CN110993342A - 一种电容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容器，这种电容器的电容器芯子由单只电容器元件构成，电容器元件包括绝缘柱和卷绕在绝缘柱表面的带状复合介质层，复合介质层包括第一绝缘膜和第二绝缘膜，第一绝缘膜与第二绝缘膜的接触面在第二绝缘膜上沿宽度方向间隔设置有多个二类带状电极，第一绝缘膜的另一面沿宽度方向间隔设置有多个一类带状电极，每两个相邻的不同类别的带状电极通过第一绝缘膜或第二绝缘膜相互接触。基于上述结构，本申请实施例提供的电容器通过在相邻的电容之间共用电极的方式实现多个电容的串联，相对于现有利用导线实现串联的电容器，具有更低的自感和更强的流通能力。

Description

一种电容器

技术领域

本发明涉及电气技术领域，特别涉及一种电容器。

背景技术

电容器是一种常用的电子元件，由电容器芯子、引出线和外壳组成。电容器芯子由若干个电容器元件通过串并联组成。目前常用的电压较高的电容器芯子，主要是将多个电容元件用导线外部串联在一起。现有的这种电容器，一方面由于其结构中用于串联电容的导线的自感较大，导致电容器的自感也比较大，限制了可产生冲击电流的频率和幅值。另一方面电容器元件外部串联时，要考虑绝缘、通流能力等问题，体积利用率低。

因此，在一些特定的要求电容器具有较小的自感的场景中，例如，高电压、体积小、自感小、通能能力大以及瞬时峰值功率较高时，现有的这种电容器，就无法满足使用需求。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明提出一种电容器，以有效的减小电容器的电感。

本发明提供一种电容器，包括：由单只电容器元件构成的电容器芯子；

所述电容器元件包括绝缘柱和卷绕在所述绝缘柱表面的复合介质层，所述复合介质层为带状，所述复合介质层的宽度方向与所述绝缘柱的轴线方向一致；

其中，所述复合介质层包括带状的第一绝缘膜和带状的第二绝缘膜；

所述第二绝缘膜覆盖于所述第一绝缘膜的一面；

所述第一绝缘膜的另一面，沿所述第一绝缘膜的宽度方向，按预设间隔设置有多个一类带状电极；

所述第一绝缘膜的接触面和所述第二绝缘膜的接触面之间，在第二绝缘膜上，沿所述第一绝缘膜的宽度方向，按预设间隔设置有多个二类带状电极；

除了位于所述电容器元件两端的带状电极以外，每一个所述带状电极，均位于相邻的两个另一类别的带状电极之间，并通过所述第一绝缘膜或第二绝缘膜与相邻的两个另一类别的带状电极重叠；其中，每个位于所述电容器元件一端的带状电极均通过所述第一绝缘膜与一个另一类别的带状电极重叠。

可选的，所述电容器还包括：

绝缘外壳，所述电容器芯子安装在所述绝缘外壳内；

所述绝缘外壳两端均安装有电极引出线；其中，所述绝缘外壳的一端的电极引出线与位于所述电容器芯子一端的电极连接，所述绝缘外壳的另一端的电极引出线，与位于所述电容器芯子另一端的电极连接。

可选的，所述绝缘外壳和所述电容器芯子之间，还填充有绝缘介质。

可选的，所述一类带状电极是，涂覆在所述第一绝缘膜表面的导电材料；

所述二类带状电极是，涂覆在所述第二绝缘膜表面的导电材料。

可选的，所述复合介质层中的带状电极之间的间隔，以及带状电极的数量根据所述电容器的额定电压确定；

所述复合介质层的长度，根据所述电容器的电容量确定。

本发明提供一种电容器，这种电容器的电容器芯子包括绝缘柱和卷绕在绝缘柱表面的带状复合介质层，复合介质层包括第一绝缘膜和第二绝缘膜，第一绝缘膜与第二绝缘膜的接触面在第二绝缘膜上，沿宽度方向间隔设置有多个二类带状电极，第一绝缘膜的另一面沿宽度方向间隔，设置有多个一类电极，每两个相邻的不同类别的带状电极通过第一绝缘膜相互重叠。基于上述结构，本申请实施例提供的电容器通过在相邻的电容之间共用电极的方式实现多个电容的串联，相对于现有利用导线实现串联的电容器，具有更低的自感和更强的流通能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是一种现有的电容器的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种电容器芯子的立体结构示意图；

