CN114552240A - 一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，包括多层穿心瓷介电容器芯片、穿心式电感、金属引线、金属外壳和环氧树脂，所述多层穿心瓷介电容器芯片设置在环氧树脂内侧，所述穿心式电感位于多层穿心瓷介电容器芯片一侧的底部与底部。本发明能够加强接线端强度，能够防止接线端松动倾斜折弯断路破损，保证正常使用过程中的轻微折弯依然导电稳定，以解决现有的滤波时连接软线端的结构出现松动时则依然会导致滤波量受压缩，经过的电压放大会导致连接处破损、断路，且在折弯处长久处于材质极限的折弯量，没有结构加持会加剧老化速度，稳定性差，更容易出现断裂、折损，导致滤波器失效的问题。

Description

一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构

技术领域

本发明涉及穿心电瓷介电容器技术领域，尤其涉及为一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构。

背景技术

有的穿心滤波器是由多层穿心瓷介电容器芯片、金属外壳和焊接于芯片中央的引线组成，这种穿心滤波器大都通过金属外壳进行接地，利用电容器芯片进行滤波后在金属引线中传输信号。这类穿心滤波器在复杂的电路结构中由于引线的材质和长度，决定了它不能方便的安装在任意位置，需要在电路设计时考虑其位置是否影响其他元器件的安装。此外，为获得较好的滤波效果一般需要相对较大的电容量，这类穿心滤波器中电容器芯片的介质厚度一般比较薄，不能承受较高的介质耐电压。若在滤波器外壳和引线两端施加较高电压极易出现击穿，因此出现表面加厚的介质，但当滤波时连接软线端的结构出现松动时则依然会导致滤波量受压缩，经过的电压放大会导致连接处破损、断路，且在折弯处长久处于材质极限的折弯量，没有结构加持会加剧老化速度，稳定性差，更容易出现断裂、折损，导致滤波器失效。同时，电容器在长时间使用过程中，可能出现故障，现有技术并不能实时、在线监测电容器的实时状态。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，能够加强接线端强度，能够防止接线端松动倾斜折弯断路破损，保证正常使用过程中的轻微折弯依然导电稳定，以解决现有的滤波时连接软线端的结构出现松动时则依然会导致滤波量受压缩，经过的电压放大会导致连接处破损、断路，且在折弯处长久处于材质极限的折弯量，没有结构加持会加剧老化速度，稳定性差，更容易出现断裂、折损，导致滤波器失效的问题。同时，电容器在长时间使用过程中，可能出现故障，现有技术并不能实时、在线监测电容器的实时状态。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，包括多层穿心瓷介电容器芯片、穿心式电感、金属引线、金属外壳和环氧树脂，所述多层穿心瓷介电容器芯片设置在环氧树脂内侧，所述穿心式电感位于多层穿心瓷介电容器芯片一侧的底部与底部，所述金属引线贯穿多层穿心瓷介电容器芯片并设置在环氧树脂内部，所述金属引线两端均固定连接有限位环，所述限位环远离金属引线一侧的两侧均固定连接有调节板，所述调节板表面套设有软线连接机构，所述调节板表面螺纹连接有横向紧固机构。

进一步地，所述软线连接机构包括加固环，所述加固环两侧均固定连接有与调节板滑动连接的限位套，所述加固环两侧均固定连接有与限位套交错的抵紧组件。

进一步地，所述抵紧组件包括连接块，所述连接块内部螺纹连接有紧固螺栓。

进一步地，所述横向紧固机构包括紧固环，所述紧固环靠近限位环的一侧固定连接有橡胶垫，所述紧固环表面固定连接有防滑凸块，所述防滑凸块设置有若干个且呈环形等距离分布，所述防滑凸块与紧固环均为绝缘材质制成。

进一步地，所述调节板靠近金属引线的一侧插接有导电弹片，所述导电弹片靠近调节板的一侧固定连接有插条。

进一步地，所述调节板靠近金属引线的一侧固定连接有位于限位环外侧的加固筋，所述加固筋靠近限位环的一侧与限位环外侧固定连接。

进一步地，所述调节板横截面呈弧型设置，且弧型圆心与紧固环圆心先相同，所述金属引线表面套设有位于调节板外侧的加固套，所述加固套表面套设有热塑套。

进一步地，所述紧固螺栓靠近金属引线的一侧固定连接有抵紧盘。

进一步地，本发明还提出一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构电容值的在线监测方法。具体包括如下步骤：

