[实用新型]一种具有凹型结构玻璃陶瓷瓷芯的高压电容器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有凹型结构玻璃陶瓷瓷芯的高压电容器，属于电容器领域。

背景技术

高压陶瓷电容器是高压输电、交直流高压电源以及高功率脉冲设备等高压设备中不可缺少的电子元件之一。随着高压设备小型化、轻型化的发展，对高压电容器提出了更加苛刻的要求，这就要求电容器具有更高的耐压特性。电容器的耐压性能的好坏主要取决于电容器瓷芯质量的好坏。目前高压陶瓷电容器瓷芯多采用平板圆片型结构，上、下表面烧制满银电极，然后通过打磨使得电极边缘光滑，这种结构的电容器电极边缘电场集中，在使用过程中绝大部分都是由于电极边缘击穿导致电容器失效，严重制约了高压陶瓷电容器性能的发挥。

铌酸盐或钛酸盐铁电玻璃陶瓷作为一类新型高压电容器介质，具有其他烧结陶瓷无法比拟的优势：首先烧结陶瓷由于采用高温固相烧结工艺，无法完全消除孔隙导致击穿场强较低，而玻璃陶瓷采用完全不同于烧结陶瓷的制备工艺，通过高温熔融-浇铸-结晶热处理工艺，可以制备出完全致密的玻璃陶瓷介质，击穿场强可达到40～50kV/mm，是烧结铁电陶瓷的4～5倍。其次烧结陶瓷采用粉末压制成型-高温固相烧结工艺制备陶瓷体，受压制成型工艺限制，很难制备复杂结构的陶瓷体，而玻璃陶瓷由于是采用浇铸成型工艺，可以很容易通过金属浇铸模具的设计一次性制备任意形状和尺寸的玻璃陶瓷体，在高压陶瓷电容器领域展现出了良好的应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有凹型结构玻璃陶瓷瓷芯的高压电容器，该高压电容器具有高的击穿场强，同时解决了电极边缘电场集中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有凹型结构玻璃陶瓷瓷芯的高压电容器，包括瓷芯和金属端子，该瓷芯包括两个相互串联的凹型玻璃陶瓷圆片，该两个凹型玻璃陶瓷圆片的上、下表面均涂敷有银电极，该两个凹型玻璃陶瓷圆片的凹面银电极分别焊接金属端子，瓷芯和金属端子构成的整体由环氧树脂灌封，金属端子的端部暴露在环氧树脂层的外侧。

所述凹型玻璃陶瓷圆片的上、下表面布满银电极，银电极的边缘打磨光滑。

所述的两个凹型玻璃陶瓷圆片之间采用银浆或Pb-Sn焊料连接。

另外，所述两个凹型玻璃陶瓷圆片之间也可以串联有1片或1片以上平板型玻璃陶瓷圆片，该平板型玻璃陶瓷圆片的表面涂敷有银电极。

所述凹型或平板型玻璃陶瓷圆片的上、下表面布满银电极，银电极的边缘打磨光滑。

所述凹型玻璃陶瓷圆片与平板型玻璃陶瓷圆片之间、以及相邻两平板型玻璃陶瓷圆片之间采用银浆或Pb-Sn焊料连接。

所述凹型玻璃陶瓷圆片的侧面为直边或锯齿边。

本实用新型的优点在于：

本实用新型采用凹型结构玻璃陶瓷瓷芯，增加了瓷芯边缘的厚度，解决了电极边缘电场集中的问题，减少了电极边缘击穿的概率，大幅度提高了高压陶瓷电容器的耐压性能和可靠性，体积进一步缩小，可应用于高压输电、脉冲功率、倍压整流等高电压领域。

附图说明

图1为本实用新型的一种高压电容器结构的截面图。

图2为本实用新型的另一种高压电容器结构的截面图。

图3为本实用新型的又一种高压电容器结构的截面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型的高压电容器，包括瓷芯和金属端子，该瓷芯包括两个相互串联的凹型玻璃陶瓷圆片1、2，该凹型玻璃陶瓷圆片为铌酸盐或钛酸盐铁电玻璃陶瓷材质，采用熔融-浇铸-结晶热处理工艺一次性制备成型。两个凹型玻璃陶瓷圆片1、2之间采用银浆或Pb-Sn焊料连接。该两个凹型玻璃陶瓷圆片1、2的上、下表面布满银电极，银电极的边缘打磨光滑。金属端子5、6焊接在两个凹型玻璃陶瓷圆片1、2的凹面银电极3、4上，瓷芯和金属端子构成的整体由环氧树脂7灌封，金属端子5、6的端部暴露在环氧树脂7的外侧。

如图2所示，在两个凹型玻璃陶瓷圆片1之间还可以串联有1片或1片以上平板型玻璃陶瓷圆片8，该平板型玻璃陶瓷圆片为铌酸盐或钛酸盐铁电玻璃陶瓷材质，采用熔融-浇铸-结晶热处理工艺一次性制备成型。该平板型玻璃陶瓷圆片8的表面布满银电极，银电极的边缘打磨光滑。凹型玻璃陶瓷圆片1、2与平板型玻璃陶瓷圆片8之间采用银浆或焊料连接。当两个凹型玻璃陶瓷圆片1、2之间串联1片以上平板型玻璃陶瓷圆片时，相邻两平板型玻璃陶瓷圆片之间也采用银浆或焊料连接。

如图1、2所示，凹型玻璃陶瓷圆片1、2的侧面为打磨光滑的直边，或者如图3所示，凹型玻璃陶瓷圆片1、2的侧面为锯齿边。

本实用新型的具有凹型结构玻璃陶瓷瓷芯的高压电容器直流击穿场强可以达到58kV/mm，击穿点发生在凹型玻璃陶瓷圆片的凹面内部，大大降低了电极边缘击穿的概率，提高了高压陶瓷电容器的可靠性。