直流变频电容的制作方法

本发明涉及一种直流变频电容，尤其是一种抗振动能力高、耐压高、防爆等级高、超高绝缘性、体积小、焊片扭力高、电容耐湿性好、生产效率高且使用方便的直流变频电容。

背景技术：

直流变频电容器以其高耐纹波电流，低等效串联电阻，良好的自愈性能，安全膜设计更加安全可靠等特点在变频器、太阳能逆变器等领域应用广泛。

随着经济的发展，近几年来，led照明、车载充电器、工业和高端电源等新兴行业逐渐兴起，直流变频电容的应用越来越广泛，然而受到原材料及设备的制约，导致其批量生产困难，引出端易移位而导致安装和使用不便，抗振动能力差而导致电容易受外界环境影响，绝缘性差、易爆、易击穿。换句话说，目前的直流变频电容已无法满足该些领域对其产量及性能的需求。因此，直流变频电容器的生产效率及自身性能的提升势在必行。

薄膜、焊片、填充料和壳体是直流变频电容器生产制作最重要的基材，其性能在最大程度上影响电容器最终的性能和使用。因此，提升薄膜、焊片、填充料和壳体的性能是解决这一问题的主要途径。传统的直流变频电容采用常规金属化聚丙烯薄膜，其耐压能力受薄膜厚度及镀膜工艺的限制。若要电容能承受高电压，则必须增大薄膜厚度，那么电容体积势必增大，给电容的使用带来不便。若要电容体积减小，让其方便使用，则必须减小薄膜厚度，那么电容的耐压势必减小，导致电容有易爆、易击穿的风险。同时，传统的直流变频电容采用铜焊片引出端，该引出端焊接方便、使用简单。但单焊片引出，使用不便，且生产时电容元件无法固定，生产效率低，且易受外力影响，焊片扭力较差。此外，传统的直流变频电容采用环氧浇注，其不耐寒，且性脆，无弹性。若在高温操作，电容器因受热而膨胀，易撑裂环氧树脂；而若在低温操作，电容器因受冷而收缩，易与环氧树脂之间产生一定的间隙，从而影响电容器的绝缘性能。另外，传统的直流变频电容塑壳采用的pbt材料，耐湿性差，易受环境影响，对电容性能产生不利影响。受上述缺点的限制，暂时较难满足变频器、led照明、车载充电器、工业和高端电源、太阳能逆变器等行业对直流变频电容产量和性能的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种直流变频电容，能够提升直流变频电容的生产效率及性能。

按照本发明提供的技术方案，一种直流变频电容，包括塑壳结构、设置于塑壳结构内的电容元件、与电容元件连接的焊片以及浇灌于塑壳结构中的聚氨酯填充料，电容元件两端的设有喷金层，喷金层与电容元件的两端电性连接；其特征是：所述焊片的一端为与电容元件连接的焊接区，焊接区通过焊点与喷金层连接，焊片的另一端为两个引出端，两个引出端伸出塑壳结构；所述电容元件采用聚丙烯内洗膜作为衬底卷绕金属化聚丙烯薄膜而成。

进一步的，在所述焊片上设置有一个或多个漏液孔。

进一步的，所述漏液孔包括沿焊片长度方向布置的第一漏液孔和沿焊片宽度方向布置的第二漏液孔。

进一步的，所述漏液孔包括位于焊片上部的第一漏液孔和位于焊片下部的第二漏液孔。

进一步的，在所述焊片上设置有定位件，定位件与塑壳结构内壁的定位槽相匹配。

进一步的，所述电容元件的其中一层金属化聚丙烯薄膜采用渐变式方阻膜，所述渐变式方阻膜包括第一聚丙烯基膜，在第一聚丙烯基膜的表面设置金属蒸镀层和无金属蒸镀层的留边，金属蒸镀层由留边一侧向第一聚丙烯基膜的另一侧厚度逐渐增厚；所述金属蒸镀层包括加厚区和普通区，普通区位于加厚区和留边之间，加厚区的厚度大于普通区的厚度。

