CN103915256A - 一种中小功率光伏用薄膜电容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力电子电容器技术领域，具体为一种中小功率光伏用薄膜电容器，其能够在高温高湿条件下使用，具有过电流能力大、耐压高、寿命长等优点，空间体积大大减少，并有效节约了成本，其包括壳体和电容器芯子，电容器芯子由金属化聚丙烯薄膜卷绕而成，金属化聚丙烯薄膜包括聚丙烯薄膜介质和电容器极板，电容器极板为蒸镀于聚丙烯薄膜介质上的金属镀层，其特征在于，金属镀层边缘镀有宽幅加厚合金金属层和倾斜合金金属层，宽幅加厚合金金属层和倾斜合金金属层形成梯形金属层，镀有宽幅加厚合金金属层的金属镀层一侧镀有合金喷金层，合金喷金层上涂有保护油层。

Description

一种中小功率光伏用薄膜电容器

技术领域

本发明涉及电力电子电容器技术领域，具体为一种中小功率光伏用薄膜电容器。

背景技术

在中小功率光伏逆变器中，对于DC-Link电容器可靠性及稳定性的要求非常高，由于光伏逆变工作频率较高，产生很大的纹波及谐波电流，电容发热严重，同时光伏设备使用环境条件恶劣，长期在高温高湿情况下工作，对电容器的要求更加苛刻。

以前人们大多的一种选择方案是采用电解电容，因为电解电容有单个电容容量大，体积小的优点。但相对电解电容的优点，它的缺点也是同样明显的，那就是耐压低，性能不稳定和寿命短。

电解电容使用的氧化铝电介质属性和电解液的传导率限制了它的最高耐压值，典型的电解电容最大标称电压为500V到600V，所以在要求更高电压的情况下，使用时必须将多只电容串联，（如380VAC和690VAC的交流输入整流后分别用400V的电解电容两串和三串，更高的电压需要更多只的串联）。同时，由于各电容的绝缘电阻不同，使用者必须给每个电容上连接电阻以平衡电压，无形中增加了电容的不稳定。此外，如果超过额定电压1.2倍的反向电压加在电解电容上，会引起内部化学反应的发生，如果持续时间过长，还可能***或随着电容内部压力的释放电解液会流出，这些对于使用过程是很危险的。

各类电容器中唯有电解电容是存在寿命问题的，电解电容寿命终结实际上是由于电解液挥发减少造成的，对于电解电容来讲这是无法避免的，因为从结构上看它本身的阴极就是电解液，很多情况下电解电容的寿命就决定了整个部件设备的寿命，尤其在光伏设备这种需要在高温高湿条件下使用的严苛条件，寿命满足不了要求.。

从以上情况看，电解电容其实不是很好的选择，所以更加优的方案是选择薄膜电容，电解电容的种种缺陷将得到很好的解决。

薄膜电容采用金属化薄膜卷绕而成，它耐压高，温度特性稳定，损耗角小，自感量小，抗浪涌能力强，无酸污染，寿命长（一般符合应用条件的薄膜电容在70℃时寿命为10万小时，远远大于电解电容的寿命）。但对于光伏场合用的薄膜电容，需要承受比一般场合大得多的高频谐波电流，一般薄膜电容也无法满足在高温（85~105℃）高湿（RH85）条件下长期使用，，普通常规的薄膜电容也不能完全满足此严酷的应用要求在持续发热情况下，电容容量和损耗变化也会受影响，寿命及可靠性也得不到保障。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种中小功率光伏用薄膜电容器，其能够在高温高湿条件下使用，具有过电流能力大、耐压高、寿命长等优点，空间体积大大减少，并有效节约了成本。

其技术方案是这样的：其包括壳体和电容器芯子，所述电容器芯子由金属化聚丙烯薄膜卷绕而成，所述金属化聚丙烯薄膜包括聚丙烯薄膜介质和电容器极板，所述电容器极板为蒸镀于所述聚丙烯薄膜介质上的金属镀层，其特征在于，所述金属镀层边缘镀有宽幅加厚合金金属层和倾斜合金金属层，所述宽幅加厚合金金属层和倾斜合金金属层形成梯形金属层，镀有所述宽幅加厚合金金属层的所述金属镀层一侧镀有合金喷金层，所述合金喷金层上涂有保护油层。

其进一步特征在于，所述合金镀金层为铜铝合金喷丝层，所述合金金属层为铝锌或铝锌铜合金层；

所述保护油层由硅油和亚克力油混合组成；

所述壳体为耐高温塑料壳；

所述壳体与所述电容器芯子之间设置灌封料，所述灌封料为酸酐环氧树脂；

镀有所述倾斜合金金属层的所述金属镀层一侧设置屏带；

所述电容器极板上一侧并列设置多个T型绝缘白条，相邻的所述T型绝缘白条之间设置保险丝；

所述保险丝为金属窄条；

所述壳体上设置插针引出端。

采用本发明的结构后，金属镀层边缘镀有的宽幅加厚合金金属层起到降低介质阻抗的作用、倾斜合金金属层提高耐电压作用，并且倾斜过渡方阻电位梯度小，减小薄膜过度异常自愈破坏，金属镀层一侧镀有合金喷金层，使得接触更好，降低了接触阻抗ESR的作用，降低电容损耗温升，承受比一般场合大得多的高频谐波电流，合金喷金层上涂有保护油层，起到防止氧化耐高温高湿目的，整体结构能够在高温高湿条件下使用，具有过电流能力大、耐压高、寿命长等优点，空间体积大大减少，并有效节约了成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为金属化聚丙烯薄膜结构示意图；

