CN205354881U - 薄膜电容及直流母线电容纹波电流抑制电路 - Google Patents

Abstract

一种薄膜电容，包括电容器外壳、电容芯子、由电容芯子引出的电容内电极、连接电容内电极的电容端子、填充电容器内部的环氧树脂层，其中，电容内电极采用电阻率高于铜的合金材料。本实用新型还提供一种使用上述薄膜电容的直流母线电容纹波电流抑制电路。本实用新型的薄膜电容的电容端子和/或电容内电极更换为电阻率更高的合金材料，在特定的应用场合，能够有效减小电容纹波电流，薄膜电容的使用寿命延长效果明显。

Description

薄膜电容及直流母线电容纹波电流抑制电路

技术领域

本实用新型涉及一种抑制振荡纹波电流的薄膜电容及直流母线电容纹波电流抑制电路。

背景技术

一实施方式中，在电压型DC-AC、AC-DC以及AC-DC-AC变换电路的直流母线上需要使用电容来进行储能以及稳定直流母线电压。由于对电容的容量要求较大，单个电容的容量一般难以满足要求，往往需要采用多个电容并联来增大容量。由于并联电容的母线上存在寄生电感，其与多个并联的母线电容形成高阶的LC振荡回路，电容的纹波电流在此振荡回路中被严重放大如图1所示，导致电容损耗以平方倍关系增加，发热急剧上升，从而降低了电容的使用寿命以及系统的可靠性。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种抑制振荡纹波电流的薄膜电容及直流母线电容纹波电流抑制电路。

一种薄膜电容，包括电容器外壳、电容芯子、由电容芯子引出的电容内电极、连接电容内电极的电容端子、填充电容器内部的环氧树脂层，其特征在于：电容内电极和/或电容端子采用电阻率高于铜的合金材料。

作为上述薄膜电容的进一步改进，该合金材料的电阻率范围可以是0.5μΩm至1.6μΩm。

作为上述薄膜电容的进一步改进，该合金材料可以为康铜、镍铬合金、铁铬铝合金、铝镍铁合金。

一种直流母线电容纹波电流抑制电路，包括至少两个上述的薄膜电容和第一功率开关，所述薄膜电容并联连接后与所述功率开关的直流侧连接。

作为上述直流母线电容纹波电流抑制电路的进一步改进，所述第一功率开关为AC/DC变换器或DC/AC变换器。

作为上述直流母线电容纹波电流抑制电路的进一步改进，进一步包括第二功率开关，所述第一功率开关和所述第二功率开关组成AC-DC-AC变换器，所述薄膜电容并联连接后与所述第一功率开关和所述第二功率开关的直流侧连接。

相对于现有技术，本实用新型的薄膜电容的电容端子和/或电容内电极更换为电阻率更高的合金材料，在特定的应用场合，例如应用于变换器的直流环节，能够有效减小电容纹波电流，薄膜电容的使用寿命延长效果明显。

附图说明

图1是现有技术直流母线电容纹波电流的放大系数-频率特性曲线图；

图2是本实用新型薄膜电容的结构示意图；

图3是本实用新型直流母线电容纹波电流的放大系数-频率特性曲线图；

图4是本实用新型直流母线电容纹波电流抑制电路实施例图；

图5是本实用新型直流母线电容纹波电流抑制电路另一实施例图；

图6是本实用新型直流母线电容纹波电流抑制电路另一实施例图；

图示标号说明

薄膜电容100

电容器外壳110

电容芯子120

电容内电极130

电容端子140

环氧树脂层150

第一功率开关U1

第二功率开关U2。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例中若有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参阅图2，本实用新型的薄膜电容100，包括电容器外壳110、电容芯子120、由电容芯子引出的电容内电极130、连接电容内电极130的电容端子140、填充电容器内部的环氧树脂层150。

