CN103956262B - 渐变干式逆变电容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电容器，尤其是一种渐变干式电容器，具体地说是用于把直流电变成交流电的干式逆变电容器。按照本发明提供的技术方案，所述渐变干式逆变电容器，包括电容器壳体以及位于所述电容器壳体顶端的第一引出连接端子及第二引出连接端子；所述电容器壳体内封装有芯子，芯子包括方阻值呈渐变分布的芯子薄膜以及位于所述芯子薄膜上的第一喷金层与第二喷金层，所述第一引出连接端子与第一喷金层电连接，第二引出连接端子与第二喷金层电连接。本发明结构紧凑，耐高压、耐高温、耐冲击性好，成本低，加工制作方便，使用更安全可靠。

Description

渐变干式逆变电容器

技术领域

本发明涉及一种电容器，尤其是一种渐变干式电容器，具体地说是用于把直流电变成交流电的干式逆变电容器。

背景技术

为了一些高精密仪器设备的安全使用，如太阳能逆变设备，风力发电设备上使用的电容器需要逆变电容器。现有电容器具有多种结构，如公开号为CN102637524A的文件公开了一种电力电容器，包括电容器壳体和固定在电容器壳体上的接线柱，所述接线柱包括陶瓷绝缘子和固定在陶瓷绝缘子下部外壁上的金属连接件，所述陶瓷绝缘子下部外壁上设有环状定位凸台；所述电容器壳体上设有安装座，所述金属连接件通过焊接方式固定在金属连接件上；所述金属连接件通过滚压方式固定在该环状定位凸台上。上述电容器采用的薄膜为普通薄膜，在承受耐压的状态下，散热量大，容量易下降，耐冲击小，对薄膜损伤大；焊接复杂，需要把陶瓷绝缘子上的金属连接件焊接在安装座上；零部件使用多，成本大，制作复杂，效率低，可靠性小。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种渐变干式逆变电容器，其结构紧凑，耐高压、耐高温、耐冲击性好，成本低，加工制作方便，使用更安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述渐变干式逆变电容器，包括电容器壳体以及位于所述电容器壳体顶端的第一引出连接端子及第二引出连接端子；所述电容器壳体内封装有芯子，芯子包括方阻值呈渐变分布的芯子薄膜以及位于所述芯子薄膜上的第一喷金层与第二喷金层，所述第一引出连接端子与第一喷金层电连接，第二引出连接端子与第二喷金层电连接。

所述电容器壳体包括下壳体以及位于所述下壳体顶端并与下壳体匹配连接的连体塑壳，在下壳体的底部设置用于安装芯子的定位套。

所述芯子位于下壳体内且下壳体内至少设置两个芯子，芯子在下壳体内呈上下分布，芯子之间通过芯子绝缘支撑层连接；下壳体内设有与所述下壳体形状相一致的绝缘固定缓冲层，定位套位于绝缘固定缓冲层上，且芯子通过绝缘固定缓冲层与下壳体间绝缘隔离。

所述芯子的芯子薄膜卷绕在芯棒上，第一喷金层及第二喷金层分别位于芯棒的两侧。

所述连体塑壳内设有端子固定体，所述端子固定体支撑在下壳体内上部的芯子上；所述芯子两端的第一喷金层通过第一铜箔层电连接，相邻的芯子间的第一喷金层间通过连接铜箔电连接；第一引出连接端子与下壳体内上部的第一铜箔层电连接，且第一引出连接端子从端子固定体及连体塑壳内穿出。

