JP6997345B2 - 平滑回路、および平滑回路基板 - Google Patents

Description

本発明は、平滑回路、および平滑回路基板に関する。

複数のキャパシタ、（電解コンデンサ、Electrolytic Capacitor）が実装された平滑回路、および複数のキャパシタが実装された回路基板が知られている。

特開２００１－５４２８６号公報

ところで、負荷へ交流電源を供給するインバータが知られている。一例のインバータは、商用交流電源を直流電源に変換するコンバータ回路（整流回路）と、コンバータ回路が出力する直流電源を平滑化する平滑回路と、平滑回路を経た直流電源を交流電源に変換して負荷へ交流電源を供給するインバータ回路と、を備えている。

そして、平滑用キャパシタの大容量化を図るために、複数の電解キャパシタ（Electrolytic Capacitor）を並列に接続することが一般的に行われている。このような多数のキャパシタを含む平滑回路とコンバータ回路もしくはインバータ回路とを同一の回路基板に実装する場合には、基板上の多数の平滑キャパシタが、回路基板の質量バランスを片寄らせる。このような回路基板の質量のアンバランス（不均衡）は、回路基板を筐体へ組み込む際に、回路基板に反りを生じさせたり、単一の回路基板の大型化を招くという問題がある。

そこで、本発明は、例えばコンバータ回路等の回路が実装された回路基板から平滑回路を独立させ、かつ複数の同じ平滑回路基板を組み合わせることによって、所望の静電容量を容易に得ることや、電源電圧の大小の差異に容易に対応可能な平滑回路、および平滑回路基板を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る平滑回路は、並列に接続される複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタの正極に電気的に接続される一対の正極端子と、前記複数のキャパシタの負極に電気的に接続される一対の負極端子と、をそれぞれが有する複数の回路基板と、少なくとも２つの前記回路基板の間で、前記複数のキャパシタを電気的に直列または並列に接続する少なくとも１つの接続導電体と、を備え、前記一対の正極端子および前記一対の負極端子は、前記２つの前記回路基板が並ぶ方向に直交する方向において、相互にずれて重ならない。

また、本発明の実施形態に係る平滑回路は、並列に接続される複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタの正極に電気的に接続される一対の正極端子と、前記複数のキャパシタの負極に電気的に接続される一対の負極端子と、をそれぞれが有する複数の回路基板と、少なくとも２つの前記回路基板の間で、前記複数のキャパシタを電気的に直列または並列に接続する少なくとも１つの接続導電体と、を備え、前記複数の回路基板の前記一対の正極端子の二列に整列し、前記複数の回路基板の前記一対の負極端子の二列に整列し、前記一対の正極端子の列の少なくとも一方と前記一対の負極端子の列とは、相互にずれて重ならない。

また、前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る平滑回路基板は、並列に接続される複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタの正極に電気的に接続され、前記複数のキャパシタを間に挟む一対の正極端子と、前記複数のキャパシタの負極に電気的に接続され、前記複数のキャパシタを間に挟む一対の負極端子と、を備え、前記複数のキャパシタの並びの少なくとも一方の側方に配置される前記正極端子および前記負極端子は、前記一対の正極端子の離間方向において、相互にずれて重ならない。

本発明の実施形態に係る平滑回路、および平滑回路基板が適用される回路の一例として、ヒートポンプ機器の圧縮機を駆動させる電源回路の概略的な図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第一例の回路図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第一例の平面図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第一例の側面図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第一例の模式図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第二例の回路図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第二例の平面図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第二例の模式図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第三例の回路図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第三例の平面図。 本発明の実施形態に係る平滑回路の第三例の模式図。

本発明に係る平滑回路、および平滑回路基板の実施形態について図１から図１１を参照して説明する。なお、複数の図面中、同じまたは相当する構成には同一の符号が付されている。

図１は、本発明の実施形態に係る平滑回路、および平滑回路基板が適用される回路の一例として、ヒートポンプ機器の圧縮機を駆動させる電源回路の概略的な図である。

なお、図１では平滑回路、および平滑回路基板を単純化して１つのキャパシタ（便宜的に「平滑回路１」という）で表現している。

ヒートポンプ機器は、冷暖房または冷却を行うための冷凍サイクル１６０を備えている。冷凍サイクルは、吸熱する熱交換器１５２と、放熱する熱交換器１５４と、両熱交換器の間に設けられる膨張装置１５３と、両熱交換器１５２、１５４および膨張装置１５３に流通される冷媒を圧縮する圧縮機１５０と、を備えている。

圧縮機１５１は、ＤＣブラシレスモータＭ（以下、「モータＭ」または「ＤＣモータＭ」という）によって駆動される。ここで、モータＭは、本実施形態に係る平滑回路、および平滑回路基板が適用される電源回路の負荷の一例である。モータＭは、圧縮機１５０の密閉容器内にともに収容される圧縮機構１５１を回転させて冷凍サイクル内を循環する冷媒を圧縮する。

図１に示すように、本実施形態に係る平滑回路１が適用される電源回路ＰＳＣは、モータＭを可変速駆動する。電源回路ＰＳＣは、交流電源Ｅの電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換し、その交流電圧をモータＭへ出力する。

