CN110911166A - 一种穿芯式电容器及层叠母排 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种穿芯式电容器及层叠母排，其在高频下工作时感抗低，不易使电容发热，从而使得热击穿失效比率降低。一种穿芯式电容器包括壳体，所述壳体内部设有芯体，所述芯体两端分别连接上电极、下电极，其特征在于：所述上电极呈法兰型，所述芯体内部设有贯穿的空腔，所述下电极的引出端从所述空腔内伸出与所述上电极同向，且所述下电极引出端的高度高于所述上电极的高度。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，具体为一种穿芯式电容器及层叠母排。
背景技术
电力电子技术的发展方向之一是工作频率越来越高，特别是新型开关器件（例如碳化硅，氮化镓半导体器件）的出现及应用，使电力电子往更高频率更大功率发展的方向更加明确，然而使用更高的工作频率，对元器件的选用也有更高的要求。当频率较高时，元件一些基本概念已发生了变化，需要重新认识。频率较低时，我们对一些基本概念，如电阻、电容、电感、导线等都看成理想状态，即所谓参数元件，在集中参数电路中，我们都是理想化地考虑电感电阻电容。而分布参数的概念则不同，电阻、电容、电感、导线不是纯粹的，而是电阻、电容、电感的复合体，阻抗往往用复数形式来表示，Z=R+jX，其中，实数部分R就是电阻。虚数部分是由容抗、感抗组成。容抗XC=1/ωC，感抗XL=ωL，角频率ω=2*π*f，所以，感抗或容抗值的大小不仅与电感或电容本身的大小有关，还与他们所在回路中的工作频率有关，在高频时候，影响到整个回路阻抗的往往是杂散电感的大小。
传统的薄膜电容，无论是作为直流支撑还是高频谐振的用途，在高频率的应用下，特别是数十到数百KHz这个范围，由于其等效串联电感的存在，存在感抗偏大，电流走向不均匀，从而导致产品集中发热。产品长期工作在高温度范围内,性能就无法得到保证,热击穿的失效比率大大增高，极大影响产品寿命和可靠性，使产品无法应用于该高频场合。
发明内容
针对电容器在高频工作时，感抗偏大导致发热的问题，本发明提供了一种穿芯式电容器，其在高频下工作时感抗低，不易使电容发热，从而使得热击穿失效比率降低。本发明还提供了一种层叠母排。
其技术方案是这样的：一种穿芯式电容器，其包括壳体，所述壳体内部设有芯体，所述芯体两端分别连接上电极、下电极，其特征在于：所述上电极呈法兰型，所述芯体内部设有贯穿的空腔，所述下电极的引出端从所述空腔内伸出与所述上电极同向，且所述下电极引出端的高度高于所述上电极的高度；
其进一步特征在于：
所述壳体与所述芯体之间、所述上电极与所述下电极之间的空腔分别使用灌封料填充；
所述灌封料为阻燃环氧树脂；
所述下电极的引出端外部设有外螺纹；
所述壳体由铝或者铜制成。
一种层叠母排，其包括片状本体，其特征在于：所述本体包括顺次连接的上母排、中间绝缘板和下母排，所述上母排、中间绝缘板和下母排连接体上设有贯穿的安装孔，其还包括上述所述穿芯式电容器，所述穿芯式电容器的上电极与所述上母排连接，所述穿芯式电容器的下电极穿过所述安装孔、且其凸出部位上旋有铜螺母，所述铜螺母与所述下母排连接。
采用了这样的结构后，由于下电极从芯体中心的空腔处自下而上穿出，则流经下电极的电流与环状芯体内的电流方向相反，故磁力相抵消，从而获得极低的自感量，因而高频工作时不易发热，从而使得热击穿失效比率降低。
又由于片状层叠母排上设有安装孔，通过该安装孔将上述所述穿芯式电容器安装于该层叠母排上，安装方便，可以有效减少电容器杂散电感电流、均流效果明显，极大降低发热，提高使用寿命。
附图说明
图1为本发明第一种电容器结构示意图；
