专利名称：一种大功率电容器微热管散热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微热管散热装置，具体涉及一种工业用大功率电容器的微热管散热装置。
背景技术：
电容是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电。很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元器件，它在电子设备中，电容用于整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。电容的结构非常简单，主要由正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。工业用100 μ F以上的大功率电容，工作时发热量非常大，由于需要绝缘，电容正负电极的热量无法排出外界，只能靠填充绝缘油来导热，但是如果电容被强电流击穿，外壳就会破裂，溢出的高温绝缘油因为接触空气而燃烧，非常容易酿成火灾事故。因此解决电容散热结构的问题是提高电容可靠性的关键。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决大功率电容工作时的散热难题，该大功率电容是指 IOOyF以上电容，提出一种能将电容正负电极内部的热量导出外壳，使热量得到快速有效散发，延长电容的寿命，并适合于大批量生产的大功率电容器的微热管散热装置。本实用新型的目的通过如下技术方案实现一种大功率电容微热管散热装置，包括电极接头、金属盖，外壳、正负极金属卷、卷轴套、铝套、微热管和绝缘支撑盖；所述负极金属卷由金属片粘附在绝缘薄膜后缠绕在卷轴套上成空心圆柱状，所述微热管由笔直段和弯曲段连通组成，其中笔直段为圆管，直径为 5-8mm,弯曲段为圆管或者扁管，圆管直径为5_8mm，扁管是由圆管压扁形成，高度为3mm 6mm;外壳为空心筒体结构；微热管的笔直段设置铝套内，弯曲段设置在外壳的底板上表面；铝套套在卷轴套内，电极接头设置在金属盖上，金属盖设置在外壳上端；电极接头通过引线接到正负极金属卷上，正负极金属卷设置在绝缘支撑盖上，绝缘支撑盖设置在微热管的弯曲段上端。进一步地，所述的卷轴套由绝缘材料制成，一个卷轴套长度与一个正负极金属卷的高度相同。所述正负极金属卷为多个，铝套穿过所有的正负极金属卷。所述的微热管为沟槽式或烧结式或复合吸液芯式圆管。绝缘支撑盖为圆筒形开口结构，中心设有通孔，支圆筒形开口端承接正负极金属卷，绝缘支撑盖底部与微热管的弯曲段连接。该微热管散热装置还包括散热底板，散热底板设置在外壳的底板上表面，微热管的弯曲段焊接在散热底板上。所述的散热底板为圆形或多边形或椭圆形。[0013]所述外壳的侧表面焊接翅片，翅片为环形或齿轮型；所述翅片覆盖整个外壳侧表面或者覆盖外壳侧表面的下半部分。为进一步提高散热效率，本实用新型所述的卷轴套与铝套之间、铝套与微热管之间、散热底板与外壳底部之间，均可涂一层绝缘导热硅脂，减小热阻，增加传热效率。本实用新型相对于现有技术具有如下优点和有益效果(1)本实用新型的散热装置有效利用了电容外壳的散热面积，能将内部热量传导至外壳上，与外界换热，大大增加电容的寿命；(2)本实用新型使用高传导率的微热管，能将高热流密度的电极内部热量快速传导出，极大提高电容的散热效率；(3)本实用新型使用的三维弯曲微热管，上半部分为笔直段，配合铝套；下半部分为弯曲段，较大面积接触散热底板，结构简单，易于大批量工业生产。
图1为大功率电容器的微热管散热装置的剖视图；图2为大功率电容器的微热管散热装置的组成示意图；图3为图1中微热管散热部件的组成示意图；图4-1为图1中微热管正视图；图4-2为图1中微热管左视图；图4-3为图1中微热管俯视图；图5-1为图1中圆柱外壳散热结构示意图；图5-2为图1中带少量翅片外壳散热结构示意图；图5-3为图1中完全包覆翅片外壳散热结构示意图；图6-1为图1中圆环状翅片示意图；图6-2为图1中齿轮状翅片示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述，但是需要说明的是，本实用新型要求保护的范围并不局限于具体实施方式
