[实用新型]CBB83型耐高电压长寿命聚丙烯薄膜电容器

说明书

技术领域：

薄膜电容器领域

背景技术：

近几年来，在“低碳、环保、节能”国策的指引下，以变频微波炉为代表的变频电源迅猛发展。但是我国薄膜电容器行业的发展缓慢，未跟上变频微波炉发展的需求，其中用于变频微波炉中的3KV以及3KV以上的高压滤波电容器，只能依靠引进日本松下和日本日精的产品，其中最典型的型号为CBB21型，它是一种单层镀锌铝三串金属化聚丙烯膜电容器。

然而该CBB21型三串电容器在材料和结构设计上存在以下严重的缺陷：

1、为了提高电容器的高耐电压，该CBB21型电容器采用了三种方法：

①金属化膜的基膜厚度采用15μm超厚膜。

从原理上讲，提高薄膜的厚度是提高耐电压的最直接方法，但是该设计未考虑金属化膜蒸镀的质量。因为目前市场上的金属化膜蒸镀难点：一是超薄膜，二是超厚膜，15μm属于超厚膜，蒸镀的主要问题是附着力很差，它将直接影响电容器的质量。

②结构上采用三串结构来提高耐电压。

从原理上讲，采用三串结构是提高电容器耐电压的又一个直接方法，但目前CBB21型三串结构的设计存在着严重的留边不足缺陷，其中中留边为1.8mm,单留边为1mm，在脉冲电压实验中，当脉冲电压为2.5UR时，电板之间，以及间隔为1.8mm的两镀层之间产生电弧，使介质膜受到损伤，出现损耗角正切值不良。

③采用高方阻锌铝膜提高耐电压。

高方阻锌铝膜是提高耐电压的好方法，但是在变频微波炉的高压滤波电路不仅仅电压高，而且电流也很大，CBB21型应用于该位置，锌铝镀层会被逐渐烧掉，容量出现大幅度衷减。

2、因为设计上采用15μm厚基膜，热压定型工艺难以控制，易产生压不紧，包裹工艺容易撞松，喷金粉进入膜层之间，导致绝缘电阻不良。

众所周知，当薄膜的厚度大于10μm以上，在热压工艺中会由于膜弹性的作用，电容器芯子在热压工艺完成后，会产生回弹的现象，导致芯子中心分离透光，且在下一道包裹工艺中，由于芯子的机械强度不够，会产生推松现象。一旦芯子推松，则在喷金工艺中，就会有喷金粉进入芯子的膜隙之间，造成绝缘电阻下降、超标和漏电流增大。

终上所述，CBB21型电容器有严重缺陷，需要改进。

一、要解决的技术问题：

1、将CBB21型三串电容器的15μm单层镀锌铝三串聚丙烯金属化膜ZAPMT改进成8μm单层镀铝三串聚丙烯金属化高温膜APHMT和8μm的聚丙烯高温膜PPH叠加，既兼顾耐高压和耐大电流问题，又解决镀层附着力差和压不紧两大问题。

CBB21型三串电容器是国内外比较典型的单层镀锌铝三串结构，从理论上讲，可以满足电容器的耐电压要求。但从中外材料的生产工艺上有两大问题：

①10μm以上的镀膜工艺很不成熟，镀层的附着力随着基膜的厚度的增加而越来越差。

②10μm以上的薄膜在热压工艺中会由于膜弹性的作用，电容器芯子在热压工艺完成后，会产生回弹的现象，导致芯子中心分离透光，且在下一道包裹工艺中，由于芯子的机械强度不够，会产生推松现象。CBB21型三串电容器的设计只注意了耐电压问题，而忽略了镀层附着力和膜弹性的最重要的特性。

本实用新型专利CBB83型三串结构电容器不仅考虑了电容器的耐电压和耐大电流，同时也考虑了镀层的质量和热压工艺的质量，它采用了8μm的APHMT和8μm的PPH两层代替CBB21型15μm的ZAPMT，如图3所示，其优点如下：

①两层介质的电弱点可以互补，从而提高了电容器耐电压的合格率。

②8μm的APHMT比15μm的ZAPMT镀层的附着力好，热压后镀层无脱落。回避了15μm材料的缺点。

③8μm的APHMT和8μm的PPH叠加在一起代替15μm的ZAPMT既满足耐电压的要求，又解决了由于15μm厚膜弹性大而压不紧的工艺问题，提高了绝缘电阻的合格率。

④APHMT代替ZAPMT，是用普通区镀铝而加厚区为锌铝的金属化膜代替锌铝且边缘加厚的金属化膜，提高了电容器的耐电流特性(变频微波炉应用试验已验证)。

2、将CBB21型三串电容器的中留边1.8mm和单留边1mm改进成为中留边3mm和单留边1.5mm，提高电容器抗脉冲电压能力。