DE102019132143A1 - A method for manufacturing a polarized capacitor, a polarized capacitor and a method for determining a polarization of a capacitor - Google Patents

A method for manufacturing a polarized capacitor, a polarized capacitor and a method for determining a polarization of a capacitor Download PDF

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Abstract

Die Offenbarung betrifft ein Verfahren, umfassend die Schritte:- Erzeugen eines ersten Ladungsträgerabschnitts;- Erzeugen einer ersten Metallisierung und einer zweiten Metallisierung, welche den ersten Ladungsträgerabschnitt umfassen;- Erzeugen von Ausgangskontakten, die mit dem ersten Ladungsträgerabschnitt elektrisch verbunden sind;- Erzeugen eines zweiten Ladungsträgerabschnitts, so dass dieser eine vorgegebene Polarisierung umfasst und galvanisch isoliert von wenigstens einem der Ausgangskontakte des Kondensators ist.The disclosure relates to a method comprising the steps: generating a first charge carrier section; generating a first metallization and a second metallization which include the first charge carrier section; generating output contacts that are electrically connected to the first charge carrier section; generating a second one Charge carrier portion, so that this includes a predetermined polarization and is galvanically isolated from at least one of the output contacts of the capacitor.

Description

Technisches FeldTechnical field

Im Folgenden werden Ausführungsformen offenbart, die Verfahren zur Herstellung vorgegeben polarisierter Kondensatoren betreffen sowie Kondensatoren, welche eine vorgegebene Polarisierung umfassen. Des Weiteren werden Messverfahren offenbart zur Ermittlung einer Polarisierung eines Kondensators.In the following, embodiments are disclosed which relate to methods for producing predetermined polarized capacitors and capacitors which comprise a predetermined polarization. Furthermore, measurement methods are disclosed for determining a polarization of a capacitor.

Hintergrundbackground

Es hat sich herausgestellt, dass es bei einem Einsatz eines Kondensators in einem Zwischenkreis einer elektrischen Schaltung zum Betrieb eines Wechselstromverbrauchers zu akustischen Beeinträchtigungen kommen kann. Als Grund dafür konnten Spannungsrippel identifiziert werden, die durch die Leistungselektronik des Wechselstromverbrauchers erzeugt wurden und mit welchen der Kondensator angeregt wurde. Diese Spannungsrippel können beispielsweise durch Schaltvorgänge von IGBTs erzeugt werden oder durch Trägerfrequenzen von PWM-Verstärkern. Des Weiteren wurde festgestellt, dass die akustischen Störungen unter anderem abhängig der Höhe einer Gleichspannungsversorgung waren, aus welcher der Wechselspannungsverbraucher über einen Zwischenkreis gespeist wurde. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen kann sich diese Art von Störungen deutlich bemerkbar machen, da kein Verbrennungsmotor die Geräusche maskiert.It has been found that when a capacitor is used in an intermediate circuit of an electrical circuit for operating an alternating current consumer, acoustic impairments can occur. The reason for this could be identified as voltage ripples that were generated by the power electronics of the AC consumer and with which the capacitor was excited. These voltage ripples can be generated, for example, by switching operations of IGBTs or by carrier frequencies of PWM amplifiers. It was also found that the acoustic interference was dependent, among other things, on the level of a DC voltage supply from which the AC voltage consumer was fed via an intermediate circuit. This type of interference can be particularly noticeable in electric vehicles, since no internal combustion engine masks the noises.

Beschreibungdescription

Demgegenüber ergibt sich die Aufgabe, ein verbessertes Herstellungsverfahren für einen Kondensator und einen verbesserten Kondensator bereitzustellen.In contrast, the object is to provide an improved manufacturing method for a capacitor and an improved capacitor.

Dieses Problem wird durch die Erfindung gelöst, welche durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche definiert ist. Die abhängigen Ansprüche betreffen entsprechende Weiterbildungen. Im Folgenden werden verschiedene Aspekte und Ausführungsformen dieser Aspekte offenbart, die zusätzliche Merkmale und Vorteile bereitstellen.This problem is solved by the invention, which is defined by the subjects of the independent claims. The dependent claims relate to corresponding developments. Various aspects and embodiments of these aspects are disclosed below that provide additional features and advantages.

