CN115881441A - 一种低等效串联电阻的固体电容器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
该发明公开了一种低等效串联电阻的固体电容器及其制作方法,属于电容器领域。本发明通过以固体铝电容器的为轴,在封装铝外壳的外表面上卷绕金属化聚丙烯薄膜电容器的形式,将以上两种电容器并联在一起,充分利用了薄膜电容器的超低等效串联电阻(ESR)的特点,低ESR的固体铝电容器与超低ESR的薄膜电容并联后,总体的ESR极低,本发明能够满足极低ESR固体铝电容器应用领域的需求。
Description
技术领域
本发明属于电容器领域,具体涉及一种低等效串联电阻的固体电容器及其制作方法。
背景技术
固体铝电容器具有低等效串联电阻(ESR)、高工作电压、大电容量和长寿命等优点,目前已广泛应用于个人电脑、服务器、电动汽车和新能源等领域。随着市场对极低ESR固体铝电容器需求的不断增加,现有固体铝电容器的ESR性能已不能满足需求。
公告号为CN2296559Y的专利文件公开了一种双峰值电容器,包括支架内部的聚丙烯薄膜电容器、支架外壁上的铝电解电容器、外壳和盖板,固定在盖板上引出端分别将两种电容器的正负极引出。这两种电容器相互独立工作,相互增加了对方的散热面积,使电性能得到改善。但是,相互独立工作的单个电容器的性能并没有提高。
公告号为CN107946081B的专利文件公开了一种铝电解电容器和薄膜电容器的并联模组,铝电容器模组和薄膜电容器模组分别装入并联复合模组的一体化外壳内,铝电容器模组和薄膜电容器模组各设有一对正、负极母排,并分别引出一组或多组正负极端子与IGBT模块的正、负极输入端子叠加对应同时安装。该发明实现了应用电容器的小体积、易安装、耐冲击振动,但是单个电容器的性能并没有提高。
发明内容
因材料和工艺技术的限制,固体铝电容器ESR继续下降的空间有限,本发明所要解决的问题是提供一种降低固体铝电容器等效串联电阻的方法,目的是满足极低ESR固体铝电容器应用领域的需求。
一种低等效串联电阻的固体电容器,该电容器包括一个固体铝电容器,该固体铝电容器设置于绝缘套管内,固体铝电容器的轴线和绝缘套管的轴线重合,绝缘套管的上端面和下端面分别采用绝缘上垫和绝缘下垫密封;所述绝缘上垫和绝缘下垫的中心设置有通孔,固体铝电容器正极穿过绝缘上垫中心设置的通孔,固体铝电容器负极穿过绝缘下垫中心设置的通孔;聚丙烯薄膜电容器正极和聚丙烯薄膜电容器负极为层状结构,绝缘套管侧面间隔覆盖多层聚丙烯薄膜电容器正极和聚丙烯薄膜电容器负极;将所有聚丙烯薄膜电容器正极连接后再与固体铝电容器正极连接作为整个电容器的正极,将所有聚丙烯薄膜电容器负极连接后再与固体铝电容器负极连接作为整个电容器的负极;采用环氧树脂将整个电容器封装,露出正极和负极。
一种低等效串联电阻的固体电容器的制作方法,该方法包括:
步骤1:选取一种固体铝电容器,用绝缘套管将封装铝壳的外表面完全包住;
步骤2:在步骤1的绝缘套管的外表面上依次卷绕正极和负极各两层金属化聚丙烯薄膜,形成聚丙烯薄膜电容器,膜厚为10-150μm;
步骤3:在步骤2得到的聚丙烯薄膜电容器的正极和负极金属化聚丙烯薄膜的端面上形成喷金层,喷金层包含锡,锌,锑,铋,铜,铅中的一种或者多种;
步骤4:将步骤3得到的聚丙烯薄膜电容器的正极和负极喷金层分别焊接正极引出线和负极引出线,然后,将聚丙烯薄膜电容器正极引线与固体铝电容器的正极引线焊接在一起,将聚丙烯薄膜电容器负极引线与固体铝电容器的负极引线焊接在一起,引线为铜镀镍锡或者镍镀锡;
