JPH10116751A

JPH10116751A - コンデンサユニット

Info

Publication number: JPH10116751A
Application number: JP8286074A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kabasawa; 英樹樺沢
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】必要にして十分な静電容量で使用することが
可能であり、しかも高い許容リップル電流が得られるコ
ンデンサユニットを得る。【解決手段】ユニット基板１の主面にその或中心に対
して対称に一対の導体３、４を形成し、一対のコンデン
サ６、６をユニット基板１の前記中心の両側に互いに対
称に実装すると共に、これらコンデンサ６、６の端子電
極を前記一対の導体３、４に並列に接続する。このよう
な複数のユニット基板１を前記中心部において互いに結
合し、この結合個所に、各ユニット基板１の一方の導体
３と他方導体４とにそれぞれ接続された外部端子を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のコンデンサ
を並列接続したコンデンサユニットであって、特に大き
な静電容量と、高い許容リップル電流を有するコンデン
サユニットに関する。

【従来の技術】

【０００２】従来、インバータ制御回路やスイッチング
電源などの高い周波数で、高いリップル電流が流れる回
路に用いるコンデンサとしては、アルミ電解コンデンサ
が使用されていた。このアルミ電解コンデンサは、静電
容量が小さいと、許容リップル電流が低いため、回路の
インピーダンスを低くする目的で、静電容量が極めて大
きなコンデンサが使用されていた。これは、回路のコン
デンサの静電容量を大きくすることが、コンデンサの電
極面積を広げることになり、その結果コンデンサの抵抗
値が下がり、高い許容リップル電流が得られることにな
るからである。他方、他のコンデンサ、例えば積層セラ
ミックコンデンサは、同じ静電容量値を有するアルミ電
解コンデンサと比較すると、許容リップル電流は、約１
０倍程である。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】前述のようにして
使用されるアルミ電解コンデンサは、回路として必要以
上に大きい容量のものを使用することになり、形状も極
めて大きくなる。他方、積層セラミックコンデンサは、
前記のようなインバータ回路やスイッチング電源として
使用するには、静電容量の絶対値が不足している。その
ため、単独では数十Ａrms という高いリップル電流には
対応することができない。

【０００４】本発明は、このような高い許容リップル電
流が要求される従来のコンデンサの課題に鑑み、必要に
して十分な静電容量で使用することが可能であり、しか
も高い許容リップル電流が得られるコンデンサユニット
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、前記の目的
を達成するため、複数のコンデンサ６、６…を並列に接
続し、高い静電容量を得ると共に、全てのコンデンサ
６、６…に均等に電流が流れるようにして、コンデンサ
６の１個当たりの許容リップル電流に対し、使用するコ
ンデンサの数と等しい倍数の高い許容リップル電流を得
るようにしたものである。その手段として、ユニット基
板１に形成した一対の導体３、４に、同ユニット基板１
の中心に対して対称となるように一対のコンデンサ６、
６を実装し、複数のユニット基板１の中心部分で各導体
３、４を外部電極７、８に接続するようにした。

【０００６】すなわち、本発明によるコンデンサユニッ
トは、ユニット基板１の主面にその或中心に対して対称
に一対の導体３、４を形成し、一対のコンデンサ６、６
をユニット基板１の前記中心の両側に互いに対称に実装
すると共に、これらコンデンサ６、６の端子電極を前記
一対の導体３、４に並列に接続し、複数のユニット基板
１を前記中心部において互いに結合し、この結合個所
に、各ユニット基板１の一方の導体３と他方導体４とに
それぞれ接続された外部端子７を設けたことを特徴とす
る。

【０００７】例えば、ユニット基板１の導体３、４は、
ユニット基板１の上で平行に対向する一対の帯状の導体
からなり、コンデンサ６、６は、ユニット基板１の両端
側に実装され、同コンデンサ６、６の両端の端子電極が
導体３、４にそれぞれ接続されている。コンデンサ６、
６としては、チップ状コンデンサが小さいユニット基板
１に実装しやすい。特に小形で比較的静電容量が高く、
高い許容リップル電流を有する積層セラミックコンデン
サを使用するのがよい。