图3为合金镀金层结构示意图；

图4为电容器极板隔离白条结构示意图。

具体实施方式

见图1，图2，图3所示，一种中小功率光伏用薄膜电容器，其包括壳体2、灌封料3、插针引出端4和电容器芯子1，电容器芯子1由金属化聚丙烯薄膜卷绕而成，金属化聚丙烯薄膜包括聚丙烯薄膜介质1-1和电容器极板1-2，电容器极板1-2为蒸镀于聚丙烯薄膜介质1-1上的金属镀层，金属镀层边缘镀有宽幅加厚合金金属层1-3和倾斜合金金属层1-4，宽幅加厚合金金属层1-3和倾斜合金金属层1-4形成梯形金属层，镀有宽幅加厚合金金属层1-3的金属镀层一侧镀有合金喷金层1-5，合金喷金层1-5上涂有保护油层1-6；合金喷金层1-5为铜铝合金喷丝层，合金金属层1-4为铝锌或铝锌铜合金层；保护油层1-6由硅油和亚克力油混合组成，壳体2为耐高温塑料壳，更好地实现防止氧化，耐高温高湿；壳体2与电容器芯子1之间设置灌封料3，灌封料3为酸酐环氧树脂，起到强化防止氧化、潮湿的作用，大大增强了密封性，不用担心金属镀层太薄会被迅速氧化腐蚀；镀有倾斜合金金属层1-4的金属镀层一侧设置屏带1-7，屏带1-7是聚丙烯薄膜介质1-1没有镀有金属层的部分，起到绝缘作用；壳体2上设置插针引出端4，插针引出端可以是两脚、四脚、六脚或者更多，根据客户需求可以调整。

见图4所示，电容器极板1-2上一侧并列设置多个T型绝缘白条1-8，通过T型绝缘白条1-8将电容器极板1-2分隔成两大部分，左边一半是一个整体的半部电容器极板1-10，右边一半是多个由相邻的T型绝缘白条1-8围成的方形小块电容器极板1-9组成，T型绝缘白条1-8将每个方形小块电容器极板1-9与其他方形小块电容器极板1-9隔离绝缘为一个单个区域，通过相邻的T型绝缘白条1-8之间设置保险丝1-11，使得每个方形小块电容器极板1-9与半部电容器极板1-10相连，保险丝1-11是金属窄条，一半为0.3~1.0mm，当某个方形小块电容器极板1-9产生异常破坏时，大电流会使保险丝1-11断开，使得该块方形小块电容器极板1-9隔离开，起到保护整块电容器极板1-2的作用，具有良好的防爆能力，不会因为击穿产生***危险，避免了可能的***，与现有的安全膜防爆电容器的结构相比，本发明的结构简单，提高了过电流能力，且成本低；本发明的薄膜电容器，全干式结构，无正负极性，适合任何安装方式和环境要求。

Claims (9)

1.一种中小功率光伏用薄膜电容器，其包括壳体和电容器芯子，所述电容器芯子由金属化聚丙烯薄膜卷绕而成，所述金属化聚丙烯薄膜包括聚丙烯薄膜介质和电容器极板，所述电容器极板为蒸镀于所述聚丙烯薄膜介质上的金属镀层，其特征在于，所述金属镀层边缘镀有宽幅加厚合金金属层和倾斜合金金属层，所述宽幅加厚合金金属层和倾斜合金金属层形成梯形金属层，镀有所述宽幅加厚合金金属层的所述金属镀层一侧镀有合金喷金层，所述合金喷金层上涂有保护油层。

2.根据权利要求1所述的一种中小功率光伏用薄膜电容器，其特征在于，所述合金镀金层为铜铝合金喷丝层，所述合金金属层为铝锌或铝锌铜合金层。

3.根据权利要求1所述的一种中小功率光伏用薄膜电容器，其特征在于，所述保护油层由硅油和亚克力油混合组成。

4.根据权利要求1所述的一种中小功率光伏用薄膜电容器，其特征在于，所述壳体为耐高温塑料壳。

5.根据权利要求1所述的一种中小功率光伏用薄膜电容器，其特征在于，所述壳体与所述电容器芯子之间设置灌封料，所述灌封料为酸酐环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的一种中小功率光伏用薄膜电容器，其特征在于，镀有所述倾斜合金金属层的所述金属镀层一侧设置屏带。

7.根据权利要求1所述的一种中小功率光伏用薄膜电容器，其特征在于，所述电容器极板上一侧并列设置多个T型绝缘白条，相邻的所述T型绝缘白条之间设置保险丝。

8.根据权利要求7所述的一种中小功率光伏用薄膜电容器，其特征在于，所述保险丝为金属窄条。

9.根据权利要求1所述的一种中小功率光伏用薄膜电容器，其特征在于，所述壳体上设置插针引出端。