CN214541918U - 一种电容器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子元器件技术领域，具体涉及一种电容器，包括金属极板、绝缘介质、第一引脚和第二引脚，电容器包括2n个金属极板，其中n＝1，2，3……；金属极板为封闭的曲面，2n个金属极板从内至外逐次嵌套，且金属极板间填充有绝缘介质；其中，奇数层的金属极板通过第一引脚并联在一起，偶数层的金属极板通过第二引脚并联在一起，其中奇数层的金属极板在第二引脚穿越的位置设有孔洞，偶数层的金属极板在第一引脚穿越的位置设有孔洞。本实用新型的新型结构的电容，具有容量大，寿命长，充放电快，耐高压，结构简单，环境温度影响小、形状灵活等优点，并且该电容造价低，能广泛应用于个多场合，非常适合大规模推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子元器件技术领域，具体涉及一种电容器。
背景技术
电容器(capacitor)简称电容，也是组成电子电路的主要元件。它可以储存电能，具有充电、放电及通交流、隔直流的特性。从某种意义上说，电容器有点像电池。尽管两者的工作方式截然不同，但它们都能存储电能。电池有两个电极，在电池内部，化学反应使一个电极产生电子，另一个电极吸收电子。而电容器则要简单得多，它不能产生电子——它只是存储电子。它是各类电子设备大量使用的不可缺少的基本元件之一。各种电容器在电路中能起不同的作用，如耦合和隔直流、旁路、整流滤波、高频滤波、调谐、储能和分频等。电容器应根据电路中电压、频率、信号波形、交直流成分和温湿度条件来加以选用。
现在技术中电容器的品种虽然很多，但电容量大多局限在微法级别上，少数能达到法拉级别，不仅造价昂贵，使用条件还苛刻，不适合大规模推广使用。
发明内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种新型结构的电容器，该电磁电容量大，造价低，结构简单，能广泛应用于个多场合，适合大规模推广使用。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种电容器，包括金属极板、绝缘介质、第一引脚和第二引脚，所述电容器包括n个金属极板，其中n＝1，2，3……；所述金属极板为封闭的曲面，n个所述金属极板从内至外逐层嵌套，且所述金属极板间填充有绝缘介质；其中，奇数层的所述金属极板通过所述第一引脚并联在一起，偶数层的所述金属极板通过所述第二引脚并联在一起，其中奇数层的所述金属极板在所述第二引脚穿越的位置设有孔洞，奇数层的所述金属极板与所述第二引脚之间绝缘；偶数层的所述金属极板在所述第一引脚穿越的位置设有孔洞，偶数层的所述金属极板与所述第一引脚之间绝缘。
进一步地，所述金属极板为规则曲面或者不规则曲面。
进一步地，所述规则曲面包括球形曲面、椭球形曲面、立方体形曲面和长方体形曲面。
进一步地，所述第一引脚、所述第二引脚设置在同一条直线上。
进一步地，所述第一引脚为正极引脚或负极引脚，所述第二引脚为为负极引脚或正极引脚。
进一步地，所述金属极板间的电介质厚度根据电容器的耐压值电压以及电介质的种类确定。
进一步地，奇数层的所述金属极板的孔洞边缘距离所述第二引脚的距离，以及偶数层的所述金属极板的孔洞边缘距离所述第一引脚的距离，跟电容器的耐压值电压以及电介质的种类确定。
进一步地，所述电容器的外层还设置有封装件和外壳，所述外壳设置在封装件的外侧。
进一步地，所述封装件和所述外壳为一体结构。
本实用新型的新型结构的电容，具有容量大，寿命长，充放电快，耐高压，结构简单，环境温度影响小、形状灵活等优点，能广泛应用于多个场合，非常适合大规模推广使用。
附图说明
图1为电容器的横剖面结构示意图的结构示意图；
图2为电容器的纵剖面结构示意图的结构示意图；
上述图中：上述图中：1-正极极板；2-负极极板；3-正极引脚；4-负极引脚；5-电介质；51-凸起；6-封装件及外壳；7-孔洞。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例(以球形结构电容为例说明)，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
现在电容器的品种很多，但电容量大多局限在微法级别上，少数能达到法拉级别，但造价昂贵，使用条件苛刻，不适合大规模推广使用。
针对上述问题，本实用新型提供一种电容器，包括金属极板、绝缘介质、第一引脚、第二引脚、封装件和外壳，电容器包括n个金属极板，其中n＝1，2，3……；金属极板为封闭的曲面，n个金属极板从内至外逐次嵌套，且金属极板间填充有电介质；其中，奇数层的金属极板通过第一引脚并联在一起，偶数层的金属极板通过第二引脚并联在一起，其中奇数层的金属极板在第二引脚穿越的位置设有孔洞，奇数层的所述金属极板与所述第二引脚之间绝缘；偶数层的所述金属极板在所述第一引脚穿越的位置设有孔洞，偶数层的所述金属极板与所述第一引脚之间绝缘。