大電力用の三相交流電源Ｅの電源電圧は、国ごとに異なるが、一般的に交流電源Ｅの電圧は、２００ボルト系または４００ボルト系のいずれかである。

モータＭは、複数の相巻線Ｌｕ（図示省略）、Ｌｖ（図示省略）、Ｌｗ（図示省略）を有するステータ（電機子、図示省略）、および複数、例えば４極の永久磁石が埋設されたロータ（回転子、図示省略）を備えている。ロータは、相巻線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗに電流が流れることにより生じる磁界とステータの各永久磁石が作る磁界との相互作用によって回転する。このロータは、軸を介して圧縮機構１５１に直結されていて、圧縮機構１５１を駆動する。

電源回路ＰＳＣは、コンバータ回路１０１、平滑回路１、およびインバータ回路１０２を備えている。

コンバータ回路１０１は、三相交流電源Ｅの電源電圧を直流電圧に変換する。コンバータ回路１０１は、交流電源Ｅに接続されるダイオード１１１からダイオード１１６を有する全波整流回路１２１と、この整流回路１２１の出力側に接続されるリアクトル１２２と、を備えている。コンバータ回路１０１は、交流電源Ｅの出力電圧を整流して直流電圧に変換する。

整流回路１２１は、６つのダイオード１１１～１１６を持ち、正側出力端と負側出力端から直流出力を行う三相全波整流回路である。

リアクトル１２２は、流れる電流を蓄積・放出して電流の流れを平準化して、力率を向上させる。リアクトル１２２の一端側には、整流回路１２１の正側出力端が接続されている。リアクトル１２２の他端側には、平滑回路１の正側入力端が接続されている。

複数のキャパシタで形成される平滑回路１は、リアクトル１２２の他端側と整流回路１２１の負側出力端との間に接続され、整流回路１２１の出力する直流電圧を平滑化する。

インバータ回路１０２は、コンバータ回路１０１の直流出力電圧を交流電圧に変換し、その交流電圧をモータＭに供給する。インバータ回路１０２は、コンバータ回路１０１の出力電圧（具体的には平滑回路１の電圧）を所定の周波数の三相交流電圧に変換して出力する。インバータ回路１０２の出力周波数は、モータ上位にある制御器（図示省略）から指示される。

インバータ回路１０２の出力端は、モータＭの相巻線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗに接続されている。インバータ回路１０２は、モータＭの上位にある制御器の指令、具体的にはモータＭの目標回転数指令に基づいて、モータＭが同目標回転数になるよう制御される。この結果、圧縮機１５０は可変速駆動され、冷凍サイクルの能力が可変される。

次に、平滑回路１について詳しく説明する。なお、各例で説明する平滑回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおいて、同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図２から図５に示すように、本実施形態に係る第一例の平滑回路１（以下、単に「平滑回路１Ａ」と呼ぶ。）は、並列に接続される複数の電解コンデンサ７（Electrolytic Capacitor、以下、「キャパシタ７」ともいう。）を含んでいる。また、平滑回路１Ａは、並列に接続される複数の同一の平滑回路基板１１を備えている。電解コンデンサ７は、例えばアルミ電解コンデンサ（Aluminum Electrolytic Capacitor）である。

ひとつの平滑回路基板１１は、基板１２と、電気的に並列に接続される複数のキャパシタ７と、複数のキャパシタ７の正極に電気的に接続される一対の正極端子１３と、複数のキャパシタ７の負極に電気的に接続される一対の負極端子１５と、基板１２の正側と負側とを電気的に接続する抵抗１６と、を備えている。

この抵抗１６は、電源遮断時にキャパシタ７の充電電圧を放電するための放電用抵抗である。図中、平滑回路基板１１は、４個の同一容量のキャパシタ７が並列に接続されている。各キャパシタ７は、円筒形状を有している。キャパシタ７の下側には、基板１２に接続するための正側の端子７ａと、負側の端子７ｂと、が延びている。例示のために図３中、左端に位置するキャパシタ７のみ２つの端子７ａ、７ｂを破線で示している。

基板１２は、例えば、強度の高いガラスエポキシ基板である。基板１２の表面には、正側配線層１７、および負側配線層１９が設けられている。正側配線層１７、および負側配線層１９は、銅板のパターンである。正側配線層１７、および負側配線層１９は、大電流を流すためにある程度の幅を有して直線状に設けられている。正側配線層１７と負側配線層１９との間には、間隔が隔てられている。正側配線層１７および負側配線層１９のそれぞれには、搭載される複数のキャパシタ７の各端子７ａ、７ｂの位置に対応してランド（半田付け部）が設けられている。ランド以外の部分の表面には、レジストが施され、絶縁されている。各配線層１７、１９に設けられるランドの数は、搭載されるキャパシタ７の数と同じである。ここで、正側配線層１７と負側配線層１９とを隔てる方向（離間方向）を、基板１２の縦方向と定め、これに直交する方向を基板の横方向と定める。基板１２は、平面視において縦方向へ延びる辺の対と横方向へ延びる辺の対に確定される横長の矩形を有している。縦方向に沿って正側配線層１７側を基板１２の上側とし、負側配線層１９側を基板１２の下側とする。

正側配線層１７は、基板１２の横方向へ延びる一方の辺に沿っている。負側配線層１９は、基板１２の横方向へ延びる他方の辺に沿っている。なお、正側配線層１７および負側配線層１９は、基板１２の角をなす２つの辺の間で延びていても良い。また、基板１２は、矩形でなくても良い。

