CN104252969A - 一种梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电容器技术领域，它公开了一种梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，包括壳体、电容器芯子、引出端子和引出电极，所述电容器芯子包括耐高温聚丙烯薄膜，所述聚丙烯薄膜在高真空环境下蒸镀有一层金属铝作为电极的活动区，所述活动区为梯形结构，所述活动区边缘加厚蒸镀有一层纯锌形成加厚区，所述活动区蒸镀梯形方电阻控制在30～50欧姆，加厚区方电阻控制在2～4欧姆；所述电容器内部采用2～3个电容器芯子并联设计。本发明电容器耐电压高、损耗小、承受有效电流和冲击能力强、温升低，电容器自身等效串联电阻小，抗氧化能力强；安全可靠，使用寿命长，易储存，散热性能好，成本低。

Description

一种梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器

技术领域

本发明涉及电容器技术领域，尤其涉及到一种梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器。

背景技术

随着新能源领域的SVG(无功补偿发生器)、高压变频器、APF(有源滤波器)、风电变流器、光伏逆变器等电力电子技术的不断发展，对大功率电力电子器件提出了更高的技术性能和可靠性要求，原来使用的铝电解电容器承受电流能力低、不能承受反向电压冲击、电压低、内阻大、发热严重，存在酸污染、寿命短、不易储存的缺点和不足已经不能满足该场合的使用要求。聚丙烯薄膜材料的高速发展使得薄膜电容器性能有了突破性的提高，采用聚丙烯薄膜为介质的薄膜电容器代替铝电解电容器是必然趋势。

中国专利201120304234.7公开了一种边缘加厚金属化聚丙烯薄膜电容器，包括两条引线、本体和电容器芯子，所述的电容器芯子包括相互叠合两层单留边金属化膜层，所述的单留边金属化膜层包括聚丙烯基膜层及蒸镀在聚丙烯基膜层上的铝层，所述的铝层的边缘处设有加厚铝层，其具有体积小、内部升温小、优异的阻燃性、可靠性高、抗脉冲冲击性能好、能够承受过压冲击的优点。但是该实用新型的电容器在铝层的边缘处设有加厚铝层，电容器芯子端面喷涂材料常常为纯锌，其两种材料相容性差，附着力不强，承受放电电流冲击能力有限、损耗大、等效串联电阻大，自愈能力差。

中国专利201010199130.4公开了一种锌蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器的制备方法，包括以下步骤：(1)选用优质聚丙烯薄膜，采用真空蒸镀法在聚丙烯薄膜的表面蒸镀一层铝核，使铝核均匀附着在塑料薄膜上；(2)在蒸镀了铝核的聚丙烯薄膜上采用真空蒸镀法蒸镀一层均匀的锌层；(3)在蒸镀了锌层的聚丙烯薄膜上蒸镀一层氧化硅层；(4)用喷镀的方法将电极接合在各蒸镀层上，并在电极上接续导线引子，然后形成由绝缘体构成的外包装，从而制成金属化电容器。该发明通过在聚丙烯薄膜上蒸镀一层铝核，再在蒸镀了铝核的聚丙烯薄膜上蒸镀一层锌层，然后在蒸镀了锌层的薄膜上采用高频磁控管溅射法蒸镀一层氧化硅层，极大地提高了电容器的工作性能和安全性能。但是该发明在蒸镀了铝核的聚丙烯薄膜上采用真空蒸镀法蒸镀一层均匀的锌层，其承受有效电流和冲击能力差，电容器自身等效串联电阻大，抗氧化能力差，并不适用于电力电子线路电容器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，以解决现有技术中铝电解电容器承受电流能力低、不能承受反向电压冲击、电压低、内阻大、发热严重，存在酸污染、寿命短、不易储存、安装公差较差，不利于标准化流水线安装、大体积电容器外壳的硬度不能满足使用要求的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，包括壳体、引出端子、引出电极和电容器芯子，所述电容器芯子包括耐高温聚丙烯薄膜，所述聚丙烯薄膜在高真空环境下蒸镀有一层金属铝作为电极的活动区，所述活动区采用边缘加宽加厚的髙方阻梯形蒸镀模式进行蒸镀，所述活动区边缘加厚蒸镀有一层纯锌形成加厚区，所述活动区蒸镀梯形方电阻控制在30～50欧姆，加厚区方电阻控制在2～4欧姆；所述电容器芯子数目为2—3个，所述电容器芯子并联。

