CN206991953U - 薄膜母线电容 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种薄膜母线电容，包括外壳、引脚以及灌封在所述外壳内的芯子、母排和膜，所述引脚穿过所述薄膜母线电容的灌封面延伸到外壳外，所述薄膜母线电容还包括散热面，且所述散热面包括绝缘膜和导热基板；所述绝缘膜的内侧贴于灌封材料表面，所述导热基板贴于所述绝缘膜的外侧。本实用新型通过在薄膜母线电容增加导热基板，可显著提高薄膜母线电容的散热面的导热系数，从而提高薄膜母线电容的稳定性。

Description

薄膜母线电容

技术领域

本实用新型涉及电容器领域，更具体地说，涉及一种薄膜母线电容。

背景技术

如图1所示，是传统电容的示意图，该电容的芯子、母排、膜等通过灌封材料12封装在外壳11内，引脚13从底部的灌封面伸出。

在电机控制器中，功率器件和直流支撑的母线电容起着及其重要的作用，母线电容的品质也直接关系到功率器件性能的发挥。当电容应用于新能源汽车的电机控制器，通常以小型化、高效化、低成本化为目标。要实现上述目标，最有效的措施就是让整体损耗最低。容值、耐压是影响电容的体积的两个重大因数。现有电容一般有两种形态出现，一种是标准电容通过串并联的方式达到***所需；一种是通过厂家定制的方式达到***需求。

在采用标准电容(圆形电解电容或者方形薄膜母线电容标准品)串并联的方式达到***需求的方案中，电容所占据整机的空间较大，ESL(Equivalent Series Inductance，等效电感)也较大。并且该方案中，由于电容与控制板的安装尺寸不一致，导致电容与控制板距离远，不好安装。此外，由于整个电容中包含的标准电容个数多，铜排走线长，容易出现电流不均等问题，造成控制性能无法充分发挥，并带来电容和功率模块损耗高。

在采用厂家定制的方式达到***需求的方案中，通过优化外形设计不同的定制电容，可以减小电容安装的成本，也可以优化整个结构布局。通过与电容厂家深度定制的方式，电源厂家可以根据需求和经验对电容外观进行预设计。

然而，由于受到电容膜技术工作温度限制(最高工作温度105℃)，无论是电容串并联方式还是厂家定制方式，电容性能的发挥依旧受到电容损耗和散热(如图2所示，其引脚13处积聚了大量的热量，导致其温度很高)的限制，即受电容灌封材质和厚度影响，导致电容只能在一些不苛刻的环境下使用，无法满足高功率密度、高温环境需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述母线电容无法满足高功率密度、高温环境的问题，提供一种薄膜母线电容。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种薄膜母线电容，包括外壳、引脚以及灌封在所述外壳内的芯子、母排和膜，所述引脚穿过所述薄膜母线电容的灌封面延伸到外壳外，所述薄膜母线电容还包括散热面，且所述散热面包括绝缘膜和导热基板；所述绝缘膜的内侧贴于灌封材料表面，所述导热基板贴于所述绝缘膜的外侧。

在本实用新型所述的薄膜母线电容中，所述散热面与所述灌封面垂直。

在本实用新型所述的薄膜母线电容中，所述外壳和导热基板上具有固定孔，且所述固定孔垂直于所述导热基板。

在本实用新型所述的薄膜母线电容中，所述绝缘膜的厚度小于或等于0.3mm。

在本实用新型所述的薄膜母线电容中，所述导热基板的导热系数不小于200W/mK。

在本实用新型所述的薄膜母线电容中，所述导热基板的厚度不小于1mm。

在本实用新型所述的薄膜母线电容中，所述导热基板为铜基板。

在本实用新型所述的薄膜母线电容中，所述外壳内集成有安规电容。

在本实用新型所述的薄膜母线电容中，所述灌封材料、所述绝缘膜和所述导热基板粘接固定。

在本实用新型所述的薄膜母线电容中，所述散热面位于所述灌封面的长边相邻的面上。

本实用新型的薄膜母线电容具有以下有益效果：通过在薄膜母线电容增加具有导热基板的散热面，可显著提高薄膜母线电容的导热系数，从而提高薄膜母线电容的稳定性。

附图说明

图1是现有电容的示意图；

图2是现有电容的散热仿真示意图；

图3是本实用新型薄膜母线电容实施例的示意图；

图4是图3中薄膜母线电容的立体图；

图5是本实用新型薄膜母线电容散热仿真的示意图。

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。

针对电容工作时的发热情况，可以通过改善对流、传导、辐射三个方面，例如通过加大散热面，提高散热系数等，来提高电容散热效果。在电容损耗一定情况下：

其中Q_传为传导散热量，单位为W；为传导散热系数，单位为W/m.℃；S为导体横截面积，单位为m²；ΔT为传导路径的两端温差，单位为℃；L为传导路径长度，单位为m。

