CN107742578A - 一种高空间利用率电力电子电容器 - Google Patents
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Abstract
一种高空间利用率电力电子电容器，包括位于外壳(3)内腔的电容器芯子组件(2)和二极的电极组件(1)，各极的电极组件(1)包括各与电容芯子一端的喷金层连接的电气连接线(5)和这些电气连接线所连接的电极引出端(6)，电容器芯子组件(2)由多个电容芯子组成，各电容芯子之间及它们与外壳(3)的内壁之间的空隙灌注填充层(4)，其特征在于：所述电容芯子包括大电容芯子(7)和小电容芯子(8)，小电容芯子(8)位于各大电容芯子(7)之间的空间。该设计减少电容器体积和电感，且有利于电容器的散热，提高电容器的可靠性和降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力电子电容器，尤其是一种高空间利用率电力电子电容器，在国际专利分类表中，分类可属于H01G4/224和H01G4/228。
背景技术
目前市场上普遍使用的电力电子电容器，通常只有两个电极引出端，这是一种较简单、方便的引出方式，但是当纹波成分的电流通过这种两电极引出端时，两电极的引出方式会使该种电容器产生较大的自身寄生电感，一般其自身电感远远大于100nH，这种电容器一旦在高频工况下运行，就会出现温升过快、过高，甚至大幅度影响其自身的寿命。然而，由于这种电容器的芯子采用无感式卷绕，单个芯子的自感量极小，从电容器的结构来看，电容器的自感量大小主要就由电极组件部分的自感决定，因此，降低该种电容器的电极组件部分的电感量显得尤为重要。
同时，市场上普遍使用的电力电子电容器，一般采用(见图3)方式用电容器芯子排列形成，这是一种比较简单和方便的芯子排列方式，但是，这种排列方式导致芯子间空间(见图3中12)很大，而且需要大量的填充层来填充，而填充层的密度是远远大于芯子的密度的，而且并不能增加容量，这就降低了电力电子电容器的空间利用率，增加了电力电子电容器重量及成本，这对电力电子电容器的商业竞争是很不利的，因此，增加电力电子电容器芯子间空间12的利用率是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种高空间利用率电力电子电容器，可改善背景技术所述问题。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：一种高空间利用率电力电子电容器，包括位于外壳(3)内腔的电容器芯子组件(2)和二极的电极组件(1)，各极的电极组件(1)包括各与电容芯子一端的喷金层连接的电气连接线(5)和这些电气连接线所连接的电极引出端(6)，电容器芯子组件(2)由多个电容芯子组成，各电容芯子之间及它们与外壳(3)的内壁之间的空隙灌注填充层(4)，其特征在于：所述电容芯子包括大电容芯子(7)和小电容芯子(8)，小电容芯子(8)位于各大电容芯子(7)之间的空间。
其进一步的设计之一是：所述电极引出端(6)数为多个。
其进一步的设计之二是：所述外壳(3)为非导磁不锈钢。
在大电容芯子之间空间放置小电容芯子的方式，使得相同质量的电容器的电容量上升约15％。并且减少了填充层的用量。此外，由于填充层的密度比电容器芯子的密度大约60％，使用小电容芯子代替部分填充层空间，使电力电子电容器的总质量下降。
多引出端电极组件1与单引出端电极组件相比，大大增加了纹波电流流经电极的横截面积，减少了由电极引出而引入的自感，从而减少了电容器自感。例如，使用了四端引出电极的电容器比双端引出电极的电容器，自感量有效降低了约25％。另外，多引出端电极组件电容器的电流流经电极的位置与分布更加散开，使电容器的电极散热面积更大，有利于电容器更好的散热，并能够避免局部发热的情况。
本发明的技术方案和效果将在具体实施方式中结合附图作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明实施例高空间利用率电力电子电容器的纵剖视结构示意图；
图2是本发明实施例高空间利用率电力电子电容器的俯视结构示意图；
图3是现有技术电力电子电容器的纵剖视结构示意图；
图4是现有技术电力电子电容器的俯视结构示意图；
图5是电力电子电容器单个电容芯子结构示意图。
图标说明：
1.电极组件；2.电容器芯子组件；3.外壳；4.填充层；5.与电容芯子喷金层焊接的电气连接线；6.电极引出端；7.大电容芯子；8.小电容芯子；9.焊点；10.芯棒；11.喷金层；12.电容芯子间空间。
具体实施方式
本发明实施例高空间利用率电力电子电容器是在如图3和图4所示现有技术电力电子电容器的结构基础上改进而成，主要是在其12个圆柱形的大电容芯子7之间的空间12挤入6个同样为圆柱形的小电容芯子，具体结构如图1和图2所示：
——位于壳体3内腔的电容器芯子组件2由12个圆柱形的大电容芯子7和6个同样为圆柱形的小电容芯子8组成。12个大电容芯子7紧贴分布为3横排4纵列，6个小电容芯子8挤于各大电容芯子7之间的空间。各大、小电容芯子的前端面和后端面的喷金层分别以如图矩形网格分布的导线线于焊接点9焊接；
——二极电极组件1由与电容芯子一端的喷金层连接的电气连接线5和这些电气连接线所连接的电极引出端6组成。如图1自左至右，第1极的电极组件包括第1、3电极引出端，各引出4条导线，焊接于各纵列大电容芯子和小电容芯子的前端面的喷金层的焊接点9；第2极的电极组件包括第2、4电极引出端，各引出4条导线，焊接于各纵列大电容芯子和小电容芯子的后端面的喷金层的焊接点9。
——各电容芯子之间及它们与外壳3的内壁之间的空隙灌注材料为环氧树脂的填充层4，完成封装；
——各电容芯子的基本结构如图5所示，是在芯棒10的圆柱面卷绕电容膜成为圆柱形的电容芯子，并在圆柱体的二端面喷涂形成喷金层11。
对比如图3和图4所示现有技术电力电子电容器的纵剖视结构，本发明实施例高空间利用率电力电子电容器各极还分别增加了1个电极引出端及其4根与电容芯子喷金层焊接的电气连接线。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高空间利用率电力电子电容器，包括位于外壳(3)内腔的电容器芯子组件(2)和二极的电极组件(1)，各极的电极组件(1)包括各与电容芯子一端的喷金层连接的电气连接线(5)和这些电气连接线所连接的电极引出端(6)，电容器芯子组件(2)由多个电容芯子组成，各电容芯子之间及它们与外壳(3)的内壁之间的空隙灌注填充层(4)，其特征在于：所述电容芯子包括大电容芯子(7)和小电容芯子(8)，小电容芯子(8)位于各大电容芯子(7)之间的空间。
2.根据权利要求1所述电容器，其特征在于：所述电极引出端(6)数为多个。
3.根据权利要求2所述电容器，其特征在于：所述外壳(3)为非导磁不锈钢。
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| CN113574620A (zh) * | 2019-03-21 | 2021-10-29 | 罗伯特·博世有限公司 | 电容器，尤其是用于多相系统的中间电路电容器 |
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