複数のキャパシタ７は、基板１２のいずれか一方の主面に配置され、かつ基板１２の横方向へ並んでいる。キャパシタ７が配置されている方の面を基板１２の実装面２１と呼ぶ。また、基板１２の上下方向を視線の上下に揃え、かつ実装面２１に向かって右側を基板１２の右側とし、実装面２１に向かって左側を基板１２の左側とする。

単一の基板１２には、例えば４つのキャパシタ７が実装されている。それぞれのキャパシタ７の正極７ａは、正側配線層１７のランドに半田付けによって接続されている。それぞれのキャパシタ７の負極７ｂは、同様に負側配線層１９のランドに半田付けによって接続されている。結果的に、キャパシタ７は、正側配線層１７と負側配線層１９との間で直線的に整列する。

基板１２上の正側配線層１７の両端部には、一対の正極端子１３が設けられ、負側配線層１９の両端部には、一対の負極端子１５が設けられている。正極端子１３および負極端子１５は、例えばねじ端子である。各端子１３、１５は、キャパシタ７と同様に各配線層１７、１９に半田付けによって接続されている。

一対の正極端子１３は、キャパシタ７が配置されている方の面、つまり基板１２の実装面２１に設けられている。一対の正極端子１３は、基板１２の横方向へ離間している。基板１２の横方向において、複数のキャパシタ７は、離間する一対の正極端子１３の間に配置されている。換言すると、一対の正極端子１３は、複数のキャパシタ７を、その間に挟んでいる。つまり、一方の正極端子１３、ここでは基板１２の左側に配置されている左側正極端子１３Ｌは、複数のキャパシタ７よりも基板１２の左側に配置されている。他方の正極端子１３、ここでは基板１２の右側に配置されている右側正極端子１３Ｒは、複数のキャパシタ７よりも基板１２の右側に配置されている。

同様に一対の負極端子１５も、基板１２の実装面２１に設けられている。一対の負極端子１５は、基板１２の横方向へ離間している。基板１２の横方向において、複数のキャパシタ７は、離間する一対の負極端子１５の間に配置されている。換言すると、一対の負極端子１５は、複数のキャパシタ７を、その間に挟んでいる。つまり、一方の負極端子１５、ここでは基板１２の左側に配置されている左側負極端子１５Ｌは、複数のキャパシタ７よりも基板１２の左側に配置されている。他方の負極端子１５、ここでは基板１２の右側に配置されている右側負極端子１５Ｒは、複数のキャパシタ７よりも基板１２の右側に配置されている。

使用される複数のキャパシタ７の寿命を均一化するために、基板１２上の各キャパシタ７に流れる電流量を同じにすることが望まれる。また、後述するようにこの基板１２は、単体で使用できるとともに、複数の基板１２を用いて直列や並列の様々な接続形態で使用される。このため、正側の配線が接続される正極端子１３から負側の配線が接続される負極端子１５に至る間の電流の流通経路として、複数のキャパシタ７のいずれを経ても実質的に同等の長さ（距離）になるように配置されることが好ましい。なお、この際、正側の配線が接続される正極端子１３から最も遠い負極端子１５に負側の配線が接続されることを前提として、複数の端子１３、１５の配置が設定される。例えば、１枚のみの単体の基板１２が平滑回路として使用される場合には、左側正極端子１３Ｌと右側負極端子１５Ｒとの組み合わせ、または右側正極端子１３Ｒと左側負極端子１５Ｌとの組み合わせが、負側と正側の配線接続に使用される。まず、図２の左端のキャパシタ７を経る左側正極端子１３Ｌと右側負極端子１５Ｒとの距離は、図２の左から２つ目のキャパシタ７を経る左側正極端子１３Ｌと右側負極端子１５Ｒとの距離、図２の左から３つ目のキャパシタ７を経る左側正極端子１３Ｌと右側負極端子１５Ｒとの距離、および図２の右端のキャパシタ７を経る左側正極端子１３Ｌと右側負極端子１５Ｒとの距離と、いずれも実質的に等しくなっている。同様に、右側正極端子１３Ｒから左側負極端子１５Ｌに至る距離も複数のキャパシタ７のいずれを経ても実質的に同等の距離に配置されている。

左側正極端子１３Ｌと右側負極端子１５Ｒとの組み合わせ、または右側正極端子１３Ｒと左側負極端子１５Ｌとの組み合わせのいずれを使用してもよいように、いずれかのキャパシタ７を経る左側正極端子１３Ｌと右側負極端子１５Ｒとの距離は、いずれかのキャパシタ７を経る右側正極端子１３Ｒと左側負極端子１５Ｌとの距離に実質的に等しいことが好ましい。そのため、左側負極端子１５Ｌは左側正極端子１３Ｌよりも基板１２の中央（横方向における中央）あるいはキャパシタ７に近く、右側負極端子１５Ｒは右側正極端子１３Ｒよりも基板１２の中央（横方向における中央）、あるいはキャパシタ７に近い。換言すると、一対の正極端子１３の距離は、一対の負極端子１５の距離より大きい。

なお、左側負極端子１５Ｌと左側正極端子１３Ｌとの配置の関係と、右側負極端子１５Ｒと右側正極端子１３Ｒとの配置の関係とは、逆転していても良い。つまり、左側正極端子は１３Ｌ左側負極端子１５Ｌよりも基板１２の中央（横方向における中央）あるいはキャパシタ７に近く、右側正極端子１３Ｒは右側負極端子１５Ｒよりも基板１２の中央（横方向における中央）、あるいはキャパシタ７に近かくても良い。この場合、一対の正極端子１３の距離は、一対の負極端子１５の距離より小さくなる。