步骤5:将步骤4中并联好正负极的芯子置于塑料外壳中,用环氧树脂灌封胶封好。
通过以固体铝电容器的为轴,在封装铝外壳的外表面上卷绕金属化聚丙烯薄膜电容器的形式,将以上两种电容器并联在一起,充分利用了薄膜电容器的超低等效串联电阻(ESR)的特点,低ESR的固体铝电容器与超低ESR的薄膜电容并联后,本发明在保持大小不变的情况下使总体的等效串联电阻极低,能够满足极低ESR固体铝电容器应用领域的需求。
附图说明
图1为本发明中固体铝电容器的结构示意图;
1、固体铝电容器的正极引线,2、聚丙烯薄膜电容器正极引线,3、绝缘上垫,4、固体铝电容器的绝缘套管,5、固体铝电容器的电解纸,6、固体铝电容器的负极,7、固体铝电容器的导电聚合物层,8、固体铝电容器的正极,9、下胶塞,10、绝缘下垫,11、聚丙烯薄膜电容器负极引线,12、固体铝电容器的负极引线,13、封装铝壳,14、聚丙烯薄膜电容器正极1,15、聚丙烯薄膜电容器负极1,16、聚丙烯薄膜电容器正极2,17、聚丙烯薄膜电容器负极2,18、环氧树脂灌封胶,19、上胶塞,20、塑料外壳。
实施方式
本发明具体实施例如图1所示,包括一个固体铝电容器,该固体铝电容器设置于绝缘套管内,固体铝电容器的轴线和绝缘套管的轴线重合,绝缘套管的上端面和下端面分别采用绝缘上垫和绝缘下垫密封;所述绝缘上垫和绝缘下垫的中心设置有通孔,固体铝电容器正极穿过绝缘上垫中心设置的通孔,固体铝电容器负极穿过绝缘下垫中心设置的通孔;聚丙烯薄膜电容器正极和聚丙烯薄膜电容器负极为层状结构,绝缘套管侧面间隔覆盖多层聚丙烯薄膜电容器正极和聚丙烯薄膜电容器负极;将所有聚丙烯薄膜电容器正极连接后再与固体铝电容器正极连接作为整个电容器的正极,将所有聚丙烯薄膜电容器负极连接后再与固体铝电容器负极连接作为整个电容器的负极;采用环氧树脂将整个电容器封装,露出正极和负极。
实施例1
一种降低固体铝电容器等效串联电阻的方法,具体包含以下步骤:
(1)选取尺寸为ϕ10x16mm,工作电压为16V,容量为680μF,ESR为18mΩ的固体铝电容器,用聚四氟乙烯绝缘套管将封装铝壳的外表面完全包住;
(2)在步骤(1)的绝缘套管的外表面上依次卷绕正负极各两层金属化聚丙烯薄膜,形成聚丙烯电薄膜容器,膜厚为10μm;
(3)在步骤(2)的电容器的正负极金属化聚丙烯薄膜的端面上形成锡锑铜合金层;
(4) 将步骤(3)的电容器的正负极锡锑铜合金层分别焊接正负极的铜镀镍锡引出线,然后,将聚丙烯薄膜电容器正极铜镀镍锡引线与固体铝电容器的正极引线焊接在一起,将聚丙烯薄膜电容器负极引线与固体铝电容器的负极引线焊接在一起;
(5)将步骤(4)中并联好正负极的芯子置于塑料外壳中,用环氧树脂灌封胶封好。
对比例1
尺寸为ϕ10x16mm,工作电压为16V,容量为680μF,ESR为18 mΩ固体铝电容器。
实施例2
一种降低固体铝电容器等效串联电阻的方法,具体包含以下步骤:
(1)选取尺寸为ϕ13x25mm,工作电压为100V,容量为100μF,ESR为42mΩ的固体铝电容器,用聚四氟乙烯绝缘套管将封装铝壳的外表面完全包住;
(2)在步骤(1)的绝缘套管的外表面上依次卷绕正负极各两层金属化聚丙烯薄膜,形成聚丙烯薄膜电容器,膜厚为15μm;
(3)在步骤(2)的电容器的正负极金属化聚丙烯薄膜的端面上形成锡锑铜铅合金层;
