高压脉冲电容器的制作方法

本发明涉及电容器技术领域，特别是涉及一种高压脉冲电容器。

背景技术：

高压大电流脉冲电容器在多个技术领域有着广泛的应用，如聚变能源研究装置、加速器、等离子体发生器、高功率微波源、高压电力电子设备、大电流发生器等。其具有在极短的时间间隔内将所储存的能量迅速释放出来，形成强大的冲击电流和强大的冲击功率的功能。

但是，高压脉冲电容器在释放所储存的能量的过程中会产生一定的热量，且当前的高压脉冲电容器的使用环境均要求其能够间隔较短时间内连续的蓄能和放能，导致高压脉冲电容器的散热成为一大问题。

现有技术中，是采用水冷的方式解决高压脉冲电容器的散热问题，即在高压脉冲电容器的壳体上设置循环水冷通道，并配合水泵等循环设备，通过水在高压脉冲电容器的壳体上的循环来带走热量。但是循环水道的设置会增大脉冲电容器的壳体的厚度，使高压脉冲电容器的体积增加，同时水泵、管道等水循环装置会进一步的增大高压脉冲电容器的体积，使高压脉冲电容器占用较大的空间，不利于提高电容器的储能密度，且高压脉冲电容器属于高压元器件，水冷存在安全隐患问题。所以，上述的技术问题需要进一步解决。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种高压脉冲电容器，为解决上述问题，本发明主要提供如下技术方案：

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种高压脉冲电容器，其包括：

外壳，所述外壳包括至少两块金属壳体和至少两块绝缘壳体，所述金属壳体、所述绝缘壳体依次交替的首尾连接围成两端开口的筒体；

芯组，所述芯组设置在所述筒体中具有第一电极和第二电极；

第一电极排，所述第一电极排的一侧表面与所述芯组部分侧壁贴合，另一侧表面与至少一块所述金属壳体内壁贴合；

第二电极排，所述第二电极排的一侧表面与所述芯组其余部分侧壁贴合，另一侧表面与其余所述金属壳体内壁贴合；

其中，所述金属壳体的外表面设置有多个散热翅片，所述第一电极排与所述第二电极排之间绝缘间隔，所述外壳体的两端通过绝缘盖板封闭，一侧所述绝缘盖板上设置有第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第一电极连接，所述第二连接件与所述第二电极连接。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选地，前述的高压脉冲电容器，其中所述第一电极排与所述第一电极连接，所述第二电极排与所述第二电极连接；

所述第一连接件通过螺钉与所述第一电极排所贴合的所述金属壳体连接，所述第二连接件通过螺钉与所述第二电极排所贴合的所述金属壳体连接。

可选地，前述的高压脉冲电容器，其中所述金属壳体为长条状，横截面呈直角状；

绝缘壳体为长条板状；

其中，所述金属壳体的数量为四个，所述绝缘壳体为四个，四个所述金属壳体与四个所述绝缘壳体围成截面呈矩形的所述筒体。

可选地，前述的高压脉冲电容器，其中所述芯组为长方体状且为并行放置的两块，形成与所述筒体的内筒形状相同的形状；

所述第一电极排和所述第二电极排均为截面呈直角状的长条板体，所述第一电极排和所述第二电极排的数量均为两个；

一个所述第一电极排和一个所述第二电极排扣盖在一个所述芯组的相对两个侧壁棱角上，另一个所述第一电极排和另一个所述第二电极排扣盖在另一个所述芯组的相对两个侧壁棱角上；

其中，两个所述第二电极排的部分位于两个所述芯组之间，部分位于两个芯组侧壁处，并与所述筒体一侧的两个所述金属壳体的部分内壁贴合，两个所述第一电极排分别与所述筒体另一侧的两个所述金属壳体的内壁贴合。

可选地，前述的高压脉冲电容器，其还包括：

绝缘板，所述绝缘板的数量为两个，两个所述绝缘板均为截面呈直角状的长条板体；

两个所述第一电极排分别延伸至所述筒体一侧的两个所述金属壳体处，两个所述绝缘板分别设置在两个所述第一电极排和所述筒体一侧的两个金属壳体之间。

可选地，前述的高压脉冲电容器，其中所述芯组为长方体状；

所述第一电极排和所述第二电极排均为截面呈凵字形的长条板体，所述第二电极排扣盖在所述芯组的一侧侧壁上，并与所述筒体的一侧的两个所述金属壳体内壁贴合，所述第一电极排扣盖在所述芯组的另一侧侧壁上，并与所述筒体的另一侧的两个所述金属壳体内壁贴合。