さらに後述する複数の基板１２を用いる様々な接続形態を考えると、基板１２の横方向における左側負極端子１５Ｌと左側正極端子１３Ｌとの距離は、基板１２の横方向における右側負極端子１５Ｒと右側正極端子１３Ｒとの距離に等しいことが好ましい。

そして、一対の正極端子１３および一対の負極端子１５は、平滑回路基板１１の横方向へ相互にずれていて、平滑回路基板１１の縦方向へ重ならない。つまり、基板１２の左側に配置されている左側正極端子１３Ｌは、平滑回路基板１１の縦方向において一対の負極端子１５のいずれとも重ならず、基板１２の右側に配置されている右側正極端子１３Ｒは、平滑回路基板１１の縦方向において一対の負極端子１５のいずれとも重ならない。同様に、基板１２の左側に配置されている左側負極端子１５Ｌは、平滑回路基板１１の縦方向において一対の正極端子１３のいずれとも重ならず、基板１２の右側に配置されている右側負極端子１５Ｒは、平滑回路基板１１の縦方向において一対の正極端子１３のいずれとも重ならない。

換言すると、一対の正極端子１３および一対の負極端子１５は、一対の正極端子１３の離間方向、または一対の負極端子１５の離間方向において、相互にずれて重ならない。複数のキャパシタ７の並びの一方の側、例えば左側に配置される左側正極端子１３Ｌおよび左側負極端子１５Ｌは、一対の正極端子１３の離間方向、または一対の負極端子１５の離間方向において、相互にずれて重ならない。複数のキャパシタ７の並びの他方の側、例えば右側に配置される右側正極端子１３Ｒおよび右側負極端子１５Ｒは、一対の正極端子１３の離間方向、または一対の負極端子１５の離間方向において、相互にずれて重ならない。さらに、基板１２の一対の正極端子１５の間を結ぶ線分の二等分線と一対の負極端子１３の間を結ぶ線分の二等分線とが、同一線Ｂｉであることが好ましい。

抵抗１６は、複数のキャパシタ７に並列に接続されている。つまり、抵抗１６は、その両端の端子部が、正側配線層１７と負側配線層１９とを跨る様に半田付けされて電気的に接続されている。本実施形態に係る抵抗１６は、４つのキャパシタ７の中央に実装されている。

次いで、図２から４を用いて複数の平滑回路基板１１が組み合わされた回路、つまり平滑回路１Ａについて説明する。

図２の回路図でなる平滑回路１Ａは、図３、４に示すように同じ構成を有する複数の平滑回路基板１１を並列に組み合わせた回路である。平滑回路１Ａは、例えば並列に接続される２つの平滑回路基板１１を備えている。

平滑回路１Ａは、基板１２の正側配線層１７と負側配線層１９との離間方向、つまり基板１２の縦方向へ整列する複数の平滑回路基板１１を備えている（図３）。したがって、複数の平滑回路基板１１の並びの方向（複数の平滑回路基板１１の整列方向であり、図３中の実線矢印ＡＬ）は、基板１２の正側配線層１７と負側配線層１９との離間方向に一致し、基板１２の縦方向に一致する。

隣り合う一対の平滑回路基板１１は、一方の平滑回路基板１１の負極端子１５を他方の平滑回路基板１１の正極端子１３に対向させて配置される。換言すると、隣り合う一対の平滑回路基板１１において、一方の平滑回路基板１１の負極端子１５は、他方の平滑回路基板１１の負極端子１５より他方の平滑回路基板１１の正極端子１３に近い。なお、対向する相手のない正側配線層１７を有する平滑回路基板１１を、整列する複数の平滑回路基板１１の先頭回路基板１１ｓと呼び、対向する相手のない負側配線層１９を有する平滑回路基板１１を、整列する複数の平滑回路基板１１の末尾回路基板１１ｅと呼ぶ。

また、全ての平滑回路基板１１は、一対の正極端子１３が二列に整列し、一対の負極端子１５が二列に整列するよう並べられる。つまり、平滑回路１Ａの全ての正極端子１３は、二列に整列し、平滑回路１Ａの全ての負極端子１５は、二列に整列する。これら、正極端子１３の列および負極端子１５の列は、複数の平滑回路基板１１の並びの方向に一致し、基板１２の正側配線層１７と負側配線層１９との離間方向に一致し、基板１２の縦方向に一致する。このように平滑回路基板１１を整列させると、本実施形態に係る矩形の平滑回路基板１１では、横方向に離間している一対の辺、つまり平滑回路基板１１の左辺と右辺とが実質的に一直線に揃う。

ここで、一対の正極端子１３がなす二列について、左側列を正極端子左列２２Ｌと呼び、右側列を正極端子右列２２Ｒと呼ぶ。一対の負極端子１５がなす二列について、左側列を負極端子左列２３Ｌと呼び、右側列を負極端子右列２３Ｒと呼ぶ。これら正極端子左列２２Ｌ、正極端子右列２２Ｒ、負極端子左列２３Ｌ、および負極端子右列２３Ｒは、相互にずれて重ならない。また、これら４つの列２２Ｌ、２２Ｒ、２３Ｌ、２３Ｒ、は、平行に並んでいる。これら正極端子左列２２Ｌ、正極端子右列２２Ｒ、負極端子左列２３Ｌ、および負極端子右列２３Ｒの延び方向は、複数の平滑回路基板１１の並びの方向に一致し、基板１２の正側配線層１７と負側配線層１９との離間方向に一致し、基板１２の縦方向に一致する。