进一步的，所述电容元件的其中一层金属化聚丙烯薄膜采用安全膜，所述安全膜包括第二聚丙烯基膜，在第二聚丙烯基膜上镀金属镀层，从而在第二聚丙烯基膜上形成镀有金属镀层的网格区域，相邻网格区域之间由未镀金属镀层的第一绝缘带分隔，在相邻的两个网格区域之间的第一绝缘带的中心局部镀金属镀层形成防爆丝，防爆丝将第一绝缘带两侧的镀有金属镀层的网格区域电性连接；在所述第二聚丙烯基膜的一端镀金属镀层形成条状区域，在该条状区域和网格区域之间布置多个未镀金属镀层的第二绝缘带，相邻的第二绝缘带之间镀金属镀层形成防爆丝将第二绝缘带两侧的金属镀层电性连接。

进一步的，所述金属蒸镀层为锌-铝蒸镀层。

进一步的，所述金属镀层采用锌和铝的复合镀层。

进一步的，所述聚氨酯填充料采用的是高温聚氨酯。

本发明具有以下优点：

（1）本发明所述电容的两层薄膜分别采用不同的工艺，一层为普通膜，金属层设计为渐变式方阻；另一层薄膜采用网格状安全膜，两者对应配合，可大幅提升电容的耐压强度和防护等级，有利于电容器体积的小型化，且其安全性也更高。

（2）本发明采用新型卷绕机，可无芯轴中空卷绕，省去芯轴可节约生产成本，同时有利于电容器体积的小型化。此外，由于电容元件内部中空，浇灌填充料时，填充料可直接渗入电容元件内部，使得电容元件内芯直接与绝缘填充料相接触，因此可大幅提升电容内部绝缘性。

（3）本发明采用双焊片引出设计，使得电容的使用更加便利。

（4）本发明使用双引出焊片，焊片上设计有定位槽，有利于元件在电容壳体内的定位，可大幅提高生产效率。同时，电容元件、焊片及壳体三者互相固定，使得电容的抗振动能力大幅提升（原有焊片制作的直流变频电容，其在10~55hz频率下，加速度为5g，其振幅a约为0.35mm；该新型双引出焊片制作的直流变频电容，其在10~600hz频率下，加速度为10g，其振幅a＞0.5mm。即抗振动能力大幅提升）。同时，该焊片上设计有椭圆形漏液孔，在浇灌填充料时，由于漏液孔的存在，填充料将更易下渗，而其椭圆形设计也将在最大程度上增大填充料的流动面积并降低填充料的流动阻力，使其便于生产，大幅提高生产效率。同时，填充料将渗过漏液孔与元件相固定，漏液孔内填充料的存在使得焊片的牢度明显提升，扭力增大。因此，当焊片受到同等外力时，变形度更小。此外，填充料能借助漏液孔完全覆盖电容元件，从而提高电容内部的绝缘性。

（5）本发明采用高温聚氨酯作为填充料，其耐候性和耐老化性能优良，使用寿命可超过20年；并且该种填充料还具有良好的耐寒性、耐热性以及阻燃性，对于提升电容器性能及其使用寿命均大有裨益。

（6）本发明的电容外壳采用低玻璃纤维含量的pbt材料，其与电容内部填充料的结合性更好，几乎可无缝结合；外表面更加细腻、光滑，使得电容外观、手感均明显提升。且该材质耐湿性极佳，几乎不受外界环境影响，使得即使在高湿的环境下，对电容质量的影响也极小，几乎可忽略不计。

