一种电容器组制造技术

本发明专利技术提供了一种电容器组，包括至少两组由多个电容器串联连接组成的电容器串，所述电容器串并联耦合在对应点。所述每个耦合电路的至少一部分由熔丝链路组成，其中耦合到另一个电容器串的每个电容器串的对应点在所述电容器组工作时具有相同的电压。从而使该电容器组能够相应地限制电容器组的故障且该电容器组的结构轻便，便于生产、制造。

【技术实现步骤摘要】
一种电容器组
本专利技术涉及一种电容器组，特别地，涉及一种直流链路电容器组。本专利技术尤其适用于但不限于在逆变器（尤其是电机驱动器中的逆变器）的直流链路中使用。
技术介绍
高压直流链路通常用于将具有不同电压的电路耦合到一个共同的直流电压等级。通常情况下，所使用的电容器能够在宽工作温度范围内承受伴有高频纹波电压的高直流电压。在已知系统中，电解电容器通常用于如图1所示的串-并联配置中。通常情况下，采用具有螺栓型端子的电容器和母线的组合以把电容器端子连接到相关电路上。这种结构比较笨重且需要大量的人工进行装配。电容器组中的电容器的制造公差非常重要。由于不同的制造公差，电容器组中的每个电容器的电压不同。电容器失效前的时间与该电容器使用时所处的电压和电流条件有关，这一点本领域技术人员都能理解。在图1所示的系统中，当发生短路故障时，例如电容器C4(图2中的故障参考序号是20)，会造成电容器C1和电容器C3也由于电压升高而发生故障。电容器C4中的初步失效可能是由于老化造成。例如，若某个电容器比相邻的电容器承受更高的电流和电压，则该电容器的失效前的时间由于电解液性能下降而缩短。电容器会产生如图所示的短路故障。通常情况下，即便电容器组发生严重故障，母线联接10仍可保持导电。这会增加对电路的损坏，不仅是对电容器组的损坏，也包括对系统的损坏。采用具有螺纹型端子的电容器和母线的组合还有以下缺点：1)若其中一个电容器故障，则会造成大量损坏。母线会由于故障产生的爆炸力量而弯曲变形，另外，由于母线未绝缘，则会产生电弧。这会导致附加的损坏，因此造成额外的电路故障。2)一个电容器的故障会引起其它电容器故障。3)未能充分利用空间（因为带螺纹端子的大直径圆形电容器的壳体之间的空隙会占用大量空间）。4)由于要设计并制造多个螺纹连接，所需成本也较高。
技术实现思路
因此，有必要提供一个更灵活、更容易制造且不是很笨重的直流母线电容电路，同时电容器故障所造成的相关损坏能够得以限制。一方面，本专利技术提供了一种电容器组，包括至少两组由多个电容器串联连接组成的电容器串，所述电容器串并联耦合在对应点，所述每个耦合电路的至少一部分由熔丝链路组成，其中耦合到另一个电容器串的每个电容器串的对应点在所述电容器组工作时具有相同的电压。采用这种布局，某个电容器的短路故障所造成的损坏被限制，因为熔丝链路会开路（断开），因此断开串联耦合从而隔离故障。可选的，上述对应点位于每个电容器串的电容器之间，或位于每个电容器串的每个电容器之间。当电容器串的电流超过一个预先定义的值时，每个熔丝链路连接会故障（最好以开路的方式），其中预先定义的值包括稳态或标称值。可选的，上述每个耦合电路由一个熔丝链路连接组成，该熔丝链路连接由一个薄弱环节组成。可选的，上述每个电容器串由相同数量的电容器组成。上述电容器组可以耦合到一个印制电路板，更进一步，位于印制电路板之上或之中。可选的，所述电容器组为卡接式电容器,以使所述电容器位于所述印制电路板之上或之中。可选的，所述熔丝链路包括印制电路板上的导电走线。上述印制电路板上的导电走线包括至少两个部分，一个窄的部分和一个宽的部分；进一步的，上述导电走线可包括至少两个窄的部分，宽的部分和该窄的部分相邻。上述印制电路板上的导电走线窄的部分在其电流超过预先定义的值（或稳态、标称值）时会以开路的形式产生故障。上述宽的部分为窄的部分提供散热。这样，走线的窄的（薄弱）环节可以在稳态条件下以低于预先定义的电流值工作，同时在正常使用时（非故障模式）不会产生过热。这样可避免在正常电流值下的过热问题。可选的，熔丝链路可能包括一个熔丝导线或熔断器。可选的，熔丝链路可以是一个非线性电阻，例如一个具有正温度系数的电阻。上述电容器组可以将多个电路的功率轨连接耦合到一个共同的直流电压等级。上述电容器组中的每个电容器的额定容量相同。上述电容器组可安装在一个电机驱动器中。上述电容器组位于一个不间断电源中。上述电容器组位于一个子卡上。当通过所述熔丝链路的电流超过预先定义的值时，所述每个熔丝链路以开路的形式产生故障。当通过所述印制电路板上的导电走线窄的部分的电流超过预先定义的值时，所述印制电路板上的导电走线窄的部分会以开路的形式产生故障。上述熔丝链路包括一个非线性电阻。上述熔丝链路包括一个具有正温度系数的电阻。关于本专利技术的所有方面，在相关权利要求中定义了可选功能。“卡接”电容器指电容器管脚被折弯以便插入到印制电路板中或其它安装板中，它被卡入以防止在印制电路板或安装板被焊接前脱落。附图说明通过以下对附图的描述，本专利技术实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中图1给出了一个已知的直流母线电容器组；图2给出了图1中电路的故障模式；图3给出了依据一个本专利技术实施例的直流母线电容器组；图4给出了图3中电路的故障模式；图5给出了图4中故障模式的结果；图6给出了根据该专利技术实施例的另外一种直流母线电容器组布局；图7给出了根据该专利技术实施例的另外一种直流母线电容器组布局；图8给出了根据该专利技术实施例的另外一种直流母线电容器组布局；图9给出了一非平衡电容器组实例；图10给出了根据一个专利技术实施例中电容器老化的性能示例；图11给出了根据一个专利技术实施例的包含有直流母线电容器组的电机驱动器；并且图12给出了根据一个专利技术实施例的采用印制电路板走线的熔丝链路。在以上图形中，相关元件都用对应的数字标识。具体实施方式下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本专利技术及其应用或用法的限制。在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不再重复描述。以下结合附图以及具体实施方式对本专利技术的技术方案做进一步说明。图3给出了一个专利技术实施例，包含两组串联连接的电容器串(C1+C2和C3+C4)，这两个电容器串以并联方式耦合组成电容器组30。该电容器组耦合2个电路1和2，这两个电路的工作电压等级可能不同。例如，该电容器组可以安装在一个电机驱动器中、一个不间断电源中或任何其它一个包含直流环节的电力电子电路。典型地，组成图3所示的电容器组中的电容尺寸和额定值都相同。如图3所示，电气连接32和两个电容器串在每串的电容器之间的节点处耦合。在所示的实施例中，该电气连接位于每个电容器串的中点。电容器串的中点包含两个电容器，如图3所示，当电容器组工作时，每个电容器串的电压相等。该直流环节被特别定位，从而使电容器串上的耦合点在工作时具有相同的电压。其它实施例包含更多的电容器（参见图6、7和8中的例子），该电气连接位于电容器串的其它点，而非中点。在图6、7和8中，电气连接32由虚线和非虚线表示。正如上面所解释的，当电容器组工作时，电容器串上由电气连接耦合的点具有相同的电压。在其它实施例中，图6、7和8的布局可以被扩展以包括任何数量的串联电容器，和/或任何数量的并联电容器，因此每个电容器串可以具有任何数量的电气连接。.采用以上布局，可以在相邻电容串的每个中间点（之间）设置电气连接。在这种方式下，电压在电容器组内得以平衡。这可以避免在正常使用过程中电气连接断开，而这种电气连接断开是由于电容器组的非平衡设计产生的额外电流造成的（参见图9）。在图9的例子包括两个由三个电容器组成的电容器串(90)，两个电容器串以并联方式和另外一个具有两个电容器的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容器组，其特征在于，包括：至少两组由多个电容器串联连接组成的电容器串，所述电容器串并联耦合在对应点；并且所述每个耦合电路的至少一部分由熔丝链路组成，其中耦合到另一个电容器串的每个电容器串的对应点在所述电容器组工作时具有相同的电压。