表述的范围。一种大功率电容微热管散热装置，包括电极接头1、金属盖2，外壳3、正负极金属卷4、卷轴套5、铝套6、微热管7和绝缘支撑盖8 ；负极金属卷4由金属片粘附在绝缘薄膜后缠绕在卷轴套5上成空心圆柱状，所述微热管7由笔直段和弯曲段连通组成，其中笔直段为圆管，直径为5-8mm，弯曲段为圆管或者扁管，圆管直径为5-8mm，扁管是由圆管压扁形成， 高度为3mm 6mm ；外壳为空心筒体结构；微热管7的笔直段设置铝套6内，弯曲段设置在外壳的底板上表面；铝套6套在卷轴套内，电极接头1设置在金属盖2上，电极接头1通过引线接到正负极金属卷4上，正负极金属卷4设置在绝缘支撑盖上，绝缘支撑盖设置在微热管7的弯曲段上端。卷轴套5由绝缘材料制成，例如塑料，防止正负极金属卷与铝套通电，长度与一个正负极金属卷的高度相同。正负极金属卷4可为多个，铝套穿过所有的正负极金属卷。微热管为沟槽式或烧结式或复合吸液芯式圆管。绝缘支撑盖8为圆筒形开口结构，中心设有通孔，用于热管从中穿过，支圆筒形开口用于承接正负极金属卷，绝缘支撑盖8底部与微热管的弯曲段连接。所述的卷轴套由绝缘材料制成，一个卷轴套长度与一个正负极金属卷的高度相同。本实用新型另一种大功率电容器的微热管散热装置如图1、2、3所示，包括电极接头1、金属盖2，外壳3、正负极金属卷4、卷轴套5、铝套6、微热管7、绝缘支撑盖8和散热底板9 ；与上一种不同的是，该微热管散热装置还包括散热底板9，散热底板设置在外壳的底板上表面，微热管7的弯曲段焊接在散热底板9上。散热底板9由铝或者铜材制备，散热底板9靠整个装置的重量压紧在外壳底部，也可以用粘结材料贴紧。微热管7的弯曲段可以焊接在散热底板9上，亦可以直接焊接在外壳内底部，无需散热底板，根据生产工艺的难易度决定。散热底板9为圆形或多边形或椭圆形。大功率电容的正负极金属卷4由薄金属片粘附在绝缘薄膜上，在卷轴套5上缠绕成圆柱状，卷内薄金属片之间存在绝缘薄膜，通电将产生正负极，形成电容正负极，电容量为一个单位值，如3kVar、3. 3kVar、5kVar等；电极接头1通过引线接到正负极金属卷4上， 形成一个标准的电源。然后将微热管7的下半弯曲段低温焊接在散热底板9上，将微热管 7的上半笔直段嵌入铝套6中，将铝套6插入卷轴套5内，将散热底板9压紧在外壳3的底部，构成了一个完整的微热管的散热装置。正负极金属卷4与散热底板9之间用绝缘支撑盖8隔开。大功率电容器正常工作时，正负极金属卷4内部的热量通过卷轴套5与铝套6传递到微热管7上，微热管7将热量从上往下快速传导至外壳3，通过外界环境对流散热，大大降低电容内部的温度，提高了电容的可靠性，延长了电容的寿命。图3所示为大功率电容器的微热管模块，微热管7优选用铜材制成，不能承受压力和重量，因此将微热管7整个上半笔直段嵌入铝套6中，才能插入正负极金属卷4的内部， 可以防止装配过程中受到的扭曲。微热管7的下半弯曲段是通过低温焊接，例如低温钎焊， 焊接在散热底板9的上表面，然后套上绝缘支撑盖8，才将正负极金属卷4与卷轴套5插入带有铝套6的微热管7中。绝缘支撑盖8的上半部分托住正负极金属卷4，下半部分覆盖整块散热底板9，并支撑上面的重量。自此电容内部的零件装配成一个整体，通过自身重量将散热底板9压紧在外壳3的底部，并根据环境需要可将散热底板粘附在外壳3的底部。根据不同的生产工艺，微热管的冷凝段可以焊接在散热底板上，亦可以直接焊接在外壳内底部， 无需散热底板。图4所示为三维弯曲微热管的三视图，微热管7为沟槽式、烧结式或复合吸液芯式，沟槽式微热管内壁具有微沟槽，烧结式热管内部具有铜粉烧结层，复合式热管内部具有沟槽与铜粉、或铜粉与铜纤维复合烧结层。