可选地，前述的高压脉冲电容器，其中所述散热翅片为长条状，所述散热翅片沿所述金属壳体的长度方向设置，且多个所述散热翅片均匀间隔的并排设置。

可选地，前述的高压脉冲电容器，其中所述第一连接件为板体结构，板体结构的一侧边设置有多个支腿，多个所述支腿上设置有连接孔，所述螺钉穿过连接孔以及所述绝缘盖板与所述金属壳体连接；

所述第二连接件的结构与所述第一连接件的结构相同。

借由上述技术方案，本发明高压脉冲电容器至少具有下列优点：

本发明实施例提供的高压脉冲电容器，其将外壳体设置为金属壳体和绝缘壳体结合的形式，通过第一电极排和第二电极排将芯组产生的热量传递给金属壳体，由于第一电极排和第二电极排是采用面接触的方式分别与芯组和金属壳体贴合，能够有效的加快散热速度；另外，金属壳体的外表面上设置散热翅片，能够进一步的加快芯组的散热速度，进而保证了高压脉冲电容器的长寿命和可靠性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的一种高压脉冲电容器的横截面的结构示意图；

图2是本发明的实施例提供的一种高压脉冲电容器的外壳的横截面结构示意图；

图3是本发明的实施例提供的另一种高压脉冲电容器的横截面的结构示意图；

图4是本发明的实施例提供的一种高压脉冲电容器的主视图；

图5是本发明的实施例提供的一种高压脉冲电容器的俯视图。

图1-图5中各标号为：

1-外壳，11-金属壳体，12-绝缘壳体，13-散热翅片，2-芯组，3-第一电极排，4-第二电极排，5-第一连接件，6-第二连接件，7-绝缘板，51-板体结构，52-支腿。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的高压脉冲电容器，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例一

如图1-图5所示，本发明的实施例一提出的一种高压脉冲电容器，其包括：外壳1、芯组2、第一电极排3、第二电极排4；所述外壳1包括至少两块金属壳体11和至少两块绝缘壳体12，所述金属壳体11、所述绝缘壳体12依次交替的首尾连接围成两端开口的筒体；所述芯组2设置在所述筒体中具有第一电极和第二电极；所述第一电极排3的一侧表面与所述芯组2部分侧壁贴合，另一侧表面与至少一块所述金属壳体11内壁贴合；所述第二电极排4的一侧表面与所述芯组2其余部分侧壁贴合，另一侧表面与其余所述金属壳体11内壁贴合；其中，所述金属壳体11的外表面设置有多个散热翅片13，所述第一电极排3与所述第二电极排4之间绝缘间隔，所述外壳1体的两端通过绝缘盖板封闭，一侧所述绝缘盖板上设置有第一连接件5和第二连接件6，所述第一连接件5与所述第一电极连接，所述第二连接件6与所述第二电极连接。

具体地，所述外壳1为容置芯组2并对芯组2提供密封空间的保护体，其金属壳体11的材质可以是铝合金或者铜合金等导热快的金属合金，绝缘壳体12可以是塑胶、橡胶或者石英等材质，至少两块金属壳体11和至少两块绝缘壳体12围成的可以是矩形筒体、圆形筒体、或者其他多边形筒体。金属壳体11外表面的散热翅片13的结构可以参考空调、散热水箱等散热翅片13的结构进行设置，且散热翅片13可以是与金属壳体11一体成型的，也可以是在金属壳体11的外表面设置安装槽，然后将散热翅片13穿设在安装槽中。

芯组2为实现高压脉冲电容器蓄能和能量瞬间输出的核心组件，为本领域技术人员所知，此处不做赘述。芯组2只要能够实现高压脉冲电容器的蓄能和能量输出功能即可，其整体的形状可以是六面体、圆柱体等结构，本发明实施例中优先的芯组2的形状与外壳1形成的筒体的内筒形状相匹配，例如可以是矩形柱体、圆形柱体或者多边形柱体。