Einige Ausführungsformen lösen das Problem, eine elektromechanische Wirkung eines Kondensators verbessert vorgeben zu können. Dazu wird ein Kondensator, insbesondere ein Filmkondensator mit einer vorgegebenen Zwischenschicht erzeugt, welche zwischen einer Dielektrikumsschicht und einer Metallisierung ausgebildet wird. Durch Anwenden eines vorgegebenen elektrischen Feldes wird die Zwischenschicht mit einer Polarisierung versehen. Diese Vorpolarisierung bleibt während einer späteren Verwendung des Kondensators bestehen, so dass eine entsprechende Anregung des Kondensators zu einer Verringerung einer elektromechanischen Aktivität des Kondensators führt, wenn dieser beispielsweise in einem Zwischenkreis verwendet wird.Some embodiments solve the problem of being able to predetermine an electromechanical effect of a capacitor in an improved manner. For this purpose, a capacitor, in particular a film capacitor, is produced with a predetermined intermediate layer which is formed between a dielectric layer and a metallization. The intermediate layer is provided with a polarization by applying a predetermined electric field. This pre-polarization remains in place during a later use of the capacitor, so that a corresponding excitation of the capacitor leads to a reduction in the electromechanical activity of the capacitor when it is used, for example, in an intermediate circuit.

Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren, umfassend die Schritte:

  • - Erzeugen eines ersten Ladungsträgerabschnitts;
  • - Erzeugen einer ersten Metallisierung und einer zweiten Metallisierung, welche den ersten Ladungsträgerabschnitt umfassen;
  • - Erzeugen von Ausgangskontakten, die mit dem ersten Ladungsträgerabschnitt elektrisch verbunden sind;
  • - Erzeugen eines zweiten Ladungsträgerabschnitts, so dass dieser eine vorgegebene Polarisierung umfasst und galvanisch isoliert von wenigstens einem der Ausgangskontakte des Kondensators ist.
A first aspect relates to a method comprising the steps:
  • - generating a first charge carrier section;
  • Producing a first metallization and a second metallization which comprise the first charge carrier section;
  • Generating output contacts which are electrically connected to the first charge carrier section;
  • - Generating a second charge carrier section so that it comprises a predetermined polarization and is galvanically isolated from at least one of the output contacts of the capacitor.

Die Schritte beschreiben lediglich funktionale Merkmale des Verfahrens und keine zeitliche Abfolge. Beispielsweise können bei sehr vielen Ausführungsformen die letzten beiden Schritte in ihrer Reihenfolge vertauscht sein. Die Schritte können auch teilweise zusammen ausgeführt werden, so dass sie zeitlich nicht unterschieden werden können.The steps only describe functional features of the method and not a chronological sequence. For example, in a very large number of embodiments, the order of the last two steps can be reversed. The steps can also be partially carried out together so that they cannot be differentiated in terms of time.

Verschiedene Kondensatortypen können verwendet werden. Als Kondensatoren kommen Kondensatoren mit fester Kapazität als auch Kondensatoren mit variabler Kapazität oder eine Kombination von beiden Kondensatortypen in Betracht. Ein Kondensator kann ein Folienkondensator sein, beispielsweise ein Papierfolienkondensator und/oder ein Kunststofffolienkondensator. Ein Kondensator kann alternativ oder als Kombination ein Keramikkondensator sein, beispielsweise ein MDK-Keramikkondensator oder ein HDK-Kondensator. Ebenso kann ein Kondensator ein Glimmerkondensator sein. Beispielsweise kann ein Kondensator ein Aluminium-Elektrolyt-Kondensator umfassen und/oder ein Tantal-Elektrolytkondensator und/oder ein Doppelschicht-Kondensator. Als Kondensator mit variabler Kapazität kann insbesondere ein Drehkondensator in Betracht kommen oder ein Trimmkondensator.Different types of capacitors can be used. Suitable capacitors are capacitors with fixed capacitance and capacitors with variable capacitance or a combination of both types of capacitors. A capacitor can be a film capacitor, for example a paper film capacitor and / or a plastic film capacitor. A capacitor can alternatively or as a combination be a ceramic capacitor, for example an MDK ceramic capacitor or an HDK capacitor. A capacitor can also be a mica capacitor. For example, a capacitor can comprise an aluminum electrolytic capacitor and / or a tantalum electrolytic capacitor and / or a double-layer capacitor. A variable capacitor or a trimming capacitor can in particular be considered as the capacitor with variable capacitance.