正極端子左列２２Ｌと正極端子右列２２Ｒとの距離は、負極端子左列２３Ｌと負極端子右列２３Ｒとの距離より大きい。正極端子左列２２Ｌと負極端子左列２３Ｌとの距離は、正極端子右列２２Ｒと負極端子右列２３Ｒとの距離に実質的に等しい。正極端子左列２２Ｌと負極端子左列２３Ｌとの距離は、正極端子左列２２Ｌと負極端子右列２３Ｒとの距離より短い。

負極端子左列２３Ｌおよび負極端子右列２３Ｒは、正極端子左列２２Ｌと正極端子右列２２Ｒとの間に配置されている。逆に正極端子左列２２Ｌと正極端子右列２２Ｒとが、負極端子左列２３Ｌおよび負極端子右列２３Ｒの間に配置されていても良い。要は、基板１２の一対の正極端子１５の間を結ぶ線分の二等分線と一対の負極端子１３の間を結ぶ線分の二等分線とが、同一線Ｂｉとなればよい。

そして、平滑回路１Ａは、電気的に並列に接続される複数のキャパシタ７と、複数のキャパシタ７の正極７ａに電気的に接続される一対の正極端子１３と、複数のキャパシタ７の負極７ｂに電気的に接続される一対の負極端子１５と、をそれぞれが有する複数の平滑回路基板１１と、少なくとも２つの平滑回路基板１１の間で、複数のキャパシタ７を電気的に並列に接続する接続導電体２５Ａと、を備えている。

図３および図４に示すように、本実施形態に係る平滑回路１Ａの接続導電体２５Ａは、隣り合う平滑回路基板１１の正極端子１３間を接続する正側接続導電体２６Ｐと、隣り合う平滑回路基板１１の負極端子１５間を接続する負側接続導電体２６Ｎと、を含んでいる。接続導電体２５Ａは、リード線、またはバスバー（bus bar）である。図３、４ではバスバーを用いた例を示している。接続導電体２５Ａは、正極端子１３、または負極端子１５にねじ止めされている。

正側接続導電体２６Ｐは、隣り合う平滑回路基板１１の正極端子１３であり、かつ同じ列に並ぶ２つの正極端子１３を電気的に接続する。具体的には、正側接続導電体２６Ｐは、正極端子左列２２Ｌに並び、かつ隣り合う２つの左側正極端子１３Ｌの間に架け渡されている。

負側接続導電体２６Ｎは、隣り合う平滑回路基板１１の負極端子１５であり、かつ同じ列に並ぶ２つの負極端子１５を電気的に接続する。具体的には、負側接続導電体２６Ｎは、負極端子左列２３Ｌに並び、かつ隣り合う２つの左側負極端子１５Ｌの間に架け渡されている。

このため、正側接続導電体２６Ｐ、および負側接続導電体２６Ｎは、直線状に各基板１２上に配置されている正側配線層１７、および負側配線層１９に直交する。正極端子左列２２Ｌ、正極端子右列２２Ｒ、負極端子左列２３Ｌ、および負極端子右列２３Ｒは、相互にずれて重ならない。そのため、正側接続導電体２６Ｐと負側接続導電体２６Ｎとは、交差することがなく、換言すると、相互に干渉することがない。また、正側接続導電体２６Ｐと正極端子１３とのネジ止めが容易であり、負側接続導電体２６Ｎと負極端子１５とののネジ止めが容易である。大電流を流す接続導電体２５Ａであるリード線やバスバー（bus bar）は、太い銅線や厚みのある銅板などの金属板が使用される。そのため、接続導電体２５Ａを曲げて使用することは困難であり、２本の接続導電体２５Ａが交差するような組み立ては作業性の観点からも好ましくない。

本実施形態に係る平滑回路１Ａでは、先頭回路基板１１ｓの右側正極端子１３Ｒを平滑回路１Ａの正側入力端子２ｐｉとして利用し、末尾回路基板１１ｅの右側正極端子１３Ｒを平滑回路１Ａの正側出力端子２ｐｏとして利用する。また、先頭回路基板１１ｓの右側負極端子１５Ｒを平滑回路１Ａの負側入力端子２ｎｉとして利用し、末尾回路基板１１ｅの右側負極端子１５Ｒを平滑回路１Ａの負側出力端子２ｎｏとして利用する。

このように、隣り合う平滑回路基板１１に架け渡される正側接続導電体２６Ｐ、および負側接続導電体２６Ｎは、複数のキャパシタ７の左側、または右側に集約され、他方側に位置するネジ端子は、入力端子２ｐｉ、２ｎｉ、および出力端子２ｐｏ、２ｎｏに利用される。そのため、複数のキャパシタ７のいずれにおいても電流経路の長さは実質的に同じになり、キャパシタ７の寿命の均一化、ひいては長寿命化を図ることができる。

