CN218631691U - 一种小体积高抗雷击铝电解电容器 - Google Patents
一种小体积高抗雷击铝电解电容器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及铝电解电容器技术领域，尤其设计一种小体积高抗雷击铝电解电容器，解决现有小高压铝电解电容器开片尺寸极限，抗雷击性能差等技术难点。一种小体积高抗雷击铝电解电容器，包括铝壳、芯子和胶粒，芯子含浸电解液后套上胶粒设于铝壳内部，芯子使用低厚度电解纸包裹阳极箔和阴极箔卷绕而成,芯子外围包裹耐高温胶带，阴极箔和阳极箔分别固定有引线。本实用新型采用低厚度电解纸，能有效降低芯子体积，降低填充率，能有效降低雷击后产品鼓底风险，本实用新型采用高温低厚度全包胶带设计，能有效降低产品雷击击穿风险，同时减少芯子体积，本实用新型采用冲孔垫膜设计，能有效解决雷击引起的铝壳与箔边拉弧闪火，同时防止异物冲出铝壳。
Description
技术领域
本实用新型涉及铝电解电容器技术领域，尤其涉及一种小体积高抗雷击铝新型铝电解电容器
背景技术
电容器作为主要的被动电子元器件在各个领域中得到广泛运用，做为三大基础被动电子元器件(电阻、电容及电感器)之一的电容器在电子元器件产业中占有重要的地位，约占整个被动电子元器件的 56％。特别是铝电解电容器在市场上有广阔的市场空间。
铝电解电容器是一种由两片接近并相互绝缘的导体制成的储存电荷的元器件，功能上主要在电路中起到调谐、滤波、耦合、旁路和能量转换等作用。主要应用于电源电路、变频器电路、逆变器电路等应用领域。
随着社会的高速发展，电脑、手机等普及率逐年提高，同时手机等更新换代平凡，这带来了巨大的充电器市场需求，且以快充市场发展最为迅速，考虑到铝电解电容器作为快充电源内部主要电子元器件，因此对铝电解电容器的安全性和小型化提出更高的要求。特别针对印度市场电网电压波动大要求更高。铝电解电容器在电路中极易受开关和雷电瞬变过电压引起的单极性浪涌电压冲击，从而导致铝电解电容器内部极易发生击穿闪火，电容器失效。
虽然目前有专利提到，采用高闪火电压电解液含浸制作产品，和采用全包压敏胶带(PP材质)设计，以提高产品抗雷击能力，但这种方法存在诸多弊端。第一：高闪火电解液相对成本较高，相较传统电解液高20％～30％成本。第二：高闪火电解液产品必然牺牲产品ESR 性能，导致产品抗纹波能力下降。第三：无法缩小电容器体积，不利于电容器的小型化。第四：压敏胶带(PP材质)耐高温性能差，在高雷击浪涌电压下，极易融化造成电容器防爆塞堵塞，从而造成电容器内部短路击穿。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一一种小体积高抗雷击铝新型铝电解电容器，解决了现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种小体积高抗雷击铝电解电容器，包括铝壳、芯子和胶粒，芯子含浸电解液后套上胶粒至于铝壳内部，芯子使用低厚度电解纸包裹阳极箔和阴极箔卷绕而成,芯子外围包裹耐高温胶带，阴极箔和阳极箔分别固定有引线，引线依次贯穿胶粒和铝壳，胶粒与铝壳的顶部固定安装，铝壳底部安装有垫膜。优选的，垫膜为圆盘形，垫膜的直径位于4mm至22mm之间。
优选的，垫膜(7)材质为塑料膜或绝缘纸,所述垫膜为圆盘形，垫膜(7)圆心处开设有小孔6，小孔6的孔径位于1.5mm至4.0mm 之间。
优选的，胶带(8)为高温胶带，所述胶带(8)材质为Pi膜,所述胶带宽度：铝箔宽度＜胶带宽≤电解纸之间。