Ein Ladungsträgerabschnitt kann ein Teil eines Kondensatormaterials eines Kondensators betreffen. Bei einem Filmkondensator oder einem Folienkondensator kann ein Ladungsträgerabschnitt ein, insbesondere vorgegebener, Abschnitt einer mit Metallfolien belegten Dielektrikumsfolie umfassen. Bei einem Keramikkondensator kann ein Ladungsträgerabschnitt ein insbesondere vorgegebener Teil einer Dielektrikumskeramik sein, beispielsweise einer Oxidkeramik. Zusätzlich oder alternativ kann insbesondere ein zweiter Ladungsträgerabschnitt ein anderes Material umfassen, als der erste Ladungsträgerabschnitt. Mit anderen Worten würden der erste Ladungsträgerabschnitt und der zweite Ladungsträgerabschnitt dann unterschiedliche Kondensatortypen betreffen. Insbesondere können sich die Ladungsträgerabschnitte in dem verwendeten Dielektrikum unterscheiden.A charge carrier section can relate to a part of a capacitor material of a capacitor. In the case of a film capacitor or a film capacitor, a charge carrier section can comprise a, in particular predetermined, section of a dielectric film covered with metal foils. In the case of a ceramic capacitor, a charge carrier section can in particular be a predetermined part of a dielectric ceramic, for example an oxide ceramic. Additionally or alternatively can in particular a second charge carrier section comprise a different material than the first charge carrier section. In other words, the first charge carrier section and the second charge carrier section would then relate to different capacitor types. In particular, the charge carrier sections can differ in the dielectric used.

Ein Ladungsträgerabschnitt kann auch ein rein geometrisch bestimmter Abschnitt sein, in den ein Material eingebracht wird, welches entsprechend vorpolarisiert wird oder bereits ist. Ein Ladungsträgerabschnitt kann insbesondere ein oder mehrere Ladungsspeicherabschnitt umfassen.A charge carrier section can also be a purely geometrically determined section into which a material is introduced which is correspondingly pre-polarized or has already been. A charge carrier section can in particular comprise one or more charge storage sections.

Eine Metallisierung kann insbesondere eine Kunststoffmetallisierung umfassen. Eine Kunststoffmetallisierung kann auf verschiedene Arten und Weisen erzeugt werden. Zum einen kann eine Kunststoffmetallisierung durch eine physikalische Gasphasenabscheidung (engl. physical vapour deposition, PVD) erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Kunststoffmetallisierung auf Basis einer Sputterdeposition erfolgen. Ebenso kann eine Kunststoffmetallisierung auf Basis eines thermischen Verdampfens erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Kunststoffmetallisierung durch eine chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapour deposition, CVD) erzeugt werden, insbesondere auf Basis einer plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (physical-enhanced chemical vapour deposition, PECVD). In einer weiteren Alternative kann eine Kunststoffmetallisierung durch thermisches Spritzen und/oder durch Kunststoffgalvanisieren erzeugt werden.A metallization can in particular comprise a plastic metallization. A plastic metallization can be produced in different ways. On the one hand, plastic metallization can take place by means of physical vapor deposition (PVD). In addition or as an alternative, plastic metallization can be carried out on the basis of a sputter deposition. Plastic metallization can also be carried out on the basis of thermal evaporation. Additionally or alternatively, a plastic metallization can be generated by chemical vapor deposition (chemical vapor deposition, CVD), in particular on the basis of plasma-assisted chemical vapor deposition (physical-enhanced chemical vapor deposition, PECVD). In a further alternative, a plastic metallization can be produced by thermal spraying and / or by plastic electroplating.