所述芯子薄膜的方阻值分布特征为，方阻值为2~20Ω/口，其中，D为芯子薄膜的宽度，。

所述芯子薄膜包括薄膜体以及位于所述薄膜体上的金属层，所述金属层在薄膜体呈渐变分布，且金属层在薄膜体上的方阻值分布特征为。

所述第一铜箔层通过第二绝缘隔离层与芯子薄膜绝缘隔离；第一铜箔层的外圈包裹有第一绝缘隔离层。

所述第一绝缘隔离层、第二绝缘隔离层均采用聚酯膜，端子固定体采用环氧树脂。

所述连接铜箔与第一铜箔层间通过焊接固定，连接铜箔与第一铜箔层间的结合部形成点焊处。

本发明的优点：结构设计合理，芯子薄膜的方阻值呈渐变式，耐高压，其同级别薄膜相比，提高400~500V直流耐压；电流过渡平缓，耐冲击性，对薄膜破坏性小；在制作成电容器后，损耗小，耐高温，提高了电容器的使用温度和寿命；绝缘固定缓冲层随着温度的变化，能和电容器元件呈同比例的热膨胀，不对元件产生应力破坏，采用的点焊技术，在省去焊点的同时，焊接牢固，接触电阻小，能抗脉冲。在同等条件下，电容器体积小，耐压高，耐温高，生产成本小。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明芯子薄膜的结构示意图。

图3为本发明连体塑壳的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

附图标记说明：1-第一引出连接端子、2-连体塑壳、3-端子固定体、4-绝缘固定缓冲层、5-第一铜箔层、6-第一绝缘隔离层、7-下壳体、8-点焊处、9-第二喷金层、10-芯子、11-芯棒、12-定位套、13-第二绝缘隔离层、14-连接铜箔、15-芯子薄膜、16-第二喷金层、17-第二引出连接端子、18-第二铜箔层、19-薄膜体、20-金属层、21-围墙、22-连接定位套、23-盖板及24-端子引出孔与25-芯子绝缘支撑层。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：为了能够提高电容器的耐高压、耐高温及耐冲击性，本发明包括电容器壳体以及位于所述电容器壳体顶端的第一引出连接端子1及第二引出连接端子17；所述电容器壳体内封装有芯子10，芯子10包括方阻值呈渐变分布的芯子薄膜15以及位于所述芯子薄膜15上的第一喷金层9与第二喷金层16，所述第一引出连接端子1与第一喷金层9电连接，第二引出连接端子17与第二喷金层16电连接。

具体地，第一引出连接端子1与第一喷金层9电连接，以形成电容器的一个电极，第二引出连接端子17与第二喷金层16电连接，以形成电容器的另一个电极。芯子10内芯子薄膜15的方阻值呈渐变分布，即芯子薄膜15的方阻值呈设定的变化形式，从而提高电容器的耐高压、耐高温及耐冲击性能。

所述电容器壳体包括下壳体7以及位于所述下壳体7顶端并与下壳体7匹配连接的连体塑壳2，在下壳体7的底部设置用于安装芯子10的定位套12。所述芯子10位于下壳体7内且下壳体7内至少设置两个芯子10，芯子10在下壳体7内呈上下分布，芯子10之间通过芯子绝缘支撑层25连接；下壳体7内设有与所述下壳体7形状相一致的绝缘固定缓冲层4，定位套12位于绝缘固定缓冲层4上，且芯子10通过绝缘固定缓冲层4与下壳体7间绝缘隔离。

本发明实施例中，下壳体7一般为铝壳，连体塑壳2位于下壳体7的顶端并与下壳体7匹配连接后形成电容器壳体。下壳体7的侧壁及底壁上均设有绝缘固定缓冲层4，通过绝缘固定缓冲层4实现与芯子10的绝缘固定，并能实现对下壳体7内结构的缓冲。一般地，绝缘固定缓冲层4采用聚氨酯；电容器壳体内还可以设置多个芯子10，本发明实施例的附图中示出了电容器壳体内设置两个芯子10的结构。

所述芯子10的芯子薄膜15卷绕在芯棒11上，第一喷金层9及第二喷金层16分别位于芯棒11的两侧。芯棒11位于整个芯子10的中心区，第一喷金层9及第二喷金层16通过芯棒11相绝缘隔离。本发明实施例中，芯子薄膜15卷绕在芯棒11上后，以使得整个芯子10呈圆柱状，第一喷金层9、第二喷金层16位于圆柱状结构的两端面。一般地，第一喷金层9、第二喷金层16通过将金属颗粒锌、铝蒸镀在芯子薄膜15上形成。所述芯子薄膜15的方阻值分布特征为，方阻值为2~20Ω/口，其中，e为常数，D为芯子薄膜15的宽度，。将芯子薄膜15的方阻值呈上述分布特征，使得芯子薄膜15的方阻值呈逐渐变化，如逐渐变大或逐渐变小，能提高耐压性，提高400~500V的直流耐压，电流过渡平缓，耐冲击性好，对薄膜破坏性小，在制作呈电容器后，损耗小，耐高温，提高了电容器的使用温度和寿命。

