2015-03-05
US20140300327A1 (en) 2014-10-09
EP2763150A1 (en) 2014-08-06
JP4996775B1 (ja) 2012-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011155078A1 (ja) 電気エネルギー蓄積装置
KR101708013B1 (ko) 이차전지
US9263189B2 (en) Magnetic capacitor
JP5394987B2 (ja) 電気エネルギー蓄積装置
EP1908107A2 (en) Small volume thin film and high energy-density crystal capacitors
JP2013004421A (ja) リチウムイオン二次電池
US20100046122A1 (en) Fault protection device
JP4996775B1 (ja) 薄膜キャパシタ装置
TW200941525A (en) Tantalum capacitor
JP2002057037A (ja) 複合集積回路およびその製造方法
WO2014010286A1 (ja) 熱電変換素子及びその製造方法
TW201004110A (en) Backup power device
JP2016207994A (ja) 大容量キャパシタ装置
JP2013065674A (ja) 電気エネルギー蓄積装置
JP3216923U (ja) 大容量キャパシタ装置
TW201019561A (en) Power system
TW201023217A (en) An energy storage element having programmable magnetic capacitor
TW201015834A (en) DC circuit with adjustable output voltage
JP2020188031A (ja) 薄膜キャパシタ装置
JP2013030515A (ja) 蓄電装置
TW201018065A (en) DC/DC converter
TW201010224A (en) Fault protection apparatus
JP2024014349A (ja) 導電微粒子堆積集電層を備えたキャパシタ二次電池
JP2015142048A (ja) 熱電変換素子およびその製造方法
TW201010074A (en) A chipset with bundle magnetic capacitors and a method for manufacturing the said chipset