Eine Vorgabe einer Polarisierung kann insbesondere eine vorgegebene Richtung umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Vorgabe auch eine vorgegebene Menge an polarisierten Ladungsträgern umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Vorgabe auch ein durch die vorgegebene Polarisierung bewirktes elektrisches Feld umfassen.Specifying a polarization can in particular include a predetermined direction. Additionally or alternatively, a specification can also include a specified amount of polarized charge carriers. Additionally or alternatively, a specification can also include an electric field brought about by the specified polarization.

Ein galvanisches bzw. elektrisches Isolieren des zweiten Ladungsträgerabschnitts von den Ausgangskontakten des Kondensators kann insbesondere ein Isolieren von den Ausgangskontakten des Kondensators umfassen. Ein galvanisches bzw. elektrisches Isolieren kann durch ein Bauteil, zum Beispiel einen Optokoppler oder einen Kondensator und/oder durch einen Isolator, zum Beispiel einen Kunststoff, erfolgen.Galvanic or electrical isolation of the second charge carrier section from the output contacts of the capacitor can in particular include isolation from the output contacts of the capacitor. A galvanic or electrical isolation can be done by a component, for example an optocoupler or a capacitor and / or by an insulator, for example a plastic.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei der zweite Ladungsträgerabschnitt auf Basis des ersten Ladungsträgerabschnitts erzeugt wird.One embodiment of the first aspect relates to a method, wherein the second charge carrier section is generated on the basis of the first charge carrier section.

Insbesondere kann eine Ausformung und/oder eine Größe des zweiten Ladungsträgerabschnitts auf Basis des ersten Ladungsträgerabschnitts erzeugt werden. In particular, a shape and / or a size of the second charge carrier section can be generated on the basis of the first charge carrier section.

Insbesondere kann der Umfang einer Vorpolarisierung des zweiten Ladungsträgerabschnitts in Abhängigkeit einer Kapazität und/oder eines Polarisierungspotenzials des ersten Ladungsträgerabschnitts erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Material eines zweiten Ladungsträgerabschnitts auf Basis eines Materials eines ersten Ladungsträgerabschnitts erfolgen. Beispielsweise kann ein zweiter Ladungsträgerabschnitt auf Basis eines Polypropylens eines ersten Ladungsträgerabschnittes und auf Basis einer Aluminiummetallisierung als Zwischenschicht zwischen dem Polypropylen und der Aluminiummetallisierung erzeugt werden.In particular, the extent of a pre-polarization of the second charge carrier section can take place as a function of a capacitance and / or a polarization potential of the first charge carrier section. Additionally or alternatively, a material of a second charge carrier section can be made on the basis of a material of a first charge carrier section. For example, a second charge carrier section based on a polypropylene of a first charge carrier section and based on an aluminum metallization can be produced as an intermediate layer between the polypropylene and the aluminum metallization.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei der zweite Ladungsträgerabschnitt von dem ersten Ladungsträgerabschnitt zumindest teilweise umfasst wird.One embodiment of the first aspect relates to a method, wherein the second charge carrier section is at least partially encompassed by the first charge carrier section.

Der zweite Ladungsträgerabschnitt kann von dem ersten Ladungsträgerabschnitt formschlüssig umfasst sein, insbesondere kann der zweite Ladungsträgerabschnitt sich innerhalb des ersten Ladungsträgerabschnitts befinden. Wenn der erste Ladungsträgerabschnitt ein Dielektrikum ist, kann dadurch auch gleichzeitig eine galvanische Isolation des zweiten Ladungsträgerabschnitts von wenigstens einem Ausgangskontakt des Kondensators erreicht werden, so dass eine aufgebrachte Vorpolarisierung des zweiten Ladungsträgerabschnitts durch eine elektrische Kontaktierung des Kondensators mit einer Umgebung nicht verändert werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Ladungsträgerabschnitt durch das Einbringen von Kavitäten in den ersten Ladungsträgerabschnitt erzeugt werden. Dies wird später noch genauer beschrieben.The second charge carrier section can be encompassed by the first charge carrier section in a form-fitting manner, in particular the second charge carrier section can be located within the first charge carrier section. If the first charge carrier section is a dielectric, galvanic isolation of the second charge carrier section from at least one output contact of the capacitor can thereby also be achieved at the same time, so that an applied pre-polarization of the second charge carrier section cannot be changed by electrically contacting the capacitor with an environment. Additionally or alternatively, the second charge carrier section can be generated by introducing cavities into the first charge carrier section. This will be described in more detail later.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei der erste Ladungsträgerabschnitt ein Dielektrikum, insbesondere Polypropylen, umfasst und das Erzeugen des zweiten Ladungsträgerabschnitts auf Basis einer Aktivierung des Dielektrikums erfolgt, insbesondere auf Basis einer plasmabasierten Aktivierung. One embodiment of the first aspect relates to a method, wherein the first charge carrier section comprises a dielectric, in particular polypropylene, and the second charge carrier section is generated on the basis of an activation of the dielectric, in particular on the basis of a plasma-based activation.

