[发明专利]用于高重力应用的电容器

说明书

技术领域

本发明涉及能够经受住相对高的重力而不会发生故障的电容器。本发明对于具有 卷绕式电容器元件的电解电容器尤其有用。

背景技术

诸如铝电解电容器这样的卷绕式电容器经常用在要遭受相对高的振动、冲击和离 心力的环境中。例如，电容器常常并入到深井钻井设备以及飞机和航天器的电路中。典型的 卷绕式电容器的额定值应能经受住高达25个g的重力。使电容器受到更高的重力会导致电 容器故障。

Rubin的第4,584,630号美国专利公开了一种用于电解电容器的安装垫片。该安装 垫片是一种柔性的塑料薄片，其在被折叠和插入到管状外壳内部时为电容器部分提供对准 和支持。

Hutchins等人的US4,987,519公开了一种铝电解电容器，其在电容器元件的每个 端部处具有氟塑料构件。向内指向的环形珠使外壳变形，并且接合氟塑料构件，从而形成密 封。

Bruvelaitis等人的第6,307,734号美国专利公开了一种电解电容器，其具有在罐 (壳体)内围绕电容器的有机硅灌封料。在罐102中的压痕108将硅化合物压靠到电容器元件 上从而将电容器元件牢固地保持在适当位置。

Ashino等人的第2012/0154984号美国专利申请公开了一种具有缠绕在电容器元 件外侧的带状材料的电解电容器。金属壳体被向内折皱以接合带状材料，从而使电容器元 件相对于壳体固定在适当位置。

尽管不同的现有技术尝试在壳体中对准、支撑和稳定缠绕式电容器，对于能够在 高重力的应用中运行的电容器仍存在长期的需要。

发明内容

本发明涉及能够经受住相对高的重力而不发生故障的电解电容器。尤其是，本发 明的电容器按照MIL-STD-202G，方法204，测试条件H-高频振动测试能够经受住35个g或更 大，优选地为50个g或更大，更优选为75个g或更大的重力而不会发生故障。

电容器具有缠绕式电容器元件，该缠绕式电容器元件具有阳极、阴极和电介质层。 该元件具有第一端和与所述第一端相对的第二端，该第一和第二端纵向间隔开。第一和第 二接头从电容器元件伸出并且分别电连接到阳极和阴极。该缠绕式电容器可以设置成卵形 的、扁平形的或椭圆形的，例如，其可以具有大小为从1.5:1到7:1，尤其是从1.5:1到4:1的 宽度与高度的纵横比。电容器元件可以具有轴，该轴在第一端与第二端之间延伸，该轴的中 心位于电容器元件的核心处。

电容器元件的壳体具有底座和覆盖该底座的盖。该底座具有底部、位于底座的相 对两侧的两个侧壁、后壁和与该后壁相对的前壁。电容器元件定位在该壳体的底座构件中， 纵向排列，电容器元件的第一端面向前壁并且电容器元件的第二端面向后壁。隔间是在壳 体中在电容器元件的第一端与底座的前壁之间产生的，该隔间为放置一对端子提供了空 间，该对端子用于将来自电容器元件的第一和第二接头连接到壳体外部的电路。

壳体的盖具有沿着顶沿的边缘，在尺寸上与底座相对应。该盖覆盖底座的内部，并 且该盖的下侧被压成与电容器元件的侧面相接触，即沿着该元件的长度接触该元件。在本 发明的一个实施例中，在例如通过焊接将盖附接上之前，用每平方英寸50磅或更大，甚至是 每平方英寸75磅或更大的压力将盖压靠到电容器元件上。

壳体的盖可以配备至少一个，优选地为两个向内突起，诸如脊，该向内凸起接合电 容器元件的外表面并起到阻挡电容器元件相对于壳体移动的屏障的作用。该突起可以排列 成平行于电容器元件的轴线，并且定位在该轴线的任一侧上。在一个实施例中，盖可以设置 被“反弯”的外边沿，即，该盖被向下弯曲以产生向内突起和形成与电容器元件相接触的凹 部区域，然后该边缘被向上弯曲，使得该边缘背对底座的底部。在本发明的一个实施例中， 盖的边缘的尺寸设置成在底座内周边内滑动。当该盖被装到适当位置时，该盖的边缘可以 近似与底座的顶部边沿齐平。

当盖被附接到底座上时，电容器元件被以足够大的压力夹在盖的下侧与底座的底 部之间，与电容器元件摩擦接合，从而对电容器元件相对于壳体的移动，尤其是在纵向方向 上的移动造成很强的阻力。