图2为本发明第一种电容器机构剖视图；
图3为本发明电容器内部电流流向示意图；
图4为本发明第二种电容器结构示意图；
图5为本发明层叠母排结构示意图；
图6为本发明层叠母排上并联第一种电容器结构示意图；
图7为本发明层叠母排上并联第二种电容器结构示意图；
图中：1、芯体；11、空腔；2、电极；21、上电极；22、下电极；3、灌封料；4、壳体；5、层叠母排；6、铜螺母。
具体实施方式
如图1和2所示，为本发明穿芯式电容器第一种结构示意图，包括柱形芯体1，芯体1外部设有筒型壳体4，壳体4可以采用铝或者铜。芯体1的中心处设有上下贯通的空腔11。下电极22呈柱形，其外部设有螺纹，下端连接片状铜片，下电极22的下端通过该铜片与芯体1的下端连接，下电极22的上端从芯体1的空腔11中伸出并凸出于该芯体1。上电极21呈法兰状，上电极21的下端与芯体1的上端连接，其上端高于于壳体4的高度并低于下电极22的伸出高度。壳体4与芯体1之间的空腔使用灌封料3填充粘结，该灌封料3为阻燃环氧树脂材料。上电极21与下电极22之间的空腔使用灌封料3填充粘结，灌封料3为阻燃环氧树脂材料，通过灌封料3与铜或者铝壳体4配合将电容器内部热量导出，有效提高电容器的整体散热功率。
如图3所示，按照上述电容器的设计，则流经芯体1空腔11内的下电极22的电流与芯体1的电流方向相反，故磁力线抵消，获得极低的自感量，故而自谐振频率低，同时有效防止高频信号从输入端直接耦合到输出端，使其可以在高频频率为1GHz的范围内正常工作。
如图4所示为本发明穿芯式电容器第二种结构示意图，其与第一种结构的区别在于，第二种电容器的壳体4为方形。
如图5所示，一种层叠母排5，包括母排本体，该本体包括顺次连接的上母排51、中间绝缘板52和下母排53，穿过上母排51、中间绝缘板52和下母排53连接体设有贯穿的安装孔。
如图6和图7所示，上述两种结构的电容器分别并联布置在该层叠母排5上，具体为分别将电容器的下电极21穿过层叠母排5上的安装孔，其伸出端上通过螺纹连接铜螺母6，从而使得电容器的上电极21、下电极22分别与上母排51和下母排52连接，采用该种层叠母排5，安装方便，可以有效减少电容器杂散电感电流均流效果明显，极大降低发热，提高使用寿命。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.穿芯式电容器，其包括壳体，所述壳体内部设有芯体，所述芯体两端分别连接上电极、下电极，其特征在于：所述上电极呈法兰型，所述芯体内部设有贯穿的空腔，所述下电极的引出端从所述空腔内伸出与所述上电极同向，且所述下电极引出端的高度高于所述上电极的高度。
2.根据权利要求1所述的穿芯式电容器，其特征在于：所述壳体与所述芯体之间、所述上电极与所述下电极之间的空腔分别使用灌封料填充。
3.根据权利要求2所述的穿芯式电容器，其特征在于：所述灌封料为阻燃环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的穿芯式电容器，其特征在于：所述下电极的引出端外部设有外螺纹。
5.根据权利要求4所述的穿芯式电容器，其特征在于：所述壳体由铝或者铜制成。
6.层叠母排，其包括片状本体，其特征在于：所述本体包括顺次连接的上母排、中间绝缘板和下母排，所述上母排、中间绝缘板和下母排连接体上设有贯穿的安装孔，其还包括权利要求1至5中任一项所述穿芯式电容器，所述穿芯式电容器的上电极与所述上母排连接，所述穿芯式电容器的下电极穿过所述安装孔、且其凸出部位上旋有铜螺母，所述铜螺母与所述下母排连接。
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