步骤1）：设电容器的电容电压和电流满足如下公式：

步骤2）：对上式进行离散化，得到电容值的计算式：

式中，

为电容器的采样周期，

为上一时刻的测量值，

、

表示当前时刻的测量值；

步骤3）：令

，得到量测方程为：

步骤4）：采用卡尔曼滤波算法，得到如下计算式：

式中，

为

时刻估计电容值，

为卡尔曼滤波增益矩阵，

为协方差矩阵，

为量测矩阵

步骤5）：通过初始化卡尔曼滤波器参数并结合电压、电流的采样值以及电容电压的采样值带入步骤4）进行迭代，从而得到当前电容的值。

本发明的有益效果：本发明通过限位环使金属引线通过调节板与软线连接机构电性连接，使软线连接机构将金属软线进行电性连接固定，再通过横向加固机构将固定后的金属软线与金属引线拉扯接触，进行外加导电结构连接，提高了连接端的安装稳定性与后期使用稳定性。同时，通过利用卡尔曼滤波器进行滤波，可以实时、准确估计电容值，从而监测电容器的工作状态，及时发现电容器故障，防止出现严重事故。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明图主视局部剖面结构示意图；

图3为本发明加固套的剖面立体结构示意图；

图4为本发明的局部***立体图；

图5为本发明导电弹片的立体图；

图6为本发明图3中A的放大图。

图中：1、多层穿心瓷介电容器芯片；2、穿心式电感；3、金属引线；4、金属外壳；5、环氧树脂；6、限位环；7、调节板；8、软线连接机构；81、加固环；82、限位套；83、抵紧组件；831、连接块；832、紧固螺栓；9、横向紧固机构；91、紧固环；92、橡胶垫；93、防滑凸块；10、导电弹片；11、插条；12、加固筋；13、加固套；14、热塑套；15、抵紧盘。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1，图1为本发明的立体结构示意图。

一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，包括多层穿心瓷介电容器芯片1、穿心式电感2、金属引线3、金属外壳4和环氧树脂5，多层穿心瓷介电容器芯片1设置在环氧树脂5内侧，穿心式电感2位于多层穿心瓷介电容器芯片1一侧的底部与底部，金属引线3贯穿多层穿心瓷介电容器芯片1并设置在环氧树脂5内部，金属引线3两端均固定连接有限位环6，限位环6远离金属引线3一侧的两侧均固定连接有调节板7，调节板7表面套设有软线连接机构8，调节板7表面螺纹连接有横向紧固机构9。

请参阅图2、图3、图4、图5和图6，图2为本发明图主视局部剖面结构示意图；图3为本发明加固套的剖面立体结构示意图；图4为本发明的局部***立体图；图5为本发明导电弹片的立体图；图6为本发明图3中A的放大图。

软线连接机构8包括加固环81，加固环81两侧均固定连接有与调节板7滑动连接的限位套82，加固环81两侧均固定连接有与限位套82交错的抵紧组件83，加固环81能够套设在金属软线的表面，同时限位套82能够滑动在调节板7表面进行高度调整，配合抵紧组件83使金属软线与限位环6实现电性连接。

抵紧组件83包括连接块831，连接块831内部螺纹连接有紧固螺栓832，连接块831对紧固螺栓832限位后，使紧固螺栓832旋转能够抵紧金属软线实现电性连接的效果，同时保证金属软线与限位套82紧固的连接在一起。

横向紧固机构9包括紧固环91，紧固环91靠近限位环6的一侧固定连接有橡胶垫92，紧固环91表面固定连接有防滑凸块93，防滑凸块93设置有若干个且呈环形等距离分布，防滑凸块93与紧固环91均为绝缘材质制成，通过防滑凸块93便于安装人员进行手动的旋转操作，使紧固环91便捷的抵紧限位套82，通过限位套82带动加固环81向金属引线3靠近，保证金属软线与金属引线3的连接稳定性，且橡胶垫92能够使紧固环91与限位套82抵紧后不会磨损，同时橡胶垫92紧固后还能够吸震处理，提高安装后的稳定性。

调节板7靠近金属引线3的一侧插接有导电弹片10，导电弹片10靠近调节板7的一侧固定连接有插条11，导电弹片10能够使出现弯折后的金属软线依然通过导电弹片10与金属引线3电性连接，同时插条11便于安装导电弹片10，安装后可采用焊接方式加固。

调节板7靠近金属引线3的一侧固定连接有位于限位环6外侧的加固筋12，加固筋12靠近限位环6的一侧与限位环6外侧固定连接，加固筋12能够使调节板7与限位环6更加稳固的连接，抗折弯的同时还能第金属软线插接连接时进行导向，使其与金属引线3连接居中接触，保证接触面积。

调节板7横截面呈弧型设置，且弧型圆心与紧固环91圆心先相同，金属引线3表面套设有位于调节板7外侧的加固套13，加固套13表面套设有热塑套14，弧型的调节板7与紧固环91配合后，再保证同圆心的情况下弧面吻合能够进行稳定的螺纹连接的抵紧安装，同时加固套13可防止加固套13内腔的金属软线被直接挤压变形，再套上热塑套14进行绝缘防尘。