为了制造出容量尽可能大的电容，本实用新型共包括n个金属极板，n＝1，2，3……；n个金属极板均采用相同的封闭曲面设计，形状一样，大小不同，然后将n个金属极板从小到大，依次嵌套，且电容器金属极板间填充有电介质。设置第一引脚为正极引脚，第二引脚为负极引脚；设置位于奇数层的金属极板为正极极板，位于偶数层的金属极板为负极极板，正极极板通过正极引脚并联，负极极板通过负极引脚并联，由于金属极板均为封闭的曲面，这样为形成上述并联结构，需要正极极板在负极引脚穿越的位置设有孔洞，负极极板在正极引脚穿越的位置设有孔洞，此时的电容器非常类似卷心菜结构，奇数层的所述金属极板与所述第二引脚之间绝缘，偶数层的所述金属极板与所述第一引脚之间绝缘，一般金属极板和引脚之间填充有电介质，进而实现绝缘。当然在另外的实施例中正负极可以对换。其中，金属极板的距离根据电容器的耐压值电压以及电介质的种类确定。奇数层的金属极板的孔洞边缘距离第二引脚的距离，以及偶数层的金属极板的孔洞边缘距离第一引脚的距离，跟电容器的耐压值电压以及电介质的种类确定。
为了便于说明，引入以下理想情况：1.引脚穿出造成的孔洞面积忽略不计；2.金属极板的厚度忽略不计；3.金属极板边缘的分布电容忽略不计；4.金属极板表面是光滑的，且电介质在金属极板间均匀分布；在上述条件下电容器的电容计算公式为：
C＝4π*ε*ε0*[R1R2/(R2-R1)+R2R3/(R3-R2)+R3R4/(R4-R3)……Rn-1Rn/(Rn-Rn-1)]；
式中：C代表电容量；ε相对介电常数；ε0真空介电常数；R1，R2……Rn分别代表从内到外第1，2……n层金属极板的半径。根据公式可以算出，电容容量跟极板的相对面积成正比，跟极板的间电介质的厚度成反比，本实用新型的电容器，除最内层和最外层，其他各层的金属极板的内外两侧都是有效面积，相对于其他结构的电容，极板的利用率更高。本实用新型设计的电容结构可以在有限的空间内尽可能的增大极板的面积，同时缩小极板间距；其中金属极板可使用金属喷涂工艺或电镀工艺，厚度达到微米级甚至纳米级，绝缘电介质使用喷涂等工艺，根据耐压要求确定厚度，厚度也可以达到微米级甚至纳米级。极板和电介质的厚度越小，在一定空间内金属极板的层数的就会越多，电容量就会越大。
上述实施例中的金属极板可为规则曲面，也可为不规则曲面。规则曲面可选用球形曲面、椭球形曲面、立方体形曲面或长方体形曲面等。
当金属极板选用球形曲面时，如图1和图2所示分别为该电容器的横、纵剖面结构示意图，包括正极极板1、负极极板2、正极引脚3、负极引脚4、电介质5和封装件及外壳6，正极极板1和负极极板2间隔设置，从小到大，依次嵌套正极极板1、负极极板2间填充有电介质。正极极板1通过正极引脚3并联，负极极板2通过负极引脚4并联，对应，正极极板1在负极引脚4穿越的位置设有孔洞7，负极极板2在正极引脚3穿越的位置设有孔洞7。金属极板选用球形曲面时，制造工艺比较简单，同时，为了方便喷涂工艺或电镀工艺的进行，可以将正极引脚3和负极引脚4设置在同一条直线上，在上述实施例中，将正极引脚3和负极引脚4设置在球形曲面的一条直径上。
本实用新型的新型结构的电容，具有容量大，寿命长，充放电快，耐高压，结构简单，形状灵活等优点。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种电容器，包括金属极板、绝缘电介质、第一引脚和第二引脚，其特征在于，所述电容器包括n个金属极板，其中n＝1，2，3……；所述金属极板为封闭的曲面，n个所述金属极板从内至外逐次嵌套，且所述金属极板间填充有电介质；其中，奇数层的所述金属极板通过所述第一引脚并联在一起，偶数层的所述金属极板通过所述第二引脚并联在一起，其中奇数层的所述金属极板在所述第二引脚穿越的位置设有孔洞，奇数层的所述金属极板与所述第二引脚之间绝缘；偶数层的所述金属极板在所述第一引脚穿越的位置设有孔洞，偶数层的所述金属极板与所述第一引脚之间绝缘。
2.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于，所述金属极板为规则曲面或者不规则曲面。
3.根据权利要求2所述的电容器，其特征在于，所述规则曲面包括球形曲面、椭球形曲面、立方体形曲面和长方体形曲面。
4.根据权利要求3所述的电容器，其特征在于，所述第一引脚、所述第二引脚设置在同一条直线上。
5.根据权利要求4所述的电容器，其特征在于，所述第一引脚为正极引脚或负极引脚，所述第二引脚为负极引脚或正极引脚。
6.根据权利要求5所述的电容器，其特征在于，所述金属极板间的电介质厚度根据电容器的耐压值电压以及电介质的种类确定。
7.根据权利要求6所述的电容器，其特征在于，奇数层的所述金属极板的孔洞边缘距离所述第二引脚的距离，以及偶数层的所述金属极板的孔洞边缘距离所述第一引脚的距离，跟电容器的耐压值电压以及电介质的种类确定。
8.根据权利要求7所述的电容器，其特征在于，所述电容器的外层还设置有封装件和外壳，所述外壳设置在封装件的外侧。
9.根据权利要求8所述的电容器，其特征在于，所述封装件和所述外壳为一体结构。
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