CN1471115A - 干式小型高压金属化有机薄膜电容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干式小型高压金属化有机薄膜电容器，其芯子包封层(3)为环氧树脂层(3)，该环氧树脂包封层(3)的周沿面包裹有压敏胶带(2)，环氧树脂包封层(3)的端头再灌注一环氧树脂端头灌注层(4)；芯子(1)的介质层(8)为至少两层聚丙烯薄膜或聚酯薄膜。它具有体积小、重量轻、比能高、等效串联电感小、性能可靠、工作电压高等优点。

Description

干式小型高压金属化有机薄膜电容器

所属技术领域

本发明涉及一种高压滤波电容器，尤其涉及一种干式高压滤波电容器。

背景技术

现有的高压滤波电容器，一般采用矩形金属外壳，笨重且体积大；芯子的介质均采用电容器纸或纸膜复合材料，其场强低，为满足高压的要求，必须增加厚度；为保证芯子与金属外壳的绝缘，外壳内必须衬一层较厚的绝缘衬垫材料，也使电容器的体积增加，重量增大；并且为保证引出端与外壳的绝缘，引出端须采用体积大、重量重的高压陶绝缘子及金属螺栓结构；外壳内的空隙充满液态浸渍料，为避免工作时，液体浸渍料高温渗透，对密封的要求高，密封结构复杂；为避免电容器工作时，温升异常，液体浸渍料过度膨胀导致外壳变形或爆炸，电容器壳内须预留一定的膨胀空间。这些因素，导致高压滤波电容器体积大、重量重、比率能量低，无法满足现代各种电子设备，如飞机电源对小体积高压电源滤波用电容器的要求。

发明内容

本发明的目的就是克服现有高压滤波电容器的不足，提供一种干式小型金属化有机薄膜电容器，该种电容器体积小、重量轻、比能高、等效串联电感小、工作电压高、性能可靠。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种干式小型高压金属化有机薄膜电容器，由芯子，芯子包封层，引出端等构成，其结构特点为：芯子包封层为环氧树脂层，该环氧树脂包封层的周沿面包裹有压敏胶带，环氧树脂包封层的端头再灌注一环氧树脂端头灌注层；芯子的介质层为至少两层聚丙烯薄膜或聚酯薄膜。

本发明的有益效果是：采用环氧树脂真空固化浸渍包封芯子，该包封层周沿面包裹压敏胶带，包封层的端头再灌注环氧树脂，省去体积大而笨重的金属外壳；浸渍固化的环氧树脂材料渗透于芯子内固化为整体，省去复杂的密封结构，也无需另加绝缘材料和填充浸渍料，并且无需预留热膨胀空间，没有漏油、膨胀变形、爆炸的危险；引出端直接轴向引出，也无需采用重量重的高压陶瓷绝缘子来解决引出端和外壳间的绝缘问题；这些因素使得电容器的结构大为简化，在相同电压、相同容量情况下，本发明的电容器体积缩小1～2倍，重量减轻4倍以上。同时本发明采用二层以上的聚丙烯薄膜或聚酯薄膜介质层比现有高压电容器的纸质或纸膜介质层更薄，而工作场强更高，在相同体积下，能使电容器的比能增大三倍。经鉴定测试，本发明的电容器，工作温度范围为-55℃～+85℃，容量范围为0.001uF～1uF，电压范围为1kv～40kv，工作场强130v/um～200v/um。完全能满足各种电子设备及飞机高压电源用小体积高压滤波电容器的要求。

本发明的介质层的一面分布多个相互间断的上电极条，介质层的另一面则分布有多个相互间断的下电极条；上电极条与下电极条交错排列；并且上电极条之间的间断间隙的宽度小于下电极条的宽度；下电极条的间隙宽度小于上电极条的宽度；介质层两端头的上电极条分别与两引出端相连。

如此上、下电极条交错排列的多屏带内部串联结构，实质上使本发明的电容器芯子成为多个内部电容芯子单元串联，将几十千伏高压分散于多个串联的芯子电容单元上，既可满足电容器的高压额定值，又可保证每个内部芯子单元电容的压降很小，可显著提高电容器的抗电压击穿能力，使电容器的工作电压值大大提高。并且本发明的内部芯子电容单元之间串联为无引线连接的无感结构，串联电感小，发热低，可显著提高介质层的高温耐电压能力和改善频率特性，利于高压滤波。

本发明的上电极条、下电极条为铝或锌铝金属化层；上电极条为厚金属化层，方阻值为2～4Ω/□；下电极条为薄金属化层，方阻值为10～15Ω/□。这样，与引出端头相连的上电极条方阻值低，可保证引出的接触可靠和耐电流能力；而下电极条为不与端头相连悬浮电极，采用薄金属化层，在金属化时温度低，对介质薄膜损害小，同时在电容自愈时，容易恢复。