なお、３つ以上の平滑回路基板１１を並列に接続する場合には、隣り合う平滑回路基板１１に架け渡される正側接続導電体２６Ｐおよび負側接続導電体２６Ｎは、複数のキャパシタ７の左側および右側に交互に集約される。例えば、３つの平滑回路基板１１を並列に接続する場合には、先頭回路基板１１ｓと２番目の平滑回路基板１１とを接続する接続導電体２５Ａは、複数のキャパシタ７の左側で２つの平滑回路基板１１の間に架け渡される。２番目の平滑回路基板１１と末尾回路基板１１ｅとを接続する接続導電体２５Ａは、複数のキャパシタ７の右側で２つの平滑回路基板１１の間に架け渡される。先頭回路基板１１ｓの右側正極端子１３Ｒが平滑回路１Ａの正側入力端子２ｐｉとして利用され、末尾回路基板１１ｅの左側正極端子１３Ｌが平滑回路１Ａの正側出力端子２ｐｏとして利用される。先頭回路基板１１ｓの右側負極端子１５Ｒが平滑回路１の負側入力端子２ｎｉとして利用され、末尾回路基板１１ｅの左側負極端子１５Ｌが平滑回路１Ａの負側出力端子２ｎｏとして利用される。

また、平滑回路１Ａに用いられる平滑回路基板１１は、抵抗１６を備えていなくても良い。

本実施形態に係る平滑回路１の第二例（以下、単に「平滑回路１Ｂ」と呼ぶ。）を図６から図８に基づき説明する。この例では、図６の回路図に示すように直列に接続される複数のキャパシタ７を含んでいる。また、平滑回路１Ｂは、直列に接続される複数の平滑回路基板１１を備えている。この第二例では、キャパシタ７が直列に接続されるため、全体として平滑回路の電圧定格を高めることができる。このため、前述の第一例は交流電源電圧が低い場合、例えば２００Ｖ系電源の場合に好適であり、本第二例は、電源電圧が高い場合、例えば４００Ｖ系電源の場合に好適である。

平滑回路基板１１自体は、第一例の平滑回路１Ａと共通である。つまり、平滑回路基板１１は、複数のキャパシタ７が並列に接続される第一例の平滑回路１Ａにも、複数のキャパシタ７が直列に接続される第二例の平滑回路１Ｂにも、適用できる。このため、部品が共通化され、製造やサービス、在庫管理が容易となる。

平滑回路１Ｂは、同じ複数の平滑回路基板１１を直列に接続した回路である。平滑回路１Ｂは、例えば２つの平滑回路基板１１を備えている。平滑回路１Ｂにおける平滑回路基板１１の配列は、平滑回路１Ａにおける平滑回路基板１１の配列と同じであり、説明が重複するので省略する。

平滑回路１Ｂは、電気的に並列に接続される複数のキャパシタ７と、複数のキャパシタ７の正極７ａに電気的に接続される一対の正極端子１３と、複数のキャパシタ７の負極７ｂに電気的に接続される一対の負極端子１５と、をそれぞれが有する複数の平滑回路基板１１と、少なくとも２つの平滑回路基板１１の間で、複数のキャパシタ７を電気的に直列に接続する接続導電体２５Ｂと、を備えている。

図６から図８に示すように、本実施形態に係る平滑回路１Ｂの接続導電体２５Ｂは、隣り合う平滑回路基板１１の負極端子１５と正極端子１３との間を接続する。具体的には、接続導電体２５Ｂは、複数のキャパシタ７の一方の側方、例えば左側方の正極端子左列２２Ｌに並ぶ左側正極端子１３Ｌと負極端子左列２３Ｌに並ぶ左側負極端子１５Ｌの間に架け渡される。同じ側方の端子を用いることで、接続導電体２５Ｂの長さを短くすることが可能である。

隣り合う平滑回路基板１１に架け渡される接続導電体２５Ｂは、複数のキャパシタ７の左側、または右側に配置される。一方、平滑回路１Ｂの正側端子３ｐと負側端子３ｎとには、接続導電体２５Ｂが接続された端子とは左右反対側の端子が利用される。このように接続することで、各キャパシタ７を経由して流れる電流経路の距離を略等しくすることができる。本実施形態に係る平滑回路１Ｂでは、先頭回路基板１１ｓの右側正極端子１３Ｒを平滑回路１Ｂの正側端子３ｐとして利用し、末尾回路基板１１ｅの右側負極端子１５Ｒを平滑回路１Ｂの負側端子３ｎとして利用している。

なお、３つ以上の平滑回路基板１１を直列に接続する場合には、隣り合う平滑回路基板１１に架け渡される接続導電体２５Ｂは、複数のキャパシタ７の左側および右側に交互に配置される。例えば、３つの平滑回路基板１１を直列に接続する場合には、先頭回路基板１１ｓと２番目の平滑回路基板１１とを接続する接続導電体２５Ｂは、複数のキャパシタ７の左側で２つの平滑回路基板１１の間に架け渡される。２番目の平滑回路基板１１と末尾回路基板１１ｅとを接続する接続導電体２５Ｂは、複数のキャパシタ７の右側で２つの平滑回路基板１１の間に架け渡される。先頭回路基板１１ｓの右側正極端子１３Ｒが平滑回路１Ｂの正側端子３ｐとして利用され、末尾回路基板１１ｅでは、接続導電体２５Ｂが接続される側の反対側である左側負極端子１５Ｌが平滑回路１Ｂの負側端子３ｎとして利用される。

なお、２つの平滑回路基板１１を使用する場合には、基板１１上の一対の正極端子１５および一対の負極端子１３の両方が、前記一対の正極端子の離間方向において、相互にずれて重ならないようにする必要はない。つまり、基板１１上の一対の正極端子１５および一対の負極端子１３について、複数のキャパシタ７のいずれか一方の側方、つまり右側の側方または左側の側方の正極端子１５Ｌ（または正極端子Ｒ）と負極端子１３Ｌ（または負極端子１３Ｒ）が、一対の正極端子１５の離間方向において、相互にずれて重ならなければよい。