Insbesondere kann eine Dicke des ersten und/oder des zweiten Ladungsträgerabschnitts größer sein als eine Dicke der Metallisierung. Insbesondere kann eine Schichtdicke eines Polypropylens 2,7 µm sein und eine Schichtdicke einer Aluminium-Elektrode, also einer Metallisierung, 0.1 µm bzw. 100 nm. Diese Angaben gelten insbesondere für einen Kondensator für ca. 400 V Nennspannung. Für größere Nennspannungen können größere Schichtdicken geeigneter sein.In particular, a thickness of the first and / or the second charge carrier section can be greater than a thickness of the metallization. In particular, a layer thickness of a polypropylene can be 2.7 μm and a layer thickness of an aluminum electrode, that is to say a metallization, 0.1 μm or 100 nm. This information applies in particular to a capacitor for approx. 400 V nominal voltage. Larger layer thicknesses may be more suitable for higher nominal voltages.

Eine Plasmaaktivierung kann auf Basis verschiedener Verfahren erfolgen. Dazu zählen ein plasmagestütztes physikalisches Gasphasenabscheidungsverfahren, insbesondere ein plasmaunterstütztes Magnetronsputtern, ein plasmagestütztes chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren, eine Plasmawärmebehandlung, eine Plasmapolymerisation, ein Plasmaätzen und/oder Ionenstrahlätzen. Durch eine plasmabasierte Aktivierung kann eine Benetzbarkeit einer Oberfläche verbessert werden. Insbesondere kann eine plasmabasierte Aktivierung und/oder eine plasmabasierte Reinigung durch Beschießen eines Dielektrikums mit geladenen Teilchen erfolgen. Eine dadurch verbesserte Reaktivität des Dielektrikums kann vorteilhaft für eine bessere Anbindung des Dielektrikums an eine Elektrode, beispielsweise für eine Anbindung einer aufgedampften Aluminiumelektrode, sein.Plasma activation can take place on the basis of various methods. These include a plasma-assisted physical vapor deposition process, in particular plasma-assisted magnetron sputtering, a plasma-assisted chemical vapor deposition process, plasma heat treatment, plasma polymerization, plasma etching and / or ion beam etching. Plasma-based activation can improve the wettability of a surface. In particular, plasma-based activation and / or plasma-based cleaning can take place by bombarding a dielectric with charged particles. A resulting improved reactivity of the dielectric can be advantageous for a better connection of the dielectric to an electrode, for example for a connection of a vapor-deposited aluminum electrode.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei der zweite Ladungsträgerabschnitt zwischen dem ersten Ladungsträgerabschnitt und einer Metallisierung erzeugt wird.One embodiment of the first aspect relates to a method, wherein the second charge carrier section is generated between the first charge carrier section and a metallization.

Der zweite Ladungsträgerabschnitt kann als Zwischenschicht insbesondere eine Verbindung des ersten Ladungsträgerabschnitts, insbesondere eines Dielektrikums, mit einer Metallisierung bewirken. Insbesondere kann der zweite Ladungsträgerabschnitt als eine Grenzschicht vorgegeben ausgebildet werden, welche zwischen einem ersten Dielektrikum und einer weiteren Schicht, insbesondere einer Metallisierung, angeordnet ist. Eine Grenzschicht kann insbesondere eine Schicht sein, welche bei einer Verbindung zweier Schichten entsteht.As an intermediate layer, the second charge carrier section can in particular effect a connection of the first charge carrier section, in particular a dielectric, to a metallization. In particular, the second charge carrier section can be designed as a predetermined boundary layer which is arranged between a first dielectric and a further layer, in particular a metallization. A boundary layer can in particular be a layer that arises when two layers are connected.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei der zweite Ladungsträgerabschnitt ein Elektret umfasst.One embodiment of the first aspect relates to a method, wherein the second charge carrier section comprises an electret.