【０００８】このようなコンデンサユニットでは、複数
のコンデンサ６、６…が並列に接続されているので、大
きな静電容量が得られる。しかも、各ユニット基板１の
コンデンサ６、６…は、そのユニット基板１の中心に対
して対称に接続されているため、全てのコンデンサ６、
６…は、ユニット基板１の中心で導体３、４にそれぞれ
接続された外部端子７に対して、何れも互いに対称に接
続される。このため、複数のコンデンサ６、６…の静電
容量、インピーダンス等の特性が同じであれば、外部端
子７、８を流れる電流は、各コンデンサ６、６…に均等
に分配され、それらには厳密に等しい電流が流れる。す
なわち、コンデンサ６、６…の数をｎとしたとき、各コ
ンデンサ６、６…には、全体のリップル電流の１／ｎの
リップル電流を均等に分割して流すことができる。これ
により、全体として静電容量値が高く、且つ高い許容リ
ップル電流が得られるコンデンサユニットが得られる。

【０００９】例えば、ユニット基板１は、その中央が交
差するよう連結され、この結果、各ユニット基板１のコ
ンデンサ６、６が実装された両側が前記結合個所から放
射状に配置されている。より具体的に言うと、複数のユ
ニット基板１は、その中心線に沿ってスリット５を有
し、このスリット５を交互に上下に差し込んで、スリッ
ト５の差し込みによる連結個所を中心に放射翼状に連結
される。さらに、ユニット基板１の連結個所を固定部材
で固定するが、このとき固定部材として導体を使用する
ことにより、固定部材がコンデンサユニットを回路に接
続するための外部端子７を兼ねることができる。このよ
うなコンデンサユニットは、複数のユニット基板１が水
車翼状に結合され、その水車の軸に当たる部分が外部端
子７となるため、全体として容積が小さく、各ユニット
基板１の導体３、４の接続が簡単である。

【００１０】ユニット基板１の両側に実装された一対の
コンデンサ６、６は、いずれもユニット基板１の同じ主
面に実装してもよいが、前記のようにして複数のユニッ
ト基板１を水車状に連結したとき、隣接するユニット基
板１に実装されたコンデンサ６、６同士が互いに干渉し
ないようにするため、一対のコンデンサ６、６が互いに
異なる主面に実装されるとよい。さらに、ユニット基板
１の両主面の両側にそれぞれ一対ずつのコンデンサ６、
６が実装されていると、同じ数のコンデンサ６、６をよ
り少ないユニット基板１で並列接続することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図１は、２つのコンデンサ６、６を実装した１枚のユニ
ット基板１を示している。このユニット基板１は、基板
２の片方の対向する長辺に沿って、その主面に何れも同
じ材質、厚み及び幅の導体、例えば、アルミニウム、
銀、銅、ニッケル等の金属からなる一対の導体３、４が
平行に形成されている。

【００１２】このようなユニット基板１は、例えばアル
ミニウム板等の金属板からなる基板１の中央長手方向に
絶縁コーティングし、その両側の露出したアルミニウム
表面に銅メッキを施し、この絶縁コーティングから露出
した金属部分を導体３、４としている。また、基板とし
て銅板を用い、表面にメッキをせずに露出した銅の部分
を導体３、４として使用してもよい。さらに、基板２と
して、絶縁性を有するガラスエポキシ樹脂基板やアルミ
ナ基板等を使用し、その主面に導体膜を設けて、これを
導体３、４として使用してもよい。

【００１３】このユニット基板１の長手方向における中
心には、その長辺側から同長辺と直交するようにスリッ
ト５が切り込まれている。このスリット５は、２枚のユ
ニット基板１を連結するのであれば、例えば、ユニット
基板１の片側の長辺側からのみスリット５を切り込み、
そのリット５の深さは、ユニット基板１の全幅に対し、
差し込む相手側のユニット基板１のスリット５の深さを
差し引いた深さとすればよい。最も一般的には、ユニッ
ト基板１の片側の長辺から、その幅、すなわち図１にお
いて高さ方向の寸法の約１／２の深さに設ければよい。
その幅は、ユニット基板１の厚さよりやや広くする。