根据上述公式，在一定的电容损耗工况下，要想提高电容的性能和散热效果，就必须增大导热系数，减小传导路径，由此本实用新型提出一种在底部增加导热基板的薄膜母线电容。

如图3、4所示，是本实用新型薄膜母线电容实施例的示意图。本实施例中的薄膜母线电容包括外壳31、引脚33(引脚33用于连接直流母线及IGBT模块等)以及散热面，其中外壳31通常由塑胶材料加工而成，且该外壳31内通过灌封材料灌封有芯子、母排和膜等。引脚33由灌封面32处从灌封材料内穿出并延伸到外壳31外。散热面包括有绝缘膜以及导热基板34，且绝缘膜的内侧贴于外壳31内的灌封材料表面；导热基板34则位于绝缘膜的外侧。

上述薄膜母线电容通过在底部设置绝缘膜和导热基板34，提高了散热面导热系数，从而提高了传导散热量。对比图2和图5的散热仿真示意图可知，本实施例中的薄膜母线电容可快速降低薄膜母线电容的引脚33处的温度，使得薄膜母线电容性能更加稳定性。

具体地，在散热面上，灌封材料、绝缘膜和导热基板34可通过粘接方式固定。当然，也可通过将外壳31与导热基板34机械固定，例如通过螺钉等。上述绝缘膜的厚度可小于或等于0.3mm，从而在满足安规要求的同时，对导热基板34与灌胶材料之间的热传导影响较小。

特别地，上述散热面可位于与灌封面32垂直的面上，该散热面的布局有利于薄膜母线电容的安装固定。并且，在上述外壳31和导热基板34上可具有固定孔35，且固定孔35垂直于导热基板34。通过固定孔35，可将薄膜母线电容固定在安装结构件上，例如散热器的表面等。

为提高散热效率，可使散热面位于灌封面32的长边相邻的面上，这样可使散热面的面积最大。

为使薄膜母线电容快速散热，上述导热基板34的导热系数最好不小于200W/mK，具体可以采用导热系数为385W/mK的铜基板。相对于导热系数为0.3～0.4的塑胶材料的外壳31，上述导热基板34的散热效率大大提高。

导热基板34的厚度可根据设计需要确定，但在正常情况下，该导热基板34的厚度应不小于1mm。

特别地，还可通过定制电容的方案，把安规电容(即Y电容)集成到上述外壳31内的灌封材料内，从而便于自动化生产。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种薄膜母线电容，包括外壳、引脚以及灌封在所述外壳内的芯子、母排和膜，所述引脚穿过所述薄膜母线电容的灌封面延伸到外壳外，其特征在于：所述薄膜母线电容还包括散热面，且所述散热面包括绝缘膜和导热基板；所述绝缘膜的内侧贴于灌封材料表面，所述导热基板贴于所述绝缘膜的外侧。

2.根据权利要求1所述的薄膜母线电容，其特征在于：所述散热面与所述灌封面垂直。

3.根据权利要求1所述的薄膜母线电容，其特征在于：所述外壳和导热基板上具有固定孔，且所述固定孔垂直于所述导热基板。

4.根据权利要求1所述的薄膜母线电容，其特征在于：所述绝缘膜的厚度小于或等于0.3mm。

5.根据权利要求1所述的薄膜母线电容，其特征在于：所述导热基板的导热系数不小于200W/mK。

6.根据权利要求1所述的薄膜母线电容，其特征在于：所述导热基板的厚度不小于1mm。

7.根据权利要求1所述的薄膜母线电容，其特征在于：所述导热基板为铜基板。

8.根据权利要求1所述的薄膜母线电容，其特征在于：所述外壳内集成有安规电容。

9.根据权利要求1所述的薄膜母线电容，其特征在于：所述灌封材料、所述绝缘膜和所述导热基板粘接固定。

10.根据权利要求1所述的薄膜母线电容，其特征在于：所述散热面位于所述灌封面的长边相邻的面上。