图3a是本申请实施例提供的一种电容器芯子中的复合介质层的截面图；

图3b是本申请实施例提供的一种电容器芯子中，覆盖于绝缘膜表面的带状电极的结构示意图；

图4a是本申请实施例提供的一种电容器芯子的缠绕方式的示意图；

图4b是本申请实施例提供的电容器芯子中通过卷绕复合介质层构成的环形电极示意图；

图5为本申请另一实施例提供的电容器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

两个间隔一定距离并相互平行的电极板，就可以构成一个电容器元件，在实际工程应用中，一般是将多个电容器元件在外部用导线串联在一起，构成一个电容器。参考图1，从上方开始，第一个电极板和第二个电极板构成一个电容器元件，第三个电极板和第四个电极板构成另一个电容器元件，第五个电极板和第六个电极板构成又一个电容器元件，多个电容器元件通过图示的导线串联在一起，就构成一个电容器芯子。

然而，这种结构的电容器中，每一段导线都具有较高的电感，因而整个电容器的电感也较高。因此，在一些特定的要求电容器具有较小的电感、大电流幅值以及高频率应用的特殊场景中，现有的这种电容器就无法满足使用需要。

基于上述现有的电容器的缺点，本申请实施例提供一种新型的电容器，该电容器芯子由单只电容器元件构成，电容器元件的结构，参考图2，包括：

一个绝缘柱，以及按图示的方式卷绕在绝缘柱表面的复合介质层。

可选的，绝缘柱一般是如图2所示的圆柱体。

可选的，绝缘柱一般是一个空心的柱体。

为了方便理解，图2中只表现出绝缘柱表面卷绕了两层复合介质层的情况，结合本申请的介绍，本领域技术人员能够理解，在实际应用时，绝缘柱表面可以根据需要卷绕若干层复合介质层，而并不限于图2所示的两层。

结合图2可以发现，本申请提供的电容器中，复合介质层包括第一绝缘膜和第二绝缘膜，以及设置于第一绝缘膜和第二绝缘膜的接触面的带状电极，设置于第一绝缘膜的另一面的带状电极。并且，分别位于第一绝缘膜两侧的带状电极交替设置，每两个相邻的带状电极之间有部分重叠区域。

下面结合图3a和图3b进一步说明复合介质层的结构：

图3a是，将复合介质层沿宽度方向剖开后得到的截面的示意图，如图所示，本申请实施例提供的复合介质层包括两层绝缘膜，分别记为第一绝缘膜和第二绝缘膜，第一绝缘膜的一面设置有若干个带状电极，记为一类带状电极，第一绝缘膜和第二绝缘膜的接触面之间，在第二绝缘膜上，也设置有若干个带状电极，记为二类带状电极。

参考图3b，对于设置与绝缘膜表面的若干个带状电极，每个带状电极的长度方向与绝缘膜的长度方向一致，若干个带状电极沿绝缘膜的宽带方向按预设的间隔数量分布。

各个带状电极之间的间隔，可以根据带状电极的宽度，绝缘膜的宽度以及需要设置的带状电极的数量确定。通过调整带状电极的数量和间隔可调整电容器的额定电压。

可选的，可以将金属或合金粉末按图3b所示的形状涂覆在绝缘膜的表面，从而得到多个带状电极；也可以直接将金属带或合金带粘贴在绝缘膜的表面，构成多个带状电极。

可以理解的，位于第一绝缘膜上的一类带状电极和位于第二绝缘膜上的二类带状电极，均按图3b所示的形式设置。

进一步的，结合图3a，本申请提供的复合介质层中，一类带状电极和二类带状电极之间具有如下位置关系：

除了位于电容器元件两端的带状电极以外，每一个带状电极，均位于相邻的两个另一类别的带状电极之间，并通过第一绝缘膜与相邻的两个另一类别的带状电极重叠。

结合图2所示的电容器元件的结构，位于电容器元件两端的带状电极，在图3a中，就是位于图3a的上端和下端的两个带状电极。

其中，每个位于电容器元件一端的带状电极均通过第一绝缘膜与一个另一类别的带状电极重叠。

参考图3a，基于上述位置关系交错的设置于第一绝缘膜两侧的带状电极，每两个相邻的不同类别的带状电极，就可以构成一个电容，相邻的两个电容之间，通过共用一个电极板实现串联。