【技术特征摘要】
2012.09.21 GB 1216943.91.一种电容器组，其特征在于，包括：至少两组由多个电容器串联连接组成的电容器串，所述电容器串并联耦合在对应点，通过位于一组电容器串的两个电容之间与另一组电容器串的两个电容之间的耦合从一组电容器串延伸到另一组电容器串；并且用于从一组电容器串延伸到另一组电容器串的每个耦合电路的至少一部分由熔丝链路组成，其中耦合到另一组电容器串的每组电容器串的对应点在所述电容器组工作时具有相同的电压。2.根据权利要求1所述的电容器组，其特征在于，所述对应点位于每组电容器串的电容器之间。3.根据权利要求1所述的电容器组，其特征在于，所述对应点位于每组电容器串的每个电容器之间。4.根据权利要求1所述的电容器组，其特征在于，所述每组电容器串由相同数量的电容器组成。5.根据权利要求1所述的电容器组，其特征在于，所述电容器组耦合至一个印制电路板。6.根据权利要求5所述的电容器组，其特征在于，所述电容器组位于所述印制电路板之上或之中。7.根据权利要求6所述的电容器组，其特征在于，所述电容器为卡接式电容器。8.根据权利要求5所述的电容器组，其特征在于，所述熔丝链路包括印制电路板上的导电走线。9.根据权利要求8所述的电容器组，其特征在于，所述印制电路板上的导电走线包括至少两个部分，一个窄的部分和一个宽的部...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·贝里，
申请(专利权)人：控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：