如图2所示，所述芯子薄膜15包括薄膜体19以及位于所述薄膜体19上的金属层20，所述金属层20在薄膜体19呈渐变分布，且金属层20在薄膜体19上的方阻值分布特征为。一般地，所述薄膜体19可以采用聚丙烯薄膜，金属层20为金属锌与金属铝的混合金属，其中，金属锌与金属铝按照4：6的质量比进行混合。本发明实施例中，金属层20的厚度在薄膜体19上按照从左至右逐渐变小，以使得金属层20在薄膜体19上的方阻值分布特征为。

所述连体塑壳2内设有端子固定体3，所述端子固定体3支撑在下壳体7内上部的芯子10上；所述芯子10两端的第一喷金层9通过第一铜箔层5电连接，相邻的芯子10间的第一喷金层9间通过连接铜箔14电连接；第一引出连接端子1与下壳体7内上部的第一铜箔层5电连接，且第一引出连接端子1从端子固定体3及连体塑壳2内穿出。

本发明实施例中，端子固定体3采用环氧树脂，通过端子固定体3能够用来对芯子10的密封，并用来对第一引出连接端子1、第二引出连接端子17的固定以及连接塑壳2与下壳体7之间的固定。为了实现第一引出连接端子1将芯子10引出，第一引出连接端子1需要与芯子10上的第一喷金层9电连接。具体地，第一喷金层9位于芯棒11的右侧，同一个芯子10的两第一喷金层9之间通过第一铜箔层5电连接，第一铜箔层5与芯子薄膜15之间通过第二绝缘隔离层13相互绝缘隔离。此外，相邻的芯子10之间的第一喷金层9之间通过连接铜箔14电连接，连接铜箔14与第一喷金层9上的第一铜箔层5通过焊接固定，连接铜箔14与第一铜箔层5的结合部形成点焊处8。在具体实施时，点焊处8呈圆形状，直径为8mm，靠中心处有二条凸出0.3mm，长6mm的加强筋。连接铜箔14贯穿在绝缘支撑层25内，绝缘支撑层25可以采用聚酯膜形成。第一铜箔层5的厚度为0.5mm，宽为15mm，第一铜箔层5通过第一绝缘隔离层6、绝缘固定缓冲层4与下壳体7之间绝缘隔离。第一绝缘隔离层6采用聚酯膜。

进一步地，为了能通过第二引出连接端子17将电容的另一电极引出，在电容器壳体内设置第二铜箔层18，第二铜箔层18位于芯子10的右侧，第二铜箔层18的上端与下壳体7上部芯子10对应的第二喷金层16焊接固定并电连接，第二铜箔层18的下端与下壳体7下部芯子10对应的第二喷金层16焊接固定并电连接。第二铜箔层18通过聚酯膜与芯子薄膜15绝缘隔离，第二铜箔层18的外圈通过第一绝缘隔离层6及绝缘固定缓冲层4与下壳体7之间绝缘隔离。第二铜箔层18与第二喷金层16焊接处均形成有焊点，下壳体7内芯子10对应第二喷金层16通过第二铜箔层18对应连接后，第二引出连接端子17与第二铜箔层18焊接固定，第二引出连接端子17与第二铜箔层18连接固定后穿出端子固定体3以及连体塑壳2。在具体实施时，第二铜箔层18的厚度也为0.5mm，宽度为15mm。

如图3和图4所示，所述连体塑壳2包括位于上部的围墙21以及连接于围墙21下端部的连接定位套22，其中，连接定位套22的外径小于围墙21的外径，围墙21与连接定位套22间形成容纳端子固定体3的空间，连接定位套22与围墙21之间形成台阶，通过所述台阶能与下壳体7之间的匹配连接。进一步地，围墙21上还设有盖板23，所述盖板23上设有端子引出孔24，所述端子引出孔24与第一引出连接端子1、第二引出连接端子17间匹配，通过端子引出孔24将第一引出连接端子1、第二引出连接端子17之间的引出。

