[發明專利]一種應用于DC-link場合的薄膜電容器

在審

• 申請號: 201310072672.9
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103151169A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 俞廣銓;陳棟;鄭云
• 申請（專利權）人: 無錫宸瑞新能源科技有限公司
• 主分類號: H01G4/015
• 分類號: H01G4/015;H01G4/33
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云

技術領域

本發明涉及電力電子電容器技術領域，尤其涉及一種用于交流/逆變設備上的作直流支撐和濾波的DC-link電容器，具體為一種應用于DC-link場合的薄膜電容器。

背景技術

DC-link電容器用途比較廣泛，該電容并聯在整流橋后的直流一側，起到濾波穩壓作用，由于DC-Link電容器要求的容量比較高，長期以來人們大多采用電解電容，因為電解電容有單個電容容量大，體積小的優點，但相對電解電容的優點，它的缺點也是同樣明顯的，那就是耐壓低，性能不穩定和壽命短。

電解電容使用的氧化鋁電介質屬性和電解液的傳導率限制了它的最高耐壓值，典型的電解電容最大標稱電壓為500V到600V，所以要求更高電壓的情況下，使用時必須將多只電容串聯，如380VAC和690VAC的交流輸入整流后分別用400V的電解電容兩串或三串，更高的電壓需要更多只的串聯；同時由于各電容的絕緣電阻不同，使用者必須給每個電容上連接電阻以平衡電壓，無形中增加了電容的不穩定性；此外，如果超過額定電壓1.2倍的反向電壓加在電解電容上，會引起內部化學反應的發生，如果持續時間過長，還可能爆炸或隨著電容內部壓力的釋放電解液會流出，這些問題的存在對于電容器在使用過程中是很危險的。

在各類電容器中唯有電解電容是存在壽命問題的，電解電容壽命終結實際上由于電解液揮發減少造成的，對于電解電容來講這是無法避免的，因為從結構上看它本身的陰極就是電解液。很多情況下電解電容的壽命就決定了整個部件設備的壽命。造成電解電容的壽命短的不穩定因素還包括：電容的參數隨環境溫度變化大；損耗角大，所以抗諧波能力小，失效比例大；允許承受的最大浪涌電壓低，只有額定電壓的1.15倍或1.2倍，迫使使用者不得不考慮浪涌電壓而非標稱電壓。

而如果采用薄膜電容，電解電容的種種缺陷將得到很好的解決，薄膜電容采用金屬化薄膜卷繞而成，耐壓高，溫度特性穩定，損耗角小，自感量小，抗浪涌能力強，無酸污染，壽命長，一般符合應用條件的薄膜電容在70℃時壽命為10萬小時，遠遠大于電解電容的壽命，對于應用中需要高電壓、高有效值電流、有過壓、反向電壓、高峰值電壓，同時還有長壽命要求的場合，薄膜電容確實是最好的選擇。

薄膜電容替代電解電容的優勢雖然已經很明顯，但長期以來無法在這些應用場合大部分實現，只因限制其大范圍推廣使用的因素也是很現實的，即現在替代電解電容的薄膜電容單個的電容容量小，體積大，一般比同容量的電解電容大4~10倍左右，使用者出于對成本及使用方便的考慮，現有的薄膜電容取代電解電容的應用暫時無法實現。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種應用于DC-link場合的薄膜電容器，其擁有容量大體積小、成本低、可靠穩定、安全性能高等優點，能在電力電子領域DC-link場合大范圍替代電解電容。

其技術方案是這樣的：一種應用于DC-link場合的薄膜電容器，其包括電容器芯子，其特征在于，所述電容器芯子由金屬化聚丙烯薄膜卷繞而成，所述金屬化聚丙烯薄膜包括聚丙烯薄膜介質和電容器極板，所述電容器極板為蒸鍍于所述聚丙烯薄膜介質上的金屬鍍層。

其進一步特征在于，所述金屬鍍層邊緣鍍有合金加厚區；所述金屬鍍層為鋁鍍層；所述合金加厚區為鋅鋁合金。

采用本發明的結構后，聚丙烯薄膜介質上蒸鍍有金屬鍍層，金屬鍍層的厚度很薄，減小了體積的同時增大了電容容量，降低了成本，又金屬鍍層極薄而具有更好的自愈性，耐壓高，電容內部不會產生能量積累，避免了電容擊穿產生爆炸的可能，可靠穩定，安全性能高，能在電力電子領域DC-link場合大范圍替代電解電容；同時在金屬鍍層邊緣鍍有合金加厚區，這樣可以保證鍍層與引出噴金層的良好接觸，保證其過電流能力。

附圖說明

圖1為薄膜電容器整體結構圖；

圖2為金屬化聚丙烯薄膜內部結構圖。

具體實施方式

見圖1，圖2所示，一種應用于DC-link場合的薄膜電容器，其包括電容器芯子1，鋁外殼2，塑料定位蓋3，引出端4，灌封料5，連接銅帶6，電容器芯子1由連接銅帶6連接到引出端4，鋁外殼2內部密封絕緣用環氧樹脂做灌封料5，引出端4與鋁外殼2通過塑料定位蓋3進行絕緣，電容器芯子1由金屬化聚丙烯薄膜7卷繞而成，金屬化聚丙烯薄膜7包括聚丙烯薄膜介質8和電容器極板，電容器極板為蒸鍍于聚丙烯薄膜介質8上的金屬鍍層9，聚丙烯薄膜介質8厚度為3~15um，金屬鍍層9厚度為30~100nm；金屬鍍層9邊緣鍍有合金加厚區10。