附图说明

图1为本发明所述直流变频电容的结构示意图。

图2-1为所述焊片的结构示意图。

图2-2为图2-1的侧视图。

图2-3为图2-1的俯视图。

图3-1为所述塑壳结构的示意图。

图3-2为图3-1的侧视图。

图3-3为图3-1的俯视图。

图4-1为所述渐变式方阻膜的结构示意图。

图4-2为图4-1的侧视图。

图4-3为图4-1的俯视图。

图5-1为所述安全膜在击穿前的示意图。

图5-2为所述安全膜在击穿后的示意图。

附图标记说明：1-焊片、2-塑壳结构、3-电容元件、4-聚丙烯内洗膜、5-喷金层、6-焊点、7-聚氨酯填充料、8-焊接区、9-第一漏液孔、10-定位件、11-第二漏液孔、12-引出端、13-定位槽、14-留边、15-普通区、16-加厚区、17-第一聚丙烯基膜、18-第一绝缘带、19-网格区域、20-第二绝缘带、21-防爆丝、22-金属镀层。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述直流变频电容包括塑壳结构2、设置于塑壳结构2内的电容元件3、与电容元件3连接的焊片1以及浇灌于塑壳结构2中的聚氨酯填充料7；其中，电容元件3两端的设有喷金层5，喷金层5与电容元件3的两端电性连接，焊片1的焊接区通过焊点6与喷金层5连接，焊点6为锡焊点。

如图2-1、图2-2、图2-3所示，所述焊片1的一端为与电容元件3连接的焊接区8，焊片1的另一端为对称设置的两个引出端12，使得电容的使用更加便利；在所述焊片1上设置第一漏液孔9和第二漏液孔11，第一漏液孔9和第二漏液孔11均为长圆形，第一漏液孔9设置于焊片1的上部、沿焊片1的长度方向布置，第二漏液孔11设置于焊片1的下部、沿焊片1的宽度方向布置；由于第一漏液孔9和第二漏液孔11的存在，聚氨酯填充料7在浇灌时将更易下渗，而且第一漏液孔9和第二漏液孔11的长圆形设计也将在最大程度上增大填充料的流动面积并降低填充料的流动阻力，从而便于生产，大幅提高生产效率；同时，聚氨酯填充料7将渗过第一漏液孔9和第二漏液孔411电容元件3相固定，第一漏液孔9和第二漏液孔11内聚氨酯填充料7的存在使得焊片的牢度明显提升，扭力增大。因此，当焊片1受到同等外力时，变形度更小。此外，聚氨酯填充料7能借助第一漏液孔9和第二漏液孔11完全覆盖电容元件3，从而提高电容内部的绝缘性。

此外，在所述焊片1上设置有定位件10，定位件10与直流变频电容器的塑壳结构2内壁的定位槽13相匹配（如图3-1、图3-2、图3-3所示）；该设计有利于电容元件3组装时电容元件3在塑壳结构2内的定位，焊片1的位置将更加统一和精准，为电容后续的使用和安装提供了便利。同时，由于该定位件10使得电容元件3、焊片1及塑壳结构2三者互相固定，大幅提升了电容的抗振动能力。现有焊片制作的直流变频电容，其在10~55hz频率下，加速度为5g，其振幅a约为0.35mm；本发明所述的直流变频电容，其在10~600hz频率下，加速度为10g，其振幅a＞0.5mm，即抗振动能力大幅提升。

所述塑壳结构2为pbt塑壳，但其采用低玻璃纤维含量的pbt材料，其与电容内部的聚氨酯填充料7的结合性更好，几乎可无缝结合，外表面更加细腻、光滑，使得电容外观、手感，明显提升。且该材质耐湿性极佳，几乎不受外界环境影响，使得即使在高湿的环境下，对电容质量的影响也极小，几乎可忽略不计。

所述电容元件3采用聚丙烯内洗膜4作为衬底卷绕金属化聚丙烯薄膜而成。

所述电容元件3的其中一层金属化聚丙烯薄膜采用渐变式方阻膜，如图4-1、图4-2、图4-3所示，所述渐变式方阻膜包括第一聚丙烯基膜17，在第一聚丙烯基膜17的表面设置金属蒸镀层和无金属蒸镀层的留边14，金属蒸镀层由留边14一侧向第一聚丙烯基膜17的另一侧厚度逐渐增厚，截面大致呈三角形，该设计可大幅提升薄膜的耐压能力，有利于电容体积的小型化；所述金属蒸镀层为锌-铝蒸镀层，金属蒸镀层包括加厚区16和普通区15，普通区15位于加厚区16和留边14之间，加厚区16的厚度大于普通区15的厚度。