第一电极排3优选为板体的结构，以与芯组2之间能够有尽可能多的接触面积，且第一电极排3的板体形状优选为与芯组2的侧壁形状相适配，以保证与芯组2侧壁良好的贴合；第一电极排3的材质可以是铝合金、铜合金或者银合金，优选为铜合金。第二电极排4的结构与第一电极排3的结构相同，此处不再赘述。

第一连接件5和第二连接件6的结构可以相同，可以是板体的结构，也可以是柱体的结构，本发明实施例不做具体的限定。绝缘盖板可以是与外壳1筒体的端面的形状相匹配的板体，可以是塑胶材料制造，绝缘封盖与筒体两端之间的连接优选为密封连接，例如在二者的连接处涂抹密封胶。

本发明实施例提供的高压脉冲电容器，其将外壳1体设置为金属壳体11和绝缘壳体12结合的形式，通过第一电极排3和第二电极排4将芯组2产生的热量传递给金属壳体11，由于第一电极排3和第二电极排4是采用面接触的方式分别与芯组2和金属壳体11贴合，能够有效的加快散热速度；另外，金属壳体11的外表面上设置散热翅片13，能够进一步的加快芯组2的散热速度，进而保证了高压脉冲电容器的长寿命和可靠性。

如图1-图2所示，在具体实施中，所述第一电极排3与所述第一电极连接，所述第二电极排4与所述第二电极连接；所述第一连接件5通过螺钉与所述第一电极排3所贴合的所述金属壳体11连接，所述第二连接件6通过螺钉与所述第二电极排4所贴合的所述金属壳体11连接。

具体的，由于金属壳体11之间是通过绝缘壳体12隔离的，所以每块金属壳体11均为独立的导电、导热的个体。将第一电极排3与第一电极连接后，由于第一电极排3是与金属壳体11贴合的，即第一电极排3将至少一块金属壳体11与第一电极连接，使金属壳体11具有散热功能的同时还具有导电的功能，这样将第一电极排3接触的金属壳体11与第一连接件5连接，便将第一连接件5与第一电极连接，省去在第一电极上设置与第一连接件5连接的部件，且第一连接件5与金属壳体11之间可以通过螺钉连接，连接的稳固，且导电效果好。同样上述的原理以及效果也适用于第二连接件6，此处不再赘述。

进一步地，在具体实施中所述金属壳体11为长条状，横截面呈直角状；绝缘壳体12为长条板状；其中，所述金属壳体11的数量为四个，所述绝缘壳体12为四个，四个所述金属壳体11与四个所述绝缘壳体12围成截面呈矩形的所述筒体。

具体地，将外壳1设置为矩形筒体，能够便于芯组2的设置，且能够增到金属外壳1的散热面积，还能够便于生产加工金属壳体11和绝缘壳体12，便于金属壳体11和绝缘壳体12之间的组装。其中，金属壳体11和绝缘壳体12之间的连接可以是卡接连接，例如在金属壳体11的侧边设置卡槽，在绝缘壳体12的侧边设置卡块，然后将二者以滑插的方式卡接；或者金属壳体11与绝缘壳体12之间可以是焊接连接，即通过将绝缘壳体12边沿融化的方式焊接在金属壳体11的边沿上。

其中，所述散热翅片13为长条状，所述散热翅片13沿所述金属壳体11的长度方向设置，且多个所述散热翅片13均匀间隔的并排设置。

具体地，由于金属壳体11成长条状，且具有较大的外表面，所以优选的将散热翅片13设置为长条状，并沿金属壳体11的长度方向设置，并且为了多设置几个散热翅片13增加散热速度，将散热翅片13并排的设置，且需要为相邻的两个散热翅片13具有相同的间隔距离。

再进一步的如图1-图2所示，芯组2、第一电极排3、第二电极排4可以采用如下的结构：所述芯组2为长方体状且为并行放置的两块，形成与所述筒体的内筒形状相同的形状；所述第一电极排3和所述第二电极排4均为截面呈直角状的长条板体，所述第一电极排3和所述第二电极排4的数量均为两个；一个所述第一电极排3和一个所述第二电极排4扣盖在一个所述芯组2的相对两个侧壁棱角上，另一个所述第一电极排3和另一个所述第二电极排4扣盖在另一个所述芯组2的相对两个侧壁棱角上；其中，两个所述第二电极排4的部分位于两个所述芯组2之间，部分位于两个芯组2侧壁处，并与所述筒体一侧的两个所述金属壳体11的部分内壁贴合，两个所述第一电极排3分别与所述筒体另一侧的两个所述金属壳体11的内壁贴合。