优选的，所述活动区的宽度为30—75mm，所述加厚区的宽度为20—25mm。本发明电容器薄膜镀层采用边缘加宽加厚的髙方阻梯形蒸镀模式，边缘加厚蒸镀有一层纯锌形成加厚区，电容器耐电压高、自愈性强、承受有效电流和冲击能力强、温升低，电容器自身等效串联电阻小，适合电力电子线路圆柱型电容器的要求。

优选的，所述电容器芯子之间采用镀锡紫铜带并联。电容器内部采用2～3个电容器芯子并联的模式，电容器芯子之间采用镀锡紫铜带并联，有效改善了电容器芯子发热和散热问题。

优选的，所述壳体材料采用6065铝材一次拉伸而成，所述壳体底部带有M12的安装螺柱。制作工艺简单、成本低、外形美观、安装方便，外形尺寸一致性好、精度高、适合自动化大批量生产。

优选的，所述壳体内部采用固体导热性环氧树脂填充。固体导热性环氧树脂导热系数是普通树脂和液体材料的3倍，解决了常规产品填充液体材料而渗漏的缺陷，同时将产品内部的热量有效传导出来，降低了产品内部的温升，提高了产品的可靠性和寿命，节约成本。

优选的，所述壳体表面采用喷砂、氧化防护处理。

优选的，所述引出端子注塑预埋部分采用六角形柱体结构，上部采用圆柱体结构，所述引出端子底部与所述引出电极采用压铆连接。克服使用焊锡焊接的不足，既结合牢固，又节省材料和人工成本。

优选的，所述壳体上端还设有塑料壳盖，所述壳盖与所述引出端子采用一体注塑而成。电容器上端采用塑料壳盖，绝缘强度高、安全可靠。壳盖与引出端子注塑一起，高度和引出端子间距一致性好，便于外结构设计，多台进行串并联方便。

优选的，所述壳盖上位于所述引出端子之间设有挡板，所述壳盖内面设有X型加强筋。壳盖上引出端子间设有挡板，增加了引出端子间的爬电距离，壳盖内面设有X型加强筋，增加外壳的机械强度，防止变形。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明电容器耐电压高、自愈性强、承受有效电流和冲击能力强、温升低，电容器自身等效串联电阻小，安全可靠，使用寿命长，易储存，散热性能好，成本低。

附图说明

图1为本发明电容器聚丙烯薄膜结构示意图；

图2为本发明电容器正视图；

图3为本发明电容器俯视图；

图4为本发明电容器壳盖仰视图。

图中，1—加厚区，2—活动区，3—聚丙烯薄膜，4—挡板，5—加强筋，6—引出端子，7—壳体，8—壳盖。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

如图1、图2、图3所示，一种梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，包括壳体7、电容器芯子、引出端子6和引出电极，电容器芯子包括耐高温聚丙烯薄膜3，聚丙烯薄膜3在高真空环境下蒸镀有一层金属铝作为电极的活动区2，活动区2采用髙方阻梯形蒸镀模式进行蒸镀，活动区2边缘加厚蒸镀有一层纯锌形成加厚区1，活动区2蒸镀梯形方电阻控制在30～50欧姆，加厚区1方电阻控制在2～4欧姆；电容器内部采用2～3个电容器芯子并联设计。