微热管7由笔直段和弯曲段连通组成，其中笔直段为圆管，直径为5-8mm，弯曲段为圆管或者扁管，圆管直径为5_8mm，扁管是由圆管压扁形成。微热管7与铝套6配套；弯曲段是为了能尽量多地覆盖散热底板9上表面，增大散热面积，为了焊接方便与增大换热面积，可将微热管7的下半弯曲段压扁，再焊接到散热底板 9上表面，压扁后的高度一般为3mm 6mm。这种微热管结构简单，容易大批量生产，具体的实现形式不限于此。图5-1、5-2、5_3以及图6_1和6_2分别为不同结构外壳示意图，大功率电容器的微热管散热装置可根据发热量的大小确定外壳的形状，其中外壳3上可增设散热翅片10。具体是外壳3的侧表面焊接翅片，翅片为环形或齿轮型；翅片覆盖整个外壳侧表面或者覆盖外壳侧表面的下半部分。如果发热量较小，外壳3可以不设翅片10 ；如果发热量比较大， 可以在外壳3的外表面焊接金属翅片10，翅片的数量可以只占外表面的下半部分或整个外表面，具体情况根据大功率电容散热情况决定。散热翅片10的横截面形状可以是圆环形、 齿轮型或者其他形状，翅片10还可以具有多孔结构，以增大散热面积，具体的实现形式不限于此。
权利要求1.一种大功率电容微热管散热装置，其特征在于包括电极接头、金属盖，外壳、正负极金属卷、卷轴套、铝套、微热管和绝缘支撑盖；所述负极金属卷由金属片粘附在绝缘薄膜后缠绕在卷轴套上成空心圆柱状，所述微热管由笔直段和弯曲段连通组成，其中笔直段为圆管，直径为5-8mm，弯曲段为圆管或者扁管，圆管直径为5-8mm，扁管是由圆管压扁形成， 高度为3mm 6mm;外壳为空心筒体结构；微热管的笔直段设置铝套内，弯曲段设置在外壳的底板上表面；铝套套在卷轴套内，电极接头设置在金属盖上，金属盖设置在外壳上端；电极接头通过引线接到正负极金属卷上，正负极金属卷设置在绝缘支撑盖上，绝缘支撑盖设置在微热管的弯曲段上端。
2.根据权利要求1所述的大功率电容微热管散热装置，其特征在于所述的卷轴套由绝缘材料制成，一个卷轴套长度与一个正负极金属卷的高度相同。
3.根据权利要求1或2所述的大功率电容微热管散热装置，其特征在于所述正负极金属卷为多个，铝套穿过所有的正负极金属卷。
4.根据权利要求1所述的大功率电容微热管散热装置，其特征在于所述的微热管为沟槽式或烧结式或复合吸液芯式圆管。
5.根据权利要求1所述的大功率电容微热管散热装置，其特征在于绝缘支撑盖为圆筒形开口结构，中心设有通孔，支圆筒形开口端承接正负极金属卷，绝缘支撑盖底部与微热管的弯曲段连接。
6.根据权利要求1所述的大功率电容微热管散热装置，其特征在于该微热管散热装置还包括散热底板，散热底板设置在外壳的底板上表面，微热管的弯曲段焊接在散热底板上。
7.根据权利要求6所述的大功率电容微热管散热装置，其特征在于所述的散热底板为圆形或多边形或椭圆形。
8.根据权利要求1所述的大功率电容微热管散热装置，其特征在于所述外壳的侧表面焊接翅片，翅片为环形或齿轮型；所述翅片覆盖整个外壳侧表面或者覆盖外壳侧表面的下半部分。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率电容微热管散热装置，包括电极接头、金属盖，外壳、正负极金属卷、卷轴套、铝套、微热管和绝缘支撑盖；微热管由笔直段和弯曲段连通组成，其中笔直段为圆管，直径为5-8mm，弯曲段为圆管或者扁管，圆管直径为5-8mm，扁管是由圆管压扁形成，高度为3mm～6mm；微热管的笔直段设置铝套内，弯曲段设置在外壳的底板上表面；铝套套在卷轴套内；电极接头通过引线接到正负极金属卷上，正负极金属卷设置在绝缘支撑盖上。本实用新型实现了大功率电容与微热管散热结构的集成，具有无需消耗而外能源、结构简单、散热效果优秀、可靠性高、成本低、重量轻等优点，适用于工业领域的大功率电容。
文档编号H01G2/08GK202258803SQ20112038842
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者李勇, 陈创新, 高俊岭 申请人:广东新创意专利发展有限公司