具有低电感低等效串联电阻特性的金属化膜滤波电容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电容器，具体设及一种具有低电感低等效串联电阻特性、外壳为 圆柱形的金属化膜滤波电容器。
【背景技术】
[0002] 为了提高电容器的载流能力，在电容器的内部并联多个巧子，W此来提高电容器 的过电流能力。
[0003] 本申请人在2009年申请了一种高频率大电流金属化膜滤波电容器即中国专利文 献CN201725688U(申请号200920038828. 0)，包括电容器外壳、电容器巧子和两个引出电 极；至少两个电容器巧子上、下层叠排列且封装在同一电容器外壳内，所述各电容器巧子通 过从其两端的喷金层引出的导电片穿过电容器卷绕巧椿与两个引出电极实现电连接，从而 封装在同一电容器外壳内的各电容器巧子之间组成电气并联结构。
[0004] 在上述专利中，将传统卷绕单个电容器巧子的薄膜在其有效宽度L方向上，分成 二个L/2或=个L/3 (理论上可多个）宽的薄膜卷绕巧子，而后通过并联连接铜板将上、下 层叠的2个或3个电容器巧子实现电气上的并联连接，从而达到在相同额定指标条件下大 幅降低电容器等效串联电阻（ESR)的目的，使得电容器能耐受相对更大的纹波电流，或者在 相同纹波电流条件下，电容器巧子的温升可W更低，有利于电容器长寿命可靠运行。
[0005] 但是上述结构的电容器在要求更高的场合仍然无法满足使用要求。个L/3宽 的薄膜卷绕出的巧子层叠排列得到的电容器为例，其电气原理图见图1，图1中*为卷绕巧 椿，并联连接巧子的铜板穿过卷绕巧椿的内六角孔与电容器引出电极连接，所述卷绕巧椿 由工程塑料制成，外形为圆柱形，内腔为六角形空腔。该种结构的电容器存在W下问题；1、 受卷绕设备的限制，卷绕巧椿不能任意选择大小。即便我们已经使用了较大尺寸的巧椿，但 允许通过的并联连接铜板尺寸最大不能超过厚度1. 0mm、宽度10mm，即截面积只能《1〇皿2， 该样就限制了电容器通过高频大电流的能力；或者说在通过高频大电流时会导致巧椿内铜 板发热量过高，尤其是上方靠近引出电极的巧子，穿过巧椿六角腔体的铜板数量较多，发热 量较大，此时电容器内存在着热量无法迅速传导出去而导致击穿的风险。2、为了实现=个 巧子的层叠并联，在上、中、下=个巧子卷绕巧椿中间通过的用于并联连接的铜板分别为5 条、3条、1条，即使铜板有一定的热传导作用，仍会导致=个巧子温度升高的较大差距，实 际产品在高频大电流条件下的温升试验也证明了该一点。而上面巧子卷绕巧椿内的较大发 热，很难通过卷绕直径较大的巧子迅速传导出去。由此，容易造成上巧子薄膜内部靠近卷绕 巧椿的位置温度过高，引发薄膜抗电压能力下降而导致电容器击穿。
[0006] 此外，上述结构的电容器，其自身电感在35址的水平甚至更高，对功率模块器件 (IGBT)的安全使用存在一定隐患。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种低电感、低等效串联电阻、耐受高频率大 电流且外壳为圆柱形的金属化膜滤波电容器。
[0008] 实现本发明目的的技术方案是一种具有低电感低等效串联电阻特性的金属化膜 滤波电容器，包括数量> 2个巧子、连接铜板、填充材料和圆柱形壳，还包括叠层母排和绝 缘膜；电容器的引出电极与叠层母排连接，连接铜板设置在巧子的外侧面上，叠层母排与各 巧子的喷金电极面之间由连接铜板连接，并且各巧子之间为电气并联结构。
[0009] 上述连接铜板由连接段和连接片组成，连接段的两端分别设置一个连接片；连接 段为长条形，其截面为圆弧形，连接段的内侧表面与巧子的圆柱形外侧面贴合设置。
[0010] 上述叠层母排中上面的一块铜板为正电极铜板，下面的一块则为负电极铜板负电 极铜板和其下方的第一巧子上喷金电极面直接焊接。
[0011] 上述各巧子的上下两个喷金电极面由各自的连接铜板连接在叠层母排的对应电 极铜板上。
[0012] 作为优选的，连接铜板连接各巧子的上下喷金电极面和叠层母排对应的电极铜板 时，两块连接铜板中电流方向相反时，两块连接铜板层叠设置形成Busbar结构。
[0013] 进一步的，对于相邻的上、下两个巧子，位于上方巧子的下喷金面和位于下方巧子 的上喷金面由各自的连接铜板连接在同一块电极铜板上，该两块连接铜板层叠放置形成 Busbar结构。
[0014] 上述层叠的两块连接铜板之间设置绝缘膜W实现绝缘。
[0015] 上述各个连接铜板在经过有电位差的地方时，其对应位置的内壁上设置绝缘膜W 确保绝缘。
[0016] 本发明所述圆柱形壳为圆柱形侣壳或圆柱形塑料壳。
[0017] 本发明具有积极的效果；（1)本发明的具有低电感低等效串联电阻特性的金属化 膜滤波电容器使用了内置叠层母排，不但有利于降低电容器由金属电阻造成的ESR，也有利 于降低电容器自身的电感。