本发明的芯子的两端头喷涂锌或锌锡合金作为端头电极，位于芯子介质层上两端头的上电极与同一端的端头电极相连，端头电极直接与引出端相连。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细地说明。

图1为本发明的实施例的局部剖视结构示意图。

图2为本发明实施例电容器芯子的相邻两介质层及其上、下电极条的剖视放大示意图。

图3为本发明实施例带引出端的电容器芯子端面局部剖视结构示意图。

具体实施方式

图1、图2示出，本发明的一种具体实施方式为：由芯子1，芯子包封层3，引出端5等构成的一种干式小型高压金属化有机薄膜电容器中，芯子包封层3为环氧树脂层3，该环氧树脂包封层3的周沿面包裹有压敏胶带2，环氧树脂包封层3的端头再灌注一环氧树脂端头灌注层4；芯子1的介质层8为至少两层聚丙烯薄膜或聚酯薄膜。

图2示出，本发明实施例介质层8的一面分布多个相互间断的上电极条6，介质层8的另一面则分布有多个相互间断的下电极条7；上电极条6与下电极条7相错排列；并且上电极条6之间的间断间隙b₆的宽度小于下电极条7的宽度；下电极条7的间隙b₇宽度小于上电极条6的宽度。介质层8两端头的上电极条6分别与两引出端5相连。

实际制作时，先在两层或四层聚丙烯薄膜介质层8上生成多个相互间断的厚金属化层上电极条6；再在另一层同样的两层或四层聚丙烯薄膜介质层8上生成多个相互间断的薄金属化层下电极条7，然后再将带上电极条6的介质层8和带下电极条7的介质层8叠合在一起。叠合时，使上、下电极条6、7均在各自介质层8的上方，叠合后，则每一介质层8的两面均有电极条，一面为上电极条6，另一面则为下电极条7。并且叠合时，使上、下电极条6、7交错排列，即：使上电极条6的中心位于或基本位于下电极条7的间隙b₇的中心，而下电极条7位于或基本位于上电极条6的间隙b₆的中心。叠合好后的介质层8再卷绕成圆柱状，即为电容器芯子1。根据需要也可将芯子1压成如图3所示的扁状。

图2还示出，本实施例的电容器芯子1实质上为多个内部电容芯子单元串联构成，其原理为：左端头的上电极条6与左端头下电条7的左半部分位置相对形成一个电容单元；而该左端头下电极条7右半部分与左端第二个上电极条6的左半部分相对又形成第二个内部电容单元，第一个、第二个电容通过左端头下电极的两半部分无引线的串联在一起，同此，全部上、下电极条6、7依次形成个数为下电极条7两倍的，无引线串联联接的多个内部电容串联结构，这些串联的内部芯子电容通过两端头的上电极条6引出。

图2示出，本实施例的上电极条6、下电极条7为铝或锌铝金属化层；上电极条为厚金属化层，方阻值为2～4Ω/□；下电极条为薄金属化层，方阻值为10～15Ω/□。

图1、图2、图3示出，芯子1的两端头喷涂锌或锌锡合金作为端头电极9，位于芯子1介质层8上两端头的上电极条6与同一端的端头电极9相连，端头电极9直接与引出端5相连。即上电极条6通过端头电极9与引出端5相连。

Claims (4)

1、一种干式小型高压金属化有机薄膜电容器，由芯子(1)，芯子包封层(3)，引出端(5)等构成，其特征在于：所述的芯子包封层(3)为环氧树脂层(3)，该环氧树脂包封层(3)的周沿面包裹有压敏胶带(2)，环氧树脂包封层(3)的端头再灌注一环氧树脂端头灌注层(4)；芯子(1)的介质层(8)为至少两层聚丙烯薄膜或聚酯薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种干式小型高压金属化有机薄膜电容器，其特征是：所述的介质层(8)的一面分布多个相互间断的上电极条(6)，介质层(8)的另一面则分布有多个相互间断的下电极条(7)；上电极条(6)与下电极条(7)交错排列；并且上电极条(6)之间的间断间隙(b₆)的宽度(b₆)小于下电极条(7)的宽度；下电极条(7)的间隙(b7)宽度小于上电极条(6)的宽度；介质层(8)两端头的上电极条(6)分别与两引出端(5)相连。

3、根据权利要求2所述的一种干式小型高压金属化有机薄膜电容器，其特征是：所述的上电极条(6)、下电极条(7)为铝或锌铝金属化层；上电极条为厚金属化层，方阻值为2～4Ω/□；下电极条为薄金属化层，方阻值为10～15Ω/□。

4、根据权利要求3所述的一种干式小型高压金属化有机薄膜电容器，其特征是：所述的芯子(1)的两端头喷涂锌或锌锡合金作为端头电极(9)，位于芯子(1)介质层(8)上两端头的上电极(6)与同一端的端头电极(9)相连，端头电极(9)直接与引出端(5)相连。