本实施方式中，该电容内电极130或电容端子140采用电阻率高于铜的合金材料。较佳实施方式中，该电容内电极130和电容端子140都采用电阻率高于铜的合金材料。

作为上述薄膜电容100的进一步改进，该合金材料的电阻率范围可以是0.5μΩm至1.6μΩm。

作为上述薄膜电容100的进一步改进，该合金材料可以为康铜合金、镍铬合金、铁铬铝合金或铝镍铁合金。

一实施方式中，将薄膜电容100的电容端子140和/或电容内电极130更换为电阻率更高的合金材料，增加薄膜电容100的等效串联电阻ESR值为现有技术的ESR值两倍，如图3所示，薄膜电容100的电容纹波电流放大系数基本可以降低至现有技术的一半,电容损耗亦降低为现有技术一半，具体计算如下：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_1={I_1}^2{R}_{ESR1}\\ P_2={I_2}^2{R}_{ESR2}\\ R_{ESR2}=2R_{ESR1}\\ I_2=\frac{1}{2}{I}_1\end{array}\right.\⇒P_2=\frac{1}{2}{P}_1$

其中，P₁、I₁、R_ESR1分别为现有技术中薄膜电容的损耗、纹波电流有效值、和等效串联电阻；P₂、I₂、R_ESR2分别为薄膜电容100的损耗、纹波电流有效值和等效串联电阻。

本实施方式中，薄膜电容100的电容端子140和/或电容内电极130更换为电阻率更高的合金材料，虽然薄膜电容100的ESR值增大两倍，但由于此增大的ESR能够有效抑制振荡放大的纹波电流，使得纹波电流减小至现有技术的一半，最终使得电容损耗减小一半，薄膜电容的使用寿命延长效果明显。

如图4，一实施例中，使用前述薄膜电容构成一种直流母线电容纹波电流抑制电路。该直流母线电容纹波电流抑制电路包括两个前述的薄膜电容100和第一功率开关U1，所述两个薄膜电容100并联连接后与所述第一功率开关U1的直流侧连接。本实施例中，第一功率开关U1可以为AC/DC变换器。替代实施方式中，如图5所示，该功率开关U1也可以是DC/AC变换器。

如图6，替代实施例中，进一步包括第二功率开关U2,第一功率开关U1和第二功率开关U2组成AC-DC-AC变换器。两个薄膜电容100并联连接后与所述第一功率开关U1和第二功率开关U2的直流侧连接。

在其他实施例中，直流母线电容纹波电流抑制电路可以包括三个或以上的薄膜电容。

以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种薄膜电容（100），包括电容器外壳（110）、电容芯子(120)、由电容芯子引出的电容内电极（130）、连接电容内电极（130）的电容端子（140）、填充电容器内部的环氧树脂层（150），其特征在于：电容内电极（130）和/或电容端子（140）采用电阻率高于铜的合金材料。

2.根据权利要求1任意一项所述的薄膜电容，其特征在于，该合金材料的电阻率范围可以是0.5μΩm至1.6μΩm。

3.根据权利要求1任意一项所述的薄膜电容，其特征在于，该合金材料可以为康铜合金、镍铬合金、铁铬铝合金或铝镍铁合金。

4.一种直流母线电容纹波电流抑制电路，其特征在于，包括至少两个如权利要求1所述的薄膜电容（100）和第一功率开关（U1），所述薄膜电容（100）并联连接后与所述功率开关（U1）的直流侧连接。

5.如权利要求4所述的直流母线电容纹波电流抑制电路，其特征在于，所述第一功率开关（U1）为AC/DC变换器或DC/AC变换器。

6.如权利要求4所述的直流母线电容纹波电流抑制电路，其特征在于，进一步包括第二功率开关（U2），所述第一功率开关（U1）和所述第二功率开关（U2）组成AC-DC-AC变换器，所述薄膜电容（100）并联连接后与所述第一功率开关（U1）和所述第二功率开关（U2）的直流侧连接。