[0018] (2)由于将连接铜板设置在圆柱形巧子的外周面上，连接铜板的厚度和宽度不再 受到严格限制，可W根据温控需要W及其它使用要求适度调整宽度和厚度。此时连接铜板 的截面积和表面积均可W显著增加，并且由于其安装位置距离电容器的外壳较近，产生的 热量容易散发，从而可W有效的降低电容器巧子的温升。
[0019] (3)各个巧子的与叠层母排相连的连接铜板之间采用重叠设置，形成了叠层母排 结构，进一步降低了电容器自身的电感。
[0020] (4)本发明通过对连接铜板的尺寸W及放置位置的设置，采用相同的薄膜材料卷 绕两组相同的巧子，每组均为3个巧子层叠并联，按照本发明生产的67只2400UF电容器， 和按照中国专利CN201725688U生产的6只2400UF相比，前者的等效串联电阻ESR在 lOKHz时为0. 28~0. 34mQ，自身电感Lself小于12址；而后者则分别为0. 93~0. 99mQ 和大于30nH。显然，本发明电容器的关键指标即等效串联电阻和自身电感尤其突出，得到很 大提高，特别适宜高要求、大尺寸、大容量的场合，不仅电容器自身的长寿命可靠应用有了 保证，其很低的自身电感对于功率模块IGBT也具有良好的保护作用。
【附图说明】
[0021] 图1为中国专利文献CN201725688U公开的由3个巧子层叠并联得到的电容器 的电气原理图； 图2为实施例1的电容器的电气原理图； 图3为实施例1的电容器的立体图； 图4为实施例1的电容器内连接铜板的立体示意图； 图5为实施例1的电容器的内部结构立体示意图； 图6为将图5旋转180°后的立体结构示意图； 图7为实施例1的电容器连接铜板和绝缘膜的装配示意图； 图8为实施例2的电容器的内部结构立体示意图； 上述附图中的标记如下： 巧子1，第一巧子11，第一巧子上喷金面1la,第一巧子下喷金面1化，第二巧子12,第二 巧子上喷金面12a，第二巧子下喷金面12b，第=巧子13,第=巧子上喷金面13a，第=巧子 下喷金面13b，第四巧子14,第四巧子上喷金面14a，第四巧子下喷金面14b，； 连接铜板2,连接段2a，连接片化，第一连接铜板21，第二连接铜板22,上连接片 22b-l，下连接片22b-2,第S连接铜板23,上连接片23b-l，下连接片23b-2,第四连接铜板 24,上连接片24b-l，下连接片24b-2,第五连接铜板25,上连接片25b-l，下连接片2化-2 ; 叠层母排3,正电极铜板31，电容器引出电极31-1 ;负电极铜板32,电容器引出电极 32-1 ； 绝缘膜4。
【具体实施方式】
[0022] 本发明在描述方位时，将电容器中靠近引出电极的巧子称作上部巧子，巧子按照 从上至下的顺序依次称作第一巧子、第二巧子……第N巧子；将靠近巧子内部卷绕巧椿的 一侧作为内侧，靠近电容器外壳的一侧作为外侧。
[0023](实施例1) 见图2至图5,本实施例的具有低电感、低等效串联电阻特性的金属化膜滤波电容器包 括巧子1、连接铜板2、叠层母排3、绝缘膜4、填充材料和圆柱形侣壳；巧子1、连接铜板2、叠 层母排3、绝缘膜4和填充材料设置在圆柱形侣壳内部，填充材料设置在圆柱形侣壳和内部 元件中间W保证绝缘。除了圆柱形侣壳，电容器的外壳也可由塑料制成，即可W用圆柱形塑 料壳代替圆柱形侣壳。所述绝缘膜为聚酷亚胺膜，填充材料为聚胺醋。
[0024] 本实施例的电容器的额定指标为700VDC2400UF，其圆柱形侣外壳尺寸为0116X H262。
[00巧]巧子1包括第一巧子11、第二巧子12和第S巧子13,第一巧子11、第二巧子12和 第=巧子13均为圆柱形，由两层宽度为L/3的金属化薄膜在长度方向错开放置后，沿长度 方向卷绕得到圆柱体，圆柱体的两个端面通过金属喷锻形成喷金面从而得到巧子。所述金 属化薄膜包括电介质薄膜和金属蒸锻层，金属蒸锻层设置在电介质薄膜的一侧表面上。两 层金属化薄膜放置时，将一层金属化薄膜的未设置金属蒸锻层的面叠放在另一层金属化薄 膜的金属蒸锻层上。
[0026] 第一巧子11、第二巧子12和第S巧子13同轴线从上至下层叠放置，分别通过圆柱 侧面上的连接铜板2与叠层母排3相连，在电容器内部形成=巧柱形并联结构。
[0027] 见图4,所述连接铜板2由连接段2a和连接片化组成，连接段2a的两端分别设置 一个连接片化。连接段2a为长条形，连接段2a的截面为圆弧形，连接段2a的内侧壁面与 巧子1的圆柱侧面贴合设置。连接片化设置在连接段2a的端头并与连接段2a垂直；两个 连接片化位于连接段2a的同一侧面上。
[0028] 所述叠层母排3包括正电极铜板31、负电极铜板32和绝缘膜，绝缘膜放置在正电 极铜板31和负电极铜板32之间（图中未画出），本实施例使用的绝缘膜为聚酷亚胺膜。金 属化薄膜电容器本身并无正负电极之分，但考虑到此类电容器接入电路应用时，总是接在 直流电源的正负电极端，因此从名称区分的角度，我们称叠层母排中上面的一块铜板为正