(4) 将步骤(3)的电容器的正负极锡锑铜铅合金层分别焊接正负极的镍镀锡引出线,然后,将聚丙烯薄膜电容器正极镍镀锡引线与固体铝电容器的正极引线焊接在一起,将聚丙烯薄膜电容器的镍镀锡负极引线与固体铝电容器的负极引线焊接在一起;
(5)将步骤(4)中并联好正负极的芯子置于塑料外壳中,用环氧树脂灌封胶封好。
对比例2
尺寸为ϕ13x25mm,工作电压为100V,容量为100μF,ESR为42mΩ的固体铝电容器。
实施例3
一种降低固体铝电容器等效串联电阻的方法,具体包含以下步骤:
(1)选取尺寸为ϕ18x40mm,工作电压为250V,容量为120μF,ESR为35mΩ的固体铝电容器,用聚四氟乙烯绝缘套管将封装铝壳的外表面完全包住;
(2)在步骤(1)的绝缘套管的外表面上依次卷绕正负极各两层金属化聚丙烯薄膜,形成聚丙烯薄膜电容器,膜厚为18μm;
(3)在步骤(2)的电容器的正负极金属化聚丙烯薄膜的端面上形成锡锑币铜铅合金层;
(4) 将步骤(3)的电容器的正负极锡锑币铜铅合金层分别焊接正负极的镍镀锡引出线,然后,将聚丙烯薄膜电容器正极镍镀锡引线与固体铝电容器的正极引线焊接在一起,将聚丙烯薄膜电容器的镍镀锡负极引线与固体铝电容器的负极引线焊接在一起;
(5)将步骤(4)中并联好正负极的芯子置于塑料外壳中,用环氧树脂灌封胶封好。
对比例3
尺寸为ϕ18x40mm,工作电压为250V,容量为120μF,ESR为35mΩ的固体铝电容器。
表1
由表1测试结果可知,采用本技术方案的固体铝电容器的ESR极低,能够满足极低ESR固体铝电容器应用领域的需求。
Claims (2)
1.一种低等效串联电阻的固体电容器,其特征在于,该电容器包括一个固体铝电容器,该固体铝电容器设置于绝缘套管内,固体铝电容器的轴线和绝缘套管的轴线重合,绝缘套管的上端面和下端面分别采用绝缘上垫和绝缘下垫密封;所述绝缘上垫和绝缘下垫的中心设置有通孔,固体铝电容器正极穿过绝缘上垫中心设置的通孔,固体铝电容器负极穿过绝缘下垫中心设置的通孔;聚丙烯薄膜电容器正极和聚丙烯薄膜电容器负极为层状结构,绝缘套管侧面间隔覆盖多层聚丙烯薄膜电容器正极和聚丙烯薄膜电容器负极;将所有聚丙烯薄膜电容器正极连接后再与固体铝电容器正极连接作为整个电容器的正极,将所有聚丙烯薄膜电容器负极连接后再与固体铝电容器负极连接作为整个电容器的负极;采用环氧树脂将整个电容器封装,露出正极和负极。
2.如权利要求1所述一种低等效串联电阻的固体电容器的制作方法,其特征在于,该方法包括:
步骤1:选取一种固体铝电容器,用绝缘套管将封装铝壳的外表面完全包住;
步骤2:在步骤1的绝缘套管的外表面上依次卷绕正极和负极各两层金属化聚丙烯薄膜,形成聚丙烯薄膜电容器,膜厚为10-150μm;
步骤3:在步骤2得到的聚丙烯薄膜电容器的正极和负极金属化聚丙烯薄膜的端面上形成喷金层,喷金层包含锡,锌,锑,铋,铜,铅中的一种或者多种;
步骤4:将步骤3得到的聚丙烯薄膜电容器的正极和负极喷金层分别焊接正极引出线和负极引出线,然后,将聚丙烯薄膜电容器正极引线与固体铝电容器的正极引线焊接在一起,将聚丙烯薄膜电容器负极引线与固体铝电容器的负极引线焊接在一起,引线为铜镀镍锡或者镍镀锡;
步骤5:将步骤4中并联好正负极的芯子置于塑料外壳中,用环氧树脂灌封胶封好。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230331 |
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