优选的，胶带的厚度位于20mm至50mm之间。
优选的，电解纸为低厚度电解纸，所述电解纸位于15mm至20mm 之间。
本实用新型至少具备以下有益效果：
1.采用高密度低厚度电解纸设计，能有效降低产品体积，产品承受高雷击电压时，产品内部空间大，雷击时产品内部压强小，产品不易鼓底。
2.垫膜和全包胶带形成封闭系统，在承受高雷击电压条件下，有效降低电容器芯包底部箔边与铝壳底部短路闪火击穿，有效提高产品抗雷击性能。
3.Pi膜高温胶带具有高耐温性，短时间可耐500℃～600℃高温，产品加载雷击电压后胶带不易融化，能有效隔绝正极拉弧打火造成短路击穿。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型铝壳底部垫膜、密闭系统结构示意图。
图中：1、芯子；2、铝壳；3、胶粒；4、引线；5、凹槽；6、小孔；7、垫膜，8、胶带。
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，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1-2，一种小体积高抗雷击铝电解电容器，包括芯子1、铝壳2和胶粒3，铝壳2的内部安装有含浸后的芯子1，芯子1使用电解纸包裹阳极箔和阴极箔卷绕而成，芯子1的阳极箔和阴极箔分别固定连接有引线4，引线4依次贯穿胶粒3和铝壳2，引线4与铝壳2的顶部固定安装，铝壳2的底部安装有垫膜7，在铝壳2底部设计垫膜7，能有效降低电容器内部拉弧的产生，能有效降低电容器雷击浪涌时芯包底部正箔与铝壳2底部短路闪火，有效提高产品抗雷击性能。
进一步的，所述垫膜7材质为塑料膜或绝缘纸，具有极高的耐温性。
进一步的，垫膜为圆盘形，垫膜的直径位于4mm至22mm之间。
进一步的，垫膜7的圆心处开设有小孔6，小孔6的孔径位于 1.5mm至4.0mm之间。
进一步的，胶带8为高温胶带，所述胶带8材质为Pi膜,所述胶带宽度：铝箔宽度＜胶带宽≤电解纸之间，可保证芯包底部正箔与铝壳2底部短路闪火，有效提高产品抗雷击性能。
进一步的，电解纸为低厚度电解纸，所述电解纸位于15mm至 20mm之间，降低产品体积20％↓，有效降低产品体积，提高抗雷击性能。
进一步的，铝壳2的底部开设有呈“十字形”的凹槽5，凹槽5 厚度沿外部向中心成梯形式分布，凹槽5能有效改善防爆打开的开口大小，降低铝壳2对电路板的破坏。
因此有必要改善设计，在铝壳2底部加装垫膜7和全包胶带形成封闭系统，在承受高雷击电压条件下，有效降低电容器芯包底部箔边与铝壳底部短路闪火击穿，有效提高产品抗雷击性能。同时7Pi膜高温胶带具有高耐温性，短时间可耐500℃～600℃高温，产品加载雷击电压后7胶带不易融化，能有效隔绝正极拉弧打火造成短路击穿。
本实施例采用铝电解电容器中TC400V1510.2*12.5规格产品作为实验对象，为客观反映本实用新型与普通产品在抗雷击性能上的差异性，做如下9组对比实验：
第一种：采用普通厚度低密度电解纸+普通胶带+不垫塑料膜或绝缘纸；
第二种：采用普通厚度低密度电解纸+高温胶带Pi膜+不垫塑料膜或绝缘纸；
第三种：采用普通厚度低密度电解纸+普通胶带+垫塑料膜或绝缘纸；
第四种：采用普通厚度低密度电解纸+高温胶带Pi膜+垫塑料膜或绝缘纸；
第五种：采用低厚度高密度电解纸+普通胶带+不垫塑料膜或绝缘纸；
第六种：采用低厚度高密度电解纸+高温胶带Pi膜+不垫塑料膜或绝缘纸；
第七种：采用低厚度高密度电解纸+普通胶带+垫塑料膜或绝缘纸；