本申请实施例提供的电容器芯子中，复合介质层的长度可以根据需要任意调整。通过调整复合介质层的长度可以调整电容器的电容量。

复合介质层可以是两层或多层重叠，按图4a所示的方式卷绕在绝缘柱表面。图中，5表示绝缘柱，1-1表示复合介质层。

可以理解的，本申请实施例提供的电容器芯子中，复合介质层卷绕在绝缘柱表面之后，复合介质层上的各个带状电极，就等效于按图4b的形式沿绝缘柱的轴线方向排列的多个同轴环形电极。图中的1-1，1-2……1-N用于表示多个一类带状电极，2-1,2-2……2-N表示多个二类带状电极，为了便于理解，图中的一类带状电极用半圆环的形式表示，另一半的圆环未示出。

本申请实施例提供的电容器具有以下有益效果：

第一方面，本申请实施例中，相邻的两个电容之间的距离较小，并且，相邻的电容之间通过共用电极的形式实现串联，而不需要用导线连接各个电容，相比于现有的利用导线实现外部串联的电容器，有效的减少了导线产生的自感。因此，本申请实施例提供的电容器能够有效的减小电容器的自感。

第二方面，本申请实施例中，相邻的电容之间通过共用的电极传导电流，传递电流的截面积等于带状电极的厚度与长度的乘积，通过在绝缘柱表面卷绕足够长的复合介质层，可以确保相邻的电容之间的通过电流的截面积远大于现有的电容器中的导线的横截面积。因此，本申请实施例提供的电容器相对于现有的电容器具有更好的电流流通能力。

第三方面，本申请实施例提供的电容器中，电容的正对面积等于相互接触的两个带状电极之间接触的宽度与带状电极的长度的乘积。通过适当的增大复合介质层的长度，可以增加电容器中各个电容的正对面积，从而提高电容器的电容量。

进一步的，本申请另一实施例还提供一种电容器，如图5所示。其中，9表示绝缘外壳，8表示电容器芯子，电容器芯子的具体结构与前述实施例中介绍的电容器一致，电容器芯子8安装在绝缘外壳9中，并且电容器芯子8和绝缘外壳9之间填充有绝缘介质7，绝缘外壳9的两端由固定零件6固定。电容器9的两端分别安装有引出线4-1和引出线4-2，引出线4-1与电容器芯子的一端的电极连接，引出线4-2与电容器芯子的另一端的电极连接。将引出线4-1和引出线4-2接入电路，就可以使用本实施例提供的电容器。

可选的，在本申请其他实施例中，绝缘外壳9和电容器芯子8之间也可以不填充绝缘介质7。

本实施例提供的电容器，相当于是在前述实施例提供的电容器的基础上，在外表面增加了一层绝缘外壳，使电容器的电极与外界环境隔离，起到保护电极的作用。

专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种电容器，其特征在于，包括：由单只电容器元件构成的电容器芯子；

所述电容器元件包括绝缘柱和卷绕在所述绝缘柱表面的复合介质层，所述复合介质层为带状，所述复合介质层的宽度方向与所述绝缘柱的轴线方向一致；

其中，所述复合介质层包括带状的第一绝缘膜和带状的第二绝缘膜；

所述第二绝缘膜覆盖于所述第一绝缘膜的一面；

所述第一绝缘膜的另一面，沿所述第一绝缘膜的宽度方向，按预设间隔设置有多个一类带状电极；

所述第一绝缘膜的接触面和所述第二绝缘膜的接触面之间，在第二绝缘膜上，沿所述第一绝缘膜的宽度方向，按预设间隔设置有多个二类带状电极；

除了位于所述电容器元件两端的带状电极以外，每一个所述带状电极，均位于相邻的两个另一类别的带状电极之间，并通过所述第一绝缘膜或第二绝缘膜与相邻的两个另一类别的带状电极重叠；其中，每个位于所述电容器元件一端的带状电极均通过所述第一绝缘膜与一个另一类别的带状电极重叠。

2.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述电容器还包括：

绝缘外壳，所述电容器芯子安装在所述绝缘外壳内；

所述绝缘外壳两端均安装有电极引出线；其中，所述绝缘外壳的一端的电极引出线与位于所述电容器芯子一端的电极导电连接，所述绝缘外壳的另一端的电极引出线，与位于所述电容器芯子另一端的电极导电连接。

3.根据权利要求2所述的电容器，其特征在于，所述绝缘外壳和所述电容器芯子之间，还填充有绝缘介质。

4.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述一类带状电极是，涂覆在所述第一绝缘膜表面的导电材料；

所述二类带状电极是，涂覆在所述第二绝缘膜表面的导电材料。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电容器，其特征在于，所述复合介质层中的带状电极之间的间隔，以及带状电极的数量根据所述电容器的额定电压确定；

所述复合介质层的长度，根据所述电容器的电容量确定。

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