本实施例中，活动区的宽度为30—75mm，加厚区3的宽度为20—25mm。本实施例电容器薄膜镀层采用边缘加宽加厚的髙方阻梯形蒸镀模式，边缘加厚蒸镀有一次纯锌形成加厚区，薄膜基材采用耐高温聚丙烯薄膜，工艺相同的条件下，耐高温聚丙烯薄膜比普通聚丙烯薄膜耐温高出15℃—20℃,70℃环境下耐压高出7.5％—15％；采用锌加厚、加宽蒸镀的设计、芯子端面喷涂纯锌与薄膜加厚边镀层金属锌结合牢固，损耗小，接触电阻低，承受有效电流和脉冲电流冲击能力强、温升低；活动区采用髙方阻梯形蒸镀铝的工艺，抗氧化能力强，自愈性能好，容量损失低。

本实施例中，各电容器芯子之间采用镀锡紫铜带并联。电容器内部采用多个电容器芯子并联的模式，电容器芯子之间采用镀锡紫铜带并联，有效改善了电容器芯子发热和散热问题。

本实施例中，壳体7材料采用6065铝材一次拉伸而成，壳体7底部带有M12的安装螺柱。

本实施例中，壳体7内部采用固体导热性环氧树脂填充。固体导热性环氧树脂导热系数是普通树脂和液体材料的3倍，解决了常规产品填充液体材料而渗漏的缺陷，同时将产品内部的热量有效传导出来，降低了产品内部的温升，提高了产品的可靠性和寿命，节约成本。壳体表面采用喷砂、氧化防护处理。

本实施例中，引出端子6注塑预埋部分采用六角形柱体结构，上部采用圆柱体结构，引出端子6底部与引出电极采用压铆连接。克服使用焊锡焊接的不足，既结合牢固，又节省材料和人工成本。

如图4所示，本实施例中，壳体7上端还设有塑料壳盖8，壳盖8与引出端子6采用一体注塑而成。电容器上端采用塑料壳盖，绝缘强度高、安全可靠。壳盖与引出端子6注塑一起，壳盖高度和引出端子6间距一致性好，便于外结构设计，多台进行串并联方便。

如图4所示，本实施例中，壳盖8上位于所述引出端子6之间设有挡板4，壳盖8内面设有X型加强筋5。壳盖8上引出端子6间设有挡板4，增加了引出端子6间的爬电距离，壳盖8内面设有X型加强筋5，增加外壳的机械强度，防止变形。

为进一步说明本发明的性能，下面详细介绍薄膜电容器与铝电解电容器性能对比：

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，包括壳体、引出端子、引出电极和电容器芯子，所述电容器芯子包括耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述聚丙烯薄膜在高真空环境下蒸镀有一层金属铝作为电极的活动区，所述活动区采用髙方阻梯形蒸镀模式进行蒸镀，所述活动区边缘加厚蒸镀有一层纯锌形成加厚区，所述活动区蒸镀梯形方电阻控制在30～50欧姆，加厚区方电阻控制在2～4欧姆；所述电容器芯子的数目为2—3个，所述电容器芯子并联。

2.根据权利要求1所述的梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，其特征在于，所述活动区的宽度为30—75mm，所述加厚区的宽度为20—25mm。

3.根据权利要求1所述的梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，其特征在于，所述电容器芯子之间采用镀锡紫铜带并联。

4.根据权利要求1所述的梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，其特征在于，所述壳体材料采用6065铝材一次拉伸而成，所述壳体底部带有M12的安装螺柱。

5.根据权利要求4所述的梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，其特征在于，所述壳体内部采用固体导热性环氧树脂填充。

6.根据权利要求4所述的梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，其特征在于，所述壳体表面采用喷砂、氧化防护处理。

7.根据权利要求1所述的梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，其特征在于，所述引出端子注塑预埋部分采用六角形柱体结构，上部采用圆柱体结构，所述引出端子底部与所述引出电极采用压铆连接。

8.根据权利要求7所述的梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，其特征在于，所述壳体上端还设有塑料壳盖，所述壳盖与所述引出端子采用一体注塑而成。

9.根据权利要求8所述的梯形蒸镀金属化聚丙烯薄膜电容器，其特征在于，所述壳盖上位于所述引出端子之间设有挡板，所述壳盖内面设有X型加强筋。