紧固螺栓832靠近金属引线3的一侧固定连接有抵紧盘15，抵紧盘15能够增大抵紧面积，使金属软线与紧固螺栓832电性连接的更加稳定，提高紧固的摩擦固定面积。

工作原理：安装人员将需要连接的金属软线表面套设加固环81，随后旋转紧固螺栓832能够抵紧金属软线实现电性连接的效果，使金属入软线、加固环81、调节板7、限位环6和金属引线3之间电性连接，同时保证金属软线与限位套82紧固的连接在一起，随后金属软线与导电弹片10接触，再通过防滑凸块93便于安装人员进行手动旋转紧固环91，使紧固环91便捷的抵紧限位套82，通过限位套82带动加固环81向金属引线3靠近，保证金属软线与金属引线3的连接稳定性，再将加固套13套设在调节板7表面，最后再将热塑套14套住，加热热熔收缩后进行包裹绝缘防尘，安装后受到外界磕损折弯时，加固套13首先承受形变的力，出现变化后，内部的金属引线3可通过紧固螺栓832的摩擦加固与金属引线3紧密连接，同时弯折后不会出现电流断路，通过导电弹片10适应其变形量，跟随变形导电连接，保证了滤波的稳定性。

实施例2：

本实施例提出一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构电容值的在线监测方法。具体包括如下步骤：

步骤1）：设电容器的电容电压和电流满足如下公式：

步骤2）：对上式进行离散化，得到电容值的计算式：

式中，

为电容器的采样周期，

为上一时刻的测量值，

、

表示当前时刻的测量值；

步骤3）：令

，得到量测方程为：

步骤4）：采用卡尔曼滤波算法，得到如下计算式：

式中，

为

时刻估计电容值，

为卡尔曼滤波增益矩阵，

为协方差矩阵，

为量测矩阵

步骤5）：通过初始化卡尔曼滤波器参数并结合电压、电流的采样值以及电容电压的采样值带入步骤4）进行迭代，从而得到当前电容的值。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，包括多层穿心瓷介电容器芯片（1）、穿心式电感（2）、金属引线（3）、金属外壳（4）和环氧树脂（5），其特征在于：所述多层穿心瓷介电容器芯片（1）设置在环氧树脂（5）内侧，所述穿心式电感（2）位于多层穿心瓷介电容器芯片（1）一侧的底部与底部，所述金属引线（3）贯穿多层穿心瓷介电容器芯片（1）并设置在环氧树脂（5）内部，所述金属引线（3）两端均固定连接有限位环（6），所述限位环（6）远离金属引线（3）一侧的两侧均固定连接有调节板（7），所述调节板（7）表面套设有软线连接机构（8），所述调节板（7）表面螺纹连接有横向紧固机构（9）。

2.根据权利要求1所述的一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，其特征在于：所述软线连接机构（8）包括加固环（81），所述加固环（81）两侧均固定连接有与调节板（7）滑动连接的限位套（82），所述加固环（81）两侧均固定连接有与限位套（82）交错的抵紧组件（83）。

3.根据权利要求2所述的一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，其特征在于：所述抵紧组件（83）包括连接块（831），所述连接块（831）内部螺纹连接有紧固螺栓（832）。

4.根据权利要求1所述的一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，其特征在于：所述横向紧固机构（9）包括紧固环（91），所述紧固环（91）靠近限位环（6）的一侧固定连接有橡胶垫（92），所述紧固环（91）表面固定连接有防滑凸块（93），所述防滑凸块（93）设置有若干个且呈环形等距离分布，所述防滑凸块（93）与紧固环（91）均为绝缘材质制成。

5.根据权利要求1所述的一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，其特征在于：所述调节板（7）靠近金属引线（3）的一侧插接有导电弹片（10），所述导电弹片（10）靠近调节板（7）的一侧固定连接有插条（11）。

6.根据权利要求4所述的一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，其特征在于：所述调节板（7）靠近金属引线（3）的一侧固定连接有位于限位环（6）外侧的加固筋（12），所述加固筋（12）靠近限位环（6）的一侧与限位环（6）外侧固定连接。

7.根据权利要求4所述的一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，其特征在于：所述调节板（7）横截面呈弧型设置，且弧型圆心与紧固环（91）圆心先相同，所述金属引线（3）表面套设有位于调节板（7）外侧的加固套（13），所述加固套（13）表面套设有热塑套（14）。

8.根据权利要求3所述的一种具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构，其特征在于：所述紧固螺栓（832）靠近金属引线（3）的一侧固定连接有抵紧盘（15）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的具备多层穿心瓷介电容器的高稳定性滤波结构电容值的在线监测方法。其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1）：设电容器的电容电压和电流满足如下公式：

步骤2）：对上式进行离散化，得到电容值的计算式：

式中，

为电容器的采样周期，

为上一时刻的测量值，

、

表示当前时刻的测量值；

步骤3）：令

，得到量测方程为：

步骤4）：采用卡尔曼滤波算法，得到如下计算式：

式中，

为

时刻估计电容值，

为卡尔曼滤波增益矩阵，

为协方差矩阵，

为量测矩阵

步骤5）：通过初始化卡尔曼滤波器参数并结合电压、电流的采样值以及电容电压的采样值带入步骤4）进行迭代，从而得到当前电容的值。

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