Ein Elektret ist ein nach außen elektrisch isoliertes Material, das permanent gespeicherte elektrische Ladungen oder permanent ausgerichtete elektrische Dipole umfasst und somit ein elektrisches Feld in seiner Umgebung und/oder in seinem Inneren erzeugt. Ein Elektret kann insbesondere ein oder mehrere Polymere umfassen, insbesondere Polytetrafluorethylen, Polytetrafluorethylenpropylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyvinylidenfluorid und/oder entsprechende Copolymere. Des Weiteren kann ein Elektret Siliziumdioxid, Siliziumnitrid und/oder ein anderes anorganisches Dielektrikum umfassen. Insbesondere kann ein Elektret und/oder eine ein Elektret enthaltene Schicht durch eine Metallschicht fixiert sein, insbesondere durch eine Metallisierung des Kondensators. Ein Elektret kann insbesondere als Schicht oder Membran an einem ersten Ladungsträgerabschnitt oder in einem ersten Ladungsträgerabschnitt angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Elektret als Zwischenschicht zwischen einem ersten Ladungsträgerabschnitt und einer weiteren Schicht, insbesondere einer Metallschicht, beispielsweise einer Metallisierung angeordnet sein.An electret is a material which is electrically insulated from the outside and which comprises permanently stored electrical charges or permanently aligned electrical dipoles and thus generates an electrical field in its surroundings and / or in its interior. An electret can in particular comprise one or more polymers, in particular polytetrafluoroethylene, polytetrafluoroethylene propylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride and / or corresponding copolymers. Furthermore, an electret can comprise silicon dioxide, silicon nitride and / or another inorganic dielectric. In particular, an electret and / or a layer containing an electret can be fixed by a metal layer, in particular by a metallization of the capacitor. An electret can in particular be arranged as a layer or membrane on a first charge carrier section or in a first charge carrier section. Additionally or alternatively, an electret can be arranged as an intermediate layer between a first charge carrier section and a further layer, in particular a metal layer, for example a metallization.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das Erzeugen des zweiten Ladungsträgerabschnitts

  • - ein vorgegebenes elektrisches Feld; und/oder
  • - ein vorgegebenes Spannungssignal
umfasst, welches sich auf den ersten und/oder den zweiten Ladungsträgerabschnitt auswirkt.One embodiment of the first aspect relates to a method in which the second charge carrier section is generated
  • - a given electric field; and or
  • - a predetermined voltage signal
includes, which affects the first and / or the second charge carrier section.

Vorteilhaft können durch den Einfluss eines elektrischen Feldes und/oder durch das Anlegen einer elektrischen Spannung eine Polarisierung, insbesondere eine Ausrichtung von Dipolen, besser erzeugt werden und/oder besser gesteuert werden. A polarization, in particular an alignment of dipoles, can advantageously be generated and / or controlled better through the influence of an electrical field and / or through the application of an electrical voltage.