【００１４】他方、３枚以上のユニット基板１を連結す
るのであれば、最初のユニット基板１と最後に差し込む
ユニット基板１を除く中間のユニット基板１は、その両
側の長辺からスリット５を切り込み、それらスリット５
の深さを、ユニット基板１の全幅にから、差し込む相手
側のユニット基板１のスリット５の深さを差し引いた深
さとする。

【００１５】このユニット基板１の主面の両側にコンデ
ンサ６、６が搭載され、その端子電極が前記導体３、４
にそれぞれ接続されている。このコンデンサ６、６は、
静電容量、インピーダンス等の電気特性の同じものが使
用され、さらに形態及び構造も同じであるのが好まし
い。このコンデンサ６、６の各端子電極は、スリット５
が設けられたユニット基板１の中心から互いに同じ距離
ｄで導体３、４にそれぞれ接続されている。言い方を替
えると、コンデンサ６、６は、ユニット基板１の前記長
手方向における中心に対して、対称に実装されている。
このコンデンサ６、６はチップ状のものがユニット基板
１に搭載しやすいので、好都合であるが、とりわけ積層
セラミックコンデンサは、チップ状コンデンサの中で
も、比較的高い静電容量と高い許容リップル電流を有す
るので、最も好ましい。

【００１６】このようなユニット基板１を複数枚用意
し、まず図２に示すように、２枚のユニット基板１、１
のスリット５、５を約９０°に交差させた状態でスリッ
ト５、５を合わせて差し込む。このとき、前記のように
して、ユニット基板１、１の片側の長辺からその幅の１
／２の深さのスリット５を切り込んだ２枚のユニット基
板１、１を連結する場合は、それらのスリット５、５内
に互いに相手のユニット基板１、１の中央部の約１／２
の幅の部分が差し込まれるため、２枚のユニット基板
１、１がそらの長手方向における中心部で９０°に交差
した状態で差し込まれる。

【００１７】他方、３枚以上のユニット基板１を連結す
るときは、まず、図２に示すように、深いスリット５を
有するユニット基板１を１枚目とし、浅いスリット５と
深いスリット５を有するユニット基板１を２枚目とし、
１枚目のユニット基板１の深いスリット５に２枚目のユ
ニット基板１の浅い方のスリット５を差し込んで連結す
る。このとき、連結する２つのユニット基板１の浅いス
リット５と深いスリット５とは、ユニット基板１の全幅
にから互いに差し込む相手側のユニット基板１のスリッ
ト５の深さを差し引いた深さとする。図示してないが、
さらに３枚目のユニット基板１を、差し込むときは、浅
いスリット５と深いスリット５を有するユニット基板１
を使用し、２枚目の深いスリットに３枚目の浅いスリッ
ト５を差し込んで連結する。この場合もやはり、連結す
る２つのユニット基板１の浅いスリット５と深いスリッ
ト５とは、ユニット基板１の全幅に対し、互いに差し込
む相手側のユニット基板１のスリット５の深さを差し引
いた深さとする。そして、差し込まれた２枚のユニット
基板１、１に対して何れも４５°程交差した状態で、そ
のスリット５を既に差し込まれた２枚のユニット基板
１、１の中央部に差し込んで３枚目のユニット基板１を
差し込む。以下、ユニット基板１の交差角度を変えなが
ら、浅いスリット５と深いスリット５とを交互に差し込
みながら、４枚目以降のユニット基板１のスリット５を
順次差し込んで、それらを連結していく。