図９から図１１に示すように、本実施形態に係る平滑回路１の第三例（以下、単に「平滑回路１Ｃ」と呼ぶ。）は、並列に接続される複数のキャパシタ７を含んでいる。また、平滑回路１Ｃは、並列に接続される複数の平滑回路基板１１を備えている。

平滑回路基板１１は、第一例、第二例の平滑回路１Ａと共通する。

平滑回路１Ｃは、同じ複数の平滑回路基板１１を並列に組み合わせた回路である。平滑回路１Ｃは、例えば並列に接続される２つの平滑回路基板１１を備えている。

平滑回路１Ｃの接続導電体２５Ｃは、少なくとも２つの平滑回路基板１１を電気的に接続し、かつ平滑回路１Ｃの入力端および出力端を兼ねている。つまり、接続導電体２５Ｃは、少なくとも２つの平滑回路基板１１の間で、複数のキャパシタ７を電気的に並列に接続し、かつ平滑回路１Ｃの入力端および出力端を兼ねている。

本実施形態に係る平滑回路１Ｃの接続導電体２５Ｃは、隣り合う平滑回路基板１１の正極端子１３間を接続し、かつ平滑回路１Ｃの正側端子を兼ねる正側接続導電体３１Ｐと、隣り合う平滑回路基板１１の負極端子１５間を接続し、かつ平滑回路１Ｃの負側端子を兼ねる負側接続導電体３１Ｎと、を含んでいる。この場合、配線接続箇所を減らすため、接続導電体２５Ｃは、バスバーが用いられる。

正側接続導電体３１Ｐは、同じ列に並ぶ全ての正極端子１３を電気的に接続する。具体的には、正側接続導電体３１Ｐは、正極端子右列２２Ｒに並び全ての右側正極端子１３Ｒの間に架け渡されている。

負側接続導電体３１Ｎは、同じ列に並ぶ全ての負極端子１５を電気的に接続する。具体的には、負側接続導電体３１Ｎは、負極端子左列２３Ｌに並ぶ全ての左側負極端子１５Ｌの間に架け渡されている。

正側接続導電体３１Ｐおよび負側接続導電体３１Ｎは、接続作業を容易にするため、複数のキャパシタ７の左側と右側とに分けて配置することが好ましい。３つ以上の平滑回路基板１１を並列に接続する場合にも、同様である。

以上のように本実施形態に係る平滑回路１Ａは、複数の平滑回路基板１１と、少なくとも２つの平滑回路基板１１の間で、複数のキャパシタ７を電気的に並列に接続する少なくとも１つの接続導電体２５Ａと、を備えている。そして、一対の正極端子１３および一対の負極端子１５は、複数の平滑回路基板１１が並ぶ方向（整列方向）に交差する方向において、相互にずれて重ならない。換言すると、複数の平滑回路基板１１の一対の正極端子１３の全てが二列に整列し、複数の平滑回路基板１１の一対の負極端子１５の全てが二列に整列し、かつ一対の正極端子１３の列と一対の負極端子１５の列が、相互にずれて重ならない。そのため、平滑回路１は、例えばコンバータ回路１０１を含む他の回路が実装された回路基板から平滑回路１を独立させ、かつ複数の平滑回路基板１１を組み合わせることによって、所望の静電容量を容易に得ることができる。そして、複数の平滑回路基板１１を組み合わせた平滑回路１Ａでは、正極端子１３の列と一対の負極端子１５の列とが、相互にずれて重ならないことから、接続導電体２５Ａの取り付けが容易となる。

また、本実施形態に係る平滑回路１Ｂは、複数の平滑回路基板１１と、少なくとも２つの平滑回路基板１１の間で、複数のキャパシタ７を電気的に直列に接続する少なくとも１つの接続導電体２５Ｂと、を備えている。そして、一対の正極端子１３および一対の負極端子１５は、複数の平滑回路基板１１が並ぶ方向（整列方向）に交差する方向において、相互にずれて重ならない。換言すると、複数の平滑回路基板１１の一対の正極端子１３の全てが二列に整列し、複数の平滑回路基板１１の一対の負極端子１５の全てが二列に整列し、かつ一対の正極端子１３の列と一対の負極端子１５の列が、相互にずれて重ならない。そのため、平滑回路１は、例えばコンバータ回路１０１を含む他の回路が実装された回路基板から平滑回路１を独立させ、かつ複数の平滑回路基板１１を組み合わせることによって、電源電圧の大小の差異に容易に対応することができる。

さらに、本実施形態に係る平滑回路１Ａ、１Ｂは、電流経路が複数のキャパシタ７のいずれを経ても実質的に同等の距離となるように配置される一方の正極端子１３と一方の負極端子１５との対と、複数のキャパシタ７のいずれを経ても実質的に同等の距離となるように配置される他方の正極端子１３と他方の負極端子１５との対と、を備えている。そのため、平滑回路１Ａ、１Ｂは、平滑回路基板１１を並列に接続して大容量化を図る場合であっても、平滑回路基板１１を直列に接続して許容可能な最大電圧の高電圧化を図る場合であっても、特定のキャパシタ７に偏って大きな電流が流れることを防ぎ、各キャパシタ７の負荷の平準化を図って、回路全体の寿命を損なうことがない。