所述电容元件3的另一层金属化聚丙烯薄膜采用安全膜，如图5-1所示，所述安全膜包括第二聚丙烯基膜，在第二聚丙烯基膜上镀金属镀层22，从而在第二聚丙烯基膜上形成镀有金属镀层22的网格区域19，相邻网格区域19之间由未镀金属镀层的第一绝缘带18分隔，在相邻的两个网格区域19之间的第一绝缘带18的中心局部镀金属镀层形成防爆丝21，防爆丝将第一绝缘带18两侧的镀有金属镀层的网格区域19电性连接；在所述第二聚丙烯基膜的一端镀金属镀层22形成条状区域，在该条状区域和网格区域19之间布置多个未镀金属镀层的第二绝缘带20，相邻的第二绝缘带20之间镀金属镀层形成防爆丝21将第二绝缘带20两侧的金属镀层22电性连接。上述金属镀层22采用锌和铝的复合镀层。

当电路中流过电容器的电流过大时，由于超电流的作用，使安全膜上的防爆丝21熔断，防爆丝21被熔断后，第一绝缘带18两侧的网格区域19的金属镀层22形成开路状态，同时第二绝缘带20两侧的金属镀层22也形成开路状态，如图5-2所示（击穿后）。安全膜上相邻的网格区域状19与条状区域均断开后将喷金层5间的电流通路相隔断，使电流能够完全归零，因而能起到防爆的效果。也就是说，安全膜上镀膜形状的设计及金属镀层22的厚度可大幅提升薄膜的防护等级。

本发明所述电容元件3采用渐变式方阻膜与网格状安全膜两者间隔卷绕的特殊工艺，两种薄膜相互对应配合，可大幅提升电容的耐压强度和防护等级，有利于电容器体积的小型化，且其安全性也更高。

所述聚丙烯内洗膜4是由于采用新型卷绕机，可无芯轴中空卷绕，聚丙烯内洗膜4作为衬底，省去了芯轴可节约生产成本，同时有利于电容器体积的小型化。此外，由于电容元件内部中空，浇灌填充料时，填充料可直接渗入电容元件内部，使得电容元件内芯直接与绝缘填充料相接触，因此可大幅提升电容内部绝缘性。

所述聚氨酯填充料7采用的是高温聚氨酯，其耐候性和耐老化性能优良，使用寿命可超过20年；并且该种填充料还具有良好的耐寒性、耐热性以及阻燃性，对于提升电容器性能及其使用寿命均大有裨益。

本发明所述直流变频电容采用无芯轴卷绕技术，直接以聚丙烯内洗膜4作为芯轴卷出电容元件3，电容元件3两端喷有喷金层5，两者电性连接，喷金层5通过焊点6与焊片1相连，通过焊接相连接，以焊片1作为电容引出端，以聚氨酯填充料7作为电容绝缘填充料。

相对于其他直流变频电容，本发明所述直流变频电容具有抗振动能力高、耐压高、防爆等级高、超高绝缘性、体积小、焊片扭力高、电容耐湿性好、生产效率高且使用方便等性能。该电容的薄膜两层分别采用不同的工艺，一层为普通膜，金属层设计为渐变式方阻，另一层薄膜采用网格状安全膜，两者对应配合，可大幅提升电容的耐压强度和防护等级，有利于电容器体积的小型化，且其安全性也更高。另外，该电容采用的新型无芯轴卷绕技术，可节约生产成本，有利于电容器体积的小型化，并大幅提升电容内部的绝缘性。同时，该电容使用一种新型双引出焊片，可大幅提升电容的抗振动能力、生产效率和电容内部的绝缘性，并增大焊片的扭力。此外，该电容采用高温聚氨酯作为填充料，其耐候性和耐老化性能优良，使用寿命长；并且该种填充料还具有良好的耐寒性、耐热性以及阻燃性，对于提升电容器性能及其使用寿命均大有裨益。同时，该电容采用低玻璃纤维含量的pbt材料，可提高电容的耐湿性，降低湿度对电容性能的不良影响。