Ein elektrisches Feld kann insbesondere direkt um einen zweiten Ladungsträgerabschnitt erzeugt werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine elektrische Spannung direkt an einem zweiten Ladungsträgerabschnitt angelegt werden. Ein elektrisches Feld kann auch oder alternativ um einen zweiten Ladungsträgerabschnitt erzeugt werden, wenn dieser bereits in einer Vorstufe des Kondensators und/oder im finalisierten Kondensator angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine elektrische Spannung an eine Vorstufe des Kondensators angelegt werden, welcher den zweiten Ladungsträgerabschnitt umfasst, und/oder an einen finalisierten Kondensator. In einer Ausführungsform kann das elektrische Feld und/oder ein elektrisches Spannungssignal während eines Ausheilungsprozesses des Kondensators erzeugt bzw. angelegt werden. Insbesondere kann ein elektrisches Feld und/oder eine elektrische Spannung durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Ausgangskontakte des Kondensators erzeugt bzw. angelegt werden. Insbesondere kann ein elektrisches Feld und/oder eine elektrische Spannung zum Erzeugen einer vorgegebenen Polarisierung mit einer Spannung erreicht werden, welche höher ist als eine Nennspannung des Kondensators. Insbesondere kann das elektrische Feld und/oder die elektrische Spannung zeitabhängig sein.An electric field can in particular be generated directly around a second charge carrier section. Additionally or alternatively, an electrical voltage can be applied directly to a second charge carrier section. An electric field can also or alternatively be generated around a second charge carrier section if this is already arranged in a preliminary stage of the capacitor and / or in the finalized capacitor. Additionally or alternatively, an electrical voltage can also be applied to a preliminary stage of the capacitor, which comprises the second charge carrier section, and / or to a finalized capacitor. In one embodiment, the electric field and / or an electric voltage signal can be generated or applied during a healing process of the capacitor. In particular, an electric field and / or an electric voltage can be generated or applied by applying an electric voltage to the output contacts of the capacitor. In particular, an electric field and / or an electric voltage for generating a predetermined polarization can be achieved with a voltage which is higher than a nominal voltage of the capacitor. In particular, the electric field and / or the electric voltage can be time-dependent.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das Erzeugen des polarisierten zweiten Ladungsträgerabschnitts zumindest teilweise unter einer vorgegebenen Temperatur erfolgt, die in der Umgebung des zweiten Ladungsträgerabschnitts vorherrscht.One embodiment of the first aspect relates to a method, wherein the generation of the polarized second charge carrier section takes place at least partially below a predetermined temperature that prevails in the vicinity of the second charge carrier section.

Vorteilhaft können sich Dipole bei einer hohen Temperatur eines Materials besser ausrichten, beispielsweise weil dies zumindest teilweise geschmolzen ist. Nach einer Abkühlung können diese Dipole dann entsprechend ausgerichtet verbleiben. Eine entsprechende Ausrichtung kann insbesondere durch ein elektrisches Feld und/oder eine elektrische Spannung bewirkt werden. Insbesondere wird ein zweiter Ladungsträgerabschnitt erhitzt und während einer Abkühlungsphase einem elektrischen Feld ausgesetzt. Insbesondere kann eine Temperatur, welcher der zweite Ladungsträgerabschnitt ausgesetzt ist, zeitabhängig sein. Alternativ kann die Temperatur auch konstant sein.Dipoles can advantageously align better at a high temperature of a material, for example because it is at least partially melted. After cooling down, these can Dipoles then remain aligned accordingly. A corresponding alignment can in particular be brought about by an electric field and / or an electric voltage. In particular, a second charge carrier section is heated and exposed to an electric field during a cooling phase. In particular, a temperature to which the second charge carrier section is exposed can be time-dependent. Alternatively, the temperature can also be constant.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei der erste Ladungsträgerabschnitt ein Dielektrikum, insbesondere ein Polypropylen, umfasst und dieses Dielektrikum zumindest teilweise eine oder mehrere Kavitäten aufweist.One embodiment of the first aspect relates to a method, wherein the first charge carrier section comprises a dielectric, in particular a polypropylene, and this dielectric at least partially has one or more cavities.

Insbesondere können die Kavitäten einen zweiten Ladungsträgerabschnitt darstellen. Durch die Kavitäten kann insbesondere eine Oberfläche des zweiten Ladungsträgerabschnitts vergrößert werden. Vorteilhaft kann dadurch eine verbesserte Ausrichtung von Dipolen erfolgen, beispielsweise weil eine größere Anzahl ausrichtbarer Dipole entsteht. Zusätzlich oder alternativ kann ein Kavitäten enthaltender erster Ladungsträgerabschnitt eine zweiphasige Komponente umfassen. Dadurch kann eine Entstehung von Kavitäten verbessert werden.In particular, the cavities can represent a second charge carrier section. In particular, a surface of the second charge carrier section can be enlarged by the cavities. This can advantageously result in an improved alignment of dipoles, for example because a