具体地，通过将芯组2设置为长方体状，使芯组2具有四个较大侧面，该四个较大的侧面同时也是散热平面，也是与第一电极排3和第二电极排4大面积接触的传热平面，起到一定的加快热传导的作用。同时，将第一电极排3和第二电极排4设置成直角弯折的板体结构，也是为了能够良好的与芯组2外表面贴合，并能够扣盖在芯组2的侧壁的棱角上。

其中，为了保证良好的散热效果，则尽可能多的将芯组2的外表面与第一电极排3和第二电极排4贴合，所以将第一电极排3和第二电极排4相对的扣盖在芯组2的侧壁的两个棱角，此时可以将第一电极排3和第二电极排4的每个角边设置合适的宽度，以便与芯组2的侧表面尽可能多的贴合。进一步的，将两个第二电极排4的部分设置在两个芯组2的中部，并使二者临近或者贴合，则可以方便的使用第二电极排4连接第二电极，且使第二电极排4位于外壳1的同一侧，使第二电极排4贴合的金属外壳1作为与第二电极连通的导体与第二连接件6连接。同样，将两个第一电极排3设置在两个芯组2组成的整体的外侧，且两个第一电极排3位于外壳1的同一侧，则方便第一电极排3与第一电极连接，使第一电极排3贴合的金属壳体11作为与第一电极连通的导体与第一连接件5连接。

如图1-图2所示，在具体实施中，本发明实施例提供的高压脉冲电容器，还包括：绝缘板7，所述绝缘板7的数量为两个，两个所述绝缘板7均为截面呈直角状的长条板体；两个所述第一电极排3分别延伸至所述筒体一侧的两个所述金属壳体11处，两个所述绝缘板7分别设置在两个所述第一电极排3和所述筒体一侧的两个金属壳体11之间。

具体地，绝缘板7可以是一个平板，即绝缘板7仅设置在第一电极排3延伸部分与筒体一侧的两个金属壳体11之间；绝缘板7也可以是如图1所示的九十度弯折的板体，将第一电极排3和第二电极排4有效的绝缘隔离。

或者如图3所示，本发明实施例提供的高压脉冲电容器的芯组2、第一电极排3、第二电极排4可以采用如下的结构：

所述芯组2为长方体状；所述第一电极排3和所述第二电极排4均为截面呈凵字形的长条板体，所述第二电极排4扣盖在所述芯组2的一侧侧壁上，并与所述筒体的一侧的两个所述金属壳体11内壁贴合，所述第一电极排3扣盖在所述芯组2的另一侧侧壁上，并与所述筒体的另一侧的两个所述金属壳体11内壁贴合。

具体地，芯组2可以为一个也可以是多个，只要芯组2整体的外形为长方体状即可，其中优选的芯组2的数量为一个。将第一电极排3设置成凵字形能够尽良好的扣盖在长方体状的芯组2侧壁上，且能够尽可能多的与芯组2的外表面贴合，起到快速导热的作用，此时的第一电极排3和第二电极排4的数量均为一个，二者扣盖在芯组2侧壁上后，二者的边沿需要具有一定的间隙，或者可以在二者相对的边沿处设置绝缘材料表面二者连通。

如图4-图5所示，在具体实施中，其中所述第一连接件5为板体结构51，板体结构51的一侧边设置有多个支腿52，多个所述支腿52上设置有连接孔，所述螺钉穿过连接孔以及所述绝缘盖板与所述金属壳体11连接；所述第二连接件6的结构与所述第一连接件5的结构相同。此外，将第一连接件5设置为板体结构51加支腿52的结构，并且第一连接件5和与金属壳体11连接，则第一连接件5在具有导电功能的同时，还能够起到一定的散热作用。第二连接件6与第二连接件6结构相同，所以第二连接件6也能够起到一定的散热作用。

具体地，第一连接件5和第二连接件6可以是冲压成型的结构。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。