本发明电容器壳体内的芯子10的芯子薄膜15的方阻值呈渐变分布，提高电容器的耐高压、高温及耐冲击性，电容器壳体内芯子10的第一喷金层9、第二喷金层16通过铜箔对应连接，并通过第一引出连接端子1、第二引出连接端子17与铜箔的电连接，实现将电容器容量的引出，以将直流电通过电容转换为交流电，实现逆变过程。

本发明结构设计合理，芯子薄膜15的方阻值呈渐变式，耐高压，其同级别薄膜相比，提高400~500V直流耐压；电流过渡平缓，耐冲击性，对薄膜破坏性小；在制作成电容器后，损耗小，耐高温，提高了电容器的使用温度和寿命；绝缘固定缓冲层4随着温度的变化，能和电容器元件呈同比例的热膨胀，不对元件产生应力破坏，采用的点焊技术，在省去焊点的同时，焊接牢固，接触电阻小，能抗脉冲。在同等条件下，电容器体积小，耐压高，耐温高，生产成本小。

Claims (4)

1.一种渐变干式逆变电容器，包括电容器壳体以及位于所述电容器壳体顶端的第一引出连接端子(1)及第二引出连接端子(17)；所述电容器壳体包括下壳体(7)以及位于所述下壳体(7)顶端并与下壳体(7)匹配连接的连体塑壳(2)，在下壳体(7)的底部设置用于安装芯子(10)的定位套(12)；所述连体塑壳(2)内设有端子固定体(3)，所述端子固定体(3)支撑在下壳体(7)内上部的芯子(10)上；第一喷金层(9)与第二喷金层(16)位于芯棒圆柱体的上下两端，芯子(10)上下两端分别设有第一喷金层(9)与第二喷金层(16)；相邻的芯子(10)间的第一喷金层(9)间通过连接铜箔(14)电连接；第一引出连接端子(1)与下壳体(7)内上部的第一铜箔层(5)电连接，且第一引出连接端子(1)从端子固定体(3)及连体塑壳(2)内穿出；

其特征是：所述电容器壳体内封装有芯子(10)，芯子(10)包括方阻值呈渐变分布的芯子薄膜(15)以及位于所述芯子薄膜(15)上的第一喷金层(9)与第二喷金层(16)，所述芯子(10)的芯子薄膜(15)卷绕在芯棒(11)上；所述第一引出连接端子(1)与第一喷金层(9)电连接，第二引出连接端子(17)与第二喷金层(16)电连接；

所述芯子薄膜(15)的方阻值分布特征为方阻值为2～20Ω/口，其中，D为芯子薄膜(15)的宽度，t∈[0 D]；

所述芯子薄膜(15)包括薄膜体(19)以及位于所述薄膜体(19)上的金属层(20)，所述金属层(20)在薄膜体(19)呈渐变分布，且金属层(20)在薄膜体(19)上的方阻值分布特征为

所述第一铜箔层(5)通过第二绝缘隔离层(13)与芯子薄膜(15)绝缘隔离；第一铜箔层(5)的外圈包裹有第一绝缘隔离层(6)。

2.根据权利要求1所述的渐变干式逆变电容器，其特征是：所述芯子(10)位于下壳体(7)内且下壳体(7)内至少设置两个芯子(10)，芯子(10)在下壳体(7)内呈上下分布，芯子(10)之间通过芯子绝缘支撑层(25)连接；下壳体(7)内设有与所述下壳体(7)形状相一致的绝缘固定缓冲层(4)，定位套(12)位于绝缘固定缓冲层(4)上，且芯子(10)通过绝缘固定缓冲层(4)与下壳体(7)间绝缘隔离。

3.根据权利要求1所述的渐变干式逆变电容器，其特征是：所述第一绝缘隔离层(6)、第二绝缘隔离层(13)均采用聚酯膜，端子固定体(3)采用环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的渐变干式逆变电容器，其特征是：所述连接铜箔(14)与第一铜箔层(5)间通过焊接固定，连接铜箔(14)与第一铜箔层(5)间的结合部具有点焊处(8)。