[发明专利]高储能密度脉冲电容器的设计方法

说明书

本发明公开了一种高储能密度脉冲电容器的设计方法，将若干个大元件和若干个小元件交错分布，在大元件与小元件之间的空隙处布设有填充物，本发明通过大元件和小元件的穿插排布，最大限度的利用电容器内部空间，从而提高产品储能密度。

技术领域

本发明属于自愈式脉冲电容器技术领域，涉及一种高储能密度脉冲电容器的设计方法。

背景技术

脉冲电容器是脉冲功率源的重要组成部分，占据其大部分体积。随着脉冲功率源向着高功率、高重复率和小型化方向发展，对脉冲电容器提出更高要求，对脉冲电容器的总要求为：高储能密度、与负载寿命相匹配的工作寿命以及高可靠性。现阶段，高储能密度电容器的主要研究方向集中在两方面：一是高介电常数、高工作场强和高放电效率的介质材料的研制和开发，二是对介质材料的后续处理(如金属化膜)以提高介质的工作场强。储能密度的提高也进入瓶颈期。

传统方法内部布置元件分为两种方式，一种是纵横均布法，一种是错位布置法。纵横均布浪费了元件间的空间，错位布置虽然提高了空间利用率，但仍存在元件错位处的空间浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种高储能密度脉冲电容器的设计方法，该方法通过大元件和小元件的穿插排布，最大限度的利用电容器内部空间，从而提高产品储能密度。

本发明所采用的技术方案是，高储能密度脉冲电容器的设计方法，将若干个大元件和若干个小元件交错分布，在大元件与小元件之间的空隙处布设有填充物。

本发明的特点还在于：

大元件为n行m列，相邻两行大元件之间相切设置；相邻两列大元件之间相切设置。

相邻两行大元件与相邻两列大元件之间的空隙处布设一个小元件。

大元件和小元件结构相同、直径不同；大元件和小元件的结构为：包括芯棒，芯棒表面缠绕有若干层薄膜。

大元件与小元件之间的直径关系为：

其中，d₂为大元件的直径，d₁为小元件的直径。

本发明的有益效果是，本发明提供的设计方法，通过大小元件的组合，大元件按常规方法规整排布，在大元件中间穿插小元件，使得内部元件均为相切设计，最高限度地利用内部空间，从而提高产品储能密度。

附图说明

图1是本发明高储能密度脉冲电容器的设计方法设计的电容器芯子结构示意图。

图中，1.大元件，2.小元件，3.填充物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明高储能密度脉冲电容器的设计方法，电容器芯子结构如图1所示，电容器芯子内交错分布有若干个大元件1和若干个小元件2，大元件1与小元件2之间的空隙处布设有填充物3。大元件1、小元件2及填充物3最终构成方体结构。

大元件1为n行m列，相邻两行大元件1之间相切设置；相邻两列大元件1之间相切设置。

相邻两行大元件1与相邻两列大元件1之间的空隙处布设一个小元件2。

大元件1和小元件2结构相同、直径不同；大元件1和小元件2的结构为：包括芯棒，芯棒表面缠绕有若干层薄膜。

大元件1与小元件2之间的直径关系为：

其中，d₁为大元件1的直径，d₂为小元件2的直径。

大元件1和小元件2的绕卷长度L_i：