また、本実施形態に係る平滑回路１Ｃは、少なくとも２つの平滑回路基板１１を電気的に接続し、かつ平滑回路１の入力端および出力端を兼ねる接続導電体２５Ｃを備えている。そのため、平滑回路１Ｃは、平滑回路基板１１へリプル電流のみを流すことが可能であり、基板１２の簡素化を容易に図ることができる。

さらに、平滑回路基板１１は、それ単体であっても並列に接続されるキャパシタ７を有する平滑回路を提供可能である一方で、複数を組み合わせることによって、平滑回路１Ａ、１Ｂ、１Ｃに代表される様々な平滑回路を容易に構成することができ、複数の平滑回路を構成する場合の基本構成として共通化を図ることができる。

したがって、本実施形態に係る平滑回路１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）、および平滑回路基板１１によれば、例えばコンバータ回路１０１を含む他の回路が実装された回路基板から平滑回路１を独立させ、かつ複数の同じ平滑回路基板１１を組み合わせることによって、所望の静電容量を容易に得ることや、電源電圧の大小の差異に容易に対応可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…平滑回路、２ｐｉ…正側入力端子、２ｐｏ…正側出力端子、２ｎｉ…負側入力端子、２ｎｏ…負側出力端子、３ｐ…正側端子、３ｎ…負側端子、７…キャパシタ（電解コンデンサ）、１１…平滑回路基板、１１ｓ…先頭回路基板、１１ｅ…末尾回路基板、１２…基板、１３…正極端子、１３Ｌ…左側正極端子、１３Ｒ…右側正極端子、１５…負極端子、１５Ｌ…左側負極端子、１５Ｒ…右側負極端子、１７…正側配線層、１９…負側配線層、２１…実装面、２２Ｌ…正極端子左列、２２Ｒ…正極端子右列、２３Ｌ…負極端子左列、２３Ｒ…負極端子右列、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ…接続導電体、２６Ｐ…正側接続導電体、２６Ｎ…負側接続導電体、３１Ｐ…正側接続導電体、３１Ｎ…負側接続導電体、Ｅ…交流電源モータ。

Claims (9)

1. 並列に接続される複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタの正極に電気的に接続される一対の正極端子と、前記複数のキャパシタの負極に電気的に接続される一対の負極端子と、をそれぞれが有する複数の回路基板と、
   少なくとも２つの前記回路基板の間で、前記複数のキャパシタを電気的に直列または並列に接続する少なくとも１つの接続導電体と、を備え、
   前記一対の正極端子および前記一対の負極端子は、前記２つの前記回路基板が並ぶ方向に直交する方向において、相互にずれて重ならない平滑回路。
2. 並列に接続される複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタの正極に電気的に接続される一対の正極端子と、前記複数のキャパシタの負極に電気的に接続される一対の負極端子と、をそれぞれが有する複数の回路基板と、
   少なくとも２つの前記回路基板の間で、前記複数のキャパシタを電気的に直列または並列に接続する少なくとも１つの接続導電体と、を備え、
   前記複数の回路基板の前記一対の正極端子の二列に整列し、
   前記複数の回路基板の前記一対の負極端子の二列に整列し、
   前記一対の正極端子の列の少なくとも一方と前記一対の負極端子の列とは、相互にずれて重ならない平滑回路。
3. 前記回路基板の一方の前記正極端子と一方の前記負極端子とは、流れる電流経路が前記複数のキャパシタのいずれを経ても実質的に同等の距離になるように配置され、他方の前記正極端子と他方の前記負極端子とは、流れる電流経路が前記複数のキャパシタのいずれを経ても実質的に同等の距離に配置されている請求項１または２に記載の平滑回路。
4. 前記回路基板の前記一対の前記正極端子の間を結ぶ線分の二等分線と前記一対の前記負極端子間を結ぶ線分の二等分線とが、同一線である請求項３に記載の平滑回路。
5. 前記接続導電体は、少なくとも２つの前記回路基板を電気的に接続し、かつ前記平滑回路の入力端および出力端を兼ねている請求項１から４のいずれか１項に記載の平滑回路。
6. 並列に接続される複数のキャパシタと、
   前記複数のキャパシタの正極に電気的に接続され、前記複数のキャパシタを間に挟む一対の正極端子と、
   前記複数のキャパシタの負極に電気的に接続され、前記複数のキャパシタを間に挟む一対の負極端子と、を備え、
   前記複数のキャパシタの並びの少なくとも一方の側方に配置される前記正極端子および前記負極端子は、前記一対の正極端子の離間方向において、相互にずれて重ならない平滑回路基板。
7. 前記一対の正極端子および前記一対の負極端子の両方が、前記一対の正極端子の離間方向において、相互にずれて重ならない請求項６に記載の平滑回路基板。
8. 一方の前記正極端子と一方の前記負極端子とは、流れる電流経路が前記複数のキャパシタのいずれを経ても実質的に同等の距離になるように配置され、他方の前記正極端子と他方の前記負極端子とは、流れる電流経路が前記複数のキャパシタのいずれを経ても実質的に同等の距離に配置されている請求項７に記載の平滑回路基板。
9. 前記一対の前記正極端子間を結ぶ線分の二等分線と前記一対の前記負極端子間を結ぶ線分の二等分線とが、同一線である請求項７または８のいずれか１項に記載の平滑回路基板。

Images