第八种：采用低厚度高密度电解纸+高温胶带Pi膜+垫塑料膜或绝缘纸(本实用新型)；
具体实施过程：
1.阳极箔和阴极箔分别钉接引线4和电解纸一起卷绕形成芯包。
2.芯包含浸电解液后脱液。
3.脱液完成后，将素子1置于铝壳2中，进行组立封口。
4.最后通过在裸品外套上套管，通过老化设备使产品充电压后完成老化，完成产品生产。
5.产品完成后完成以上不同实施例中试验。
实验条件：
将电容器正负极两端加载雷击电压，并联示波器，雷击输出电压从1500V-1600V-1700V-…加载电压，每个电压段持续施加脉冲雷击电压40次，每次20s,至产品内部短路，观察示波器电压波形，记录异常波形所对应的电压及产品雷击失效电压。
实验结果：
第一种：采用普通厚度低密度电解纸+普通胶带8+不垫塑料膜或绝缘纸7；抗雷击性能差，具体实验数据见表1；
第二种：采用普通厚度低密度电解纸+高温胶带Pi膜8+不垫塑料膜或绝缘纸7；抗雷击性能略差，具体实验数据见表1；
第三种：采用普通厚度低密度电解纸+普通胶带8+垫塑料膜或绝缘纸7；抗雷击性能略差，具体实验数据见表1；
第四种：采用普通厚度低密度电解纸+高温胶带Pi膜8+垫塑料膜或绝缘纸7；抗雷击性能稍差，具体实验数据见表1；
第五种：采用低厚度高密度电解纸+普通胶带8+不垫塑料膜或绝缘纸7；抗雷击性能稍差，具体实验数据见表1；
第六种：采用低厚度高密度电解纸+高温胶带Pi膜8+不垫塑料膜或绝缘纸7；抗雷击性能稍差，具体实验数据见表1；
第七种：采用低厚度高密度电解纸+普通胶带8+垫塑料膜或绝缘纸7；抗雷击性能稍差，具体实验数据见表1；
第八种：采用低厚度高密度电解纸+高温胶带Pi膜8+垫塑料膜或绝缘纸7(本实用新型)；抗雷击性能优良，具体实验数据见表1；
表1
综上，本实用新型的产品能有效降低电容器在雷击浪涌电压下芯包底部箔边与铝壳底部短路闪火击穿，有效提高产品抗雷击性能。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (5)
1.一种小体积高抗雷击铝电解电容器，包括素子(1)、铝壳(2)和胶粒(3)，所述素子用素子含浸电解液，所述铝壳(2)内部填充素子(1)，所述素子(1)使用胶带(8)包裹电解纸、阳极箔和阴极箔卷绕而成，所述素子(1)用阴极箔和阳极箔分别固定有引线(4)，引线(4)依次贯穿胶粒和铝壳，所述胶粒与铝壳的顶部固定安装，其特征在于，所述铝壳(2)的底部安装有垫膜(7)。
2.根据权利要求1所述的小体积高抗雷击铝电解电容器，其特征在于，所述垫膜(7)材质为塑料膜或绝缘纸,所述垫膜为圆盘形，所述垫膜(7)的直径位于4mm至22mm之间且小于铝壳(2)内径大于素子(1)直径，垫膜(7)圆心处开设有小孔(6)，小孔(6)的孔径位于1.5mm至4.0mm之间。
3.根据权利要求1所述的小体积高抗雷击铝电解电容器，其特征在于，所述胶带(8)为高温胶带，所述胶带(8)材质为Pi膜,所述胶带宽度：铝箔宽度＜胶带宽≤电解纸之间。
4.根据权利要求1所述的小体积高抗雷击铝电解电容器，其特征在于，所述胶带的厚度位于20mm至50mm之间。
5.根据权利要求1所述的小体积高抗雷击铝电解电容器，其特征在于，所述电解纸为低厚度电解纸，所述电解纸位于15mm至20mm之间。
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2022
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