【００１８】このようにして所望の枚数のユニット基板
１、１…を差し込む。これにより、ユニット基板１、１
…の両側が差込部に対して放射面状に配置され、いわゆ
る水車翼状に複数のユニット基板１、１…が連結され
る。このようにしてユニット基板１、１…を連結できる
数は、コンデンサ６、６が他の隣接するユニット基板１
と接触しない範囲で決定される、従って、ユニット基板
１、１…を連結できる数は、コンデンサ６、６の高さ、
コンデンサ６、６のユニット基板１の中心からの距離
ｄ、ユニット基板１の厚さによって決まる。コンデンサ
６、６のユニット基板１の中心からの距離ｄを大きくす
ると、コンデンサユニットが大形になってしまうので、
その小形化を図るためには、特に高さの低いコンデンサ
６、６を使用することが好ましいと言える。

【００１９】図３及び図４は、このようにして１０枚の
ユニット基板１、１…をそれらの中央で連結した状態を
示している。このようにユニット基板１、１…を連結し
た状態で、その連結交差部の両側を、それぞれ金属軸状
の外部端子７、８で固定する。この外部端子７、８は、
図１及び図２に示すスリット５により分割された導体４
の両側部分に共に接続すると共に、他方の導体３の中央
部に接続されている。これにより、全てのコンデンサ
６、６…は、外部端子７、８と導体３、４を介して並列
に接続される。この結果、外部端子７、８の間では、コ
ンデンサ６、６…の数、例えば図３及び図４の例では、
コンデンサ６、６…の２０個分の静電容量が得られる。
このように、外部端子７、８は、複数のユニット基板
１、１…をそれらの連結部で固定する固定部材とコンデ
ンサユニットを電子機器の回路に接続する電気的端子と
しての機能を兼ねている。

【００２０】またここでは、外部端子７、８から各コン
デンサ６、６…の外部端子に至る導体３、４の幅及び長
さは同じである。そして前述のように、全てのコンデン
サ６、６…の静電容量、インピーダンス等の特性は同じ
であるため、外部端子７、８の間に電流を流すと、その
電流が各コンデンサ６、６…に均等に分配され、それら
には厳密に等しい電流が流れる。すなわち、２０個のコ
ンデンサ６、６…のそれぞれには、外部端子７、８に流
れる電流の１／ｎの電流を均等に分割して流すことがで
きる。これにより、コンデンサ６の許容リップル電流に
対して、コンデンサ６、、６…の数の倍数の高い許容リ
ップル電流を有するコンデンサユニットが得られる。

【００２１】ただし、この図３及び図４の例では、図４
から明らかな通り、ユニット基板１、１の両側に搭載さ
れたコンデンサ６、６は、何れもユニット基板１、１の
同じ面に実装されているので、ある１個所でコンデンサ
６、６が向き合うことになり、その間の間隔が極端に狭
くなる。このため、その部分には、例えば図４に示すよ
うに、コンデンサ６、６を実装していないダミーの基板
２’を配置するか、ユニット基板２を１角度ピッチだけ
飛ばして連結することが必要な場合もある。従ってこの
場合のコンデンサ６、６…の数は１８個となり、コンデ
ンサ６単体の許容リップル電流に対して、１８倍の高い
許容リップル電流を有するコンデンサユニットが得られ
る。

【００２２】他方、図５に示す例は、ユニット基板１、
１…の両側に搭載されたコンデンサ６、６を、ユニット
基板１、１…の互いに反対側の面に実装したものであ
る。このようにすると、前記のようなコンデンサ６、６
同士の干渉が避けられる。従って、この図５の例では、
コンデンサ６、６…の数は２０個となり、コンデンサ６
単体の許容リップル電流に対して、２０倍の高い許容リ
ップル電流が得られる。

【００２３】さらに、図６に示す例は、ユニット基板
１、１…の両側に搭載されたコンデンサ６、６を、ユニ
ット基板１、１…の両側面にそれぞれ実装したものであ
る。このようにすると、半分の数のユニット基板１、１
…で、前記図５に示す例のものと同じ数のコンデンサ
６、６…を接続することができる。すなわち、この図６
の例では、５枚のユニット基板１、１…で２０個のコン
デンサ６、６…を接続することができ、コンデンサ６単
体の許容リップル電流に対して、２０倍の高い許容リッ
プル電流が得られる。

【００２４】例えば厚さ０．８ｍｍのアルミニウム板か
らなる基板１の中央長手方向に絶縁コーティングし、そ
の両側の露出したアルミニウム表面に銅メッキを施し、
この絶縁コーティングから露出した金属部分を導体３、
４とし、この両側に外径５．０ｍｍ×５．７ｍｍ×１．
５ｍｍ、静電容量５μＦ、許容リップル電流１Ａrmsの
一対のコンデンサ６、６を実装したユニット基板１、１
…を１０枚用意した。そして、これらユニット基板１、
１…を、図５に示すようにして連結したところ、静電容
量１００μＦ、許容リップル電流２０Ａrms を有するコ
ンデンサユニットが得られた。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、複
数のコンデンサ６、６…のそれぞれの許容リップル電流
に対し、使用するコンデンサ６、６…の数の倍数だけの
許容リップル電流を有するコンデンサユニットが得られ
る。これにより、必要にして十分な静電容量で使用する
ことが可能であり、しかも高い許容リップル電流が得ら
れるコンデンサユニットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコンデンサユニットの例に使用す
る１枚のユニット基板を示す斜視図である。

【図２】同ユニット基板を使用してコンデンサユニット
を組み立てるときの、２枚のユニット基板を結合する課
程を示す斜視図である。

【図３】本発明による完成したコンデンサユニットの例
を示す斜視図である。

【図４】同完成したコンデンサユニットの例を示す底面
図である。

【図５】本発明による完成したコンデンサユニットの他
の例を示す底面図である。

【図６】本発明による完成したコンデンサユニットの他
の例を示す底面図である。

【図面の簡単な説明】

１ユニット基板２基板３導体４導体５スリット６コンデンサ７外部端子８外部端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のコンデンサを並列接続してなるコ
ンデンサユニットにおいて、ユニット基板（１）の主面
にその或中心に対して対称に一対の導体（３）、（４）
を形成し、一対のコンデンサ（６）、（６）をユニット
基板（１）の前記中心の両側に互いに対称に実装すると
共に、これらコンデンサ（６）、（６）の端子電極を前
記一対の導体（３）、（４）に並列に接続し、複数のユ
ニット基板（１）を前記中心部において互いに結合し、
この結合個所に、各ユニット基板（１）の一方の導体
（３）と他方導体（４）とにそれぞれ接続された外部端
子（７）を設けたことを特徴とするコンデンサユニッ
ト。
【請求項２】ユニット基板（１）は、その中央が交差
するよう連結され、各ユニット基板（１）のコンデンサ
（６）、（６）が実装された両側が前記結合個所から放
射状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載
のコンデンサユニット。
【請求項３】ユニット基板（１）は、その中心線に沿
ってスリット（５）を有し、このスリット（５）を交互
に上下に差し込んで連結されていることを特徴とする請
求項２に記載のコンデンサユニット。
【請求項４】ユニット基板（１）の両側に実装された
一対のコンデンサ（６）、（６）が互いに異なる主面に
実装されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか
に記載のコンデンサユニット。
【請求項５】ユニット基板（１）の両主面の両側にそ
れぞれ一対ずつのコンデンサ（６）、（６）が実装され
ていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の
コンデンサユニット。
【請求項６】外部端子（７）は、ユニット基板（１）
の連結個所を固定する固定部材を兼ねていることを特徴
とする請求項２〜５の何れかに記載のコンデンサユニッ
ト。
【請求項７】ユニット基板（１）の導体（３）、
（４）は、ユニット基板（１）の上で平行に対向する一
対の帯状の導体からなることを特徴とする請求項１〜４
の何れかに記載のコンデンサユニット。
【請求項８】コンデンサ（６）、（６）は、ユニット
基板（１）の両端側に実装され、それらコンデンサ
（６）、（６）の両端の端子電極が導体（３）、（４）
にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項７に
記載のコンデンサユニット。
【請求項９】コンデンサ（６）、（６）は、積層セラ
ミックコンデンサであることを特徴とする請求項１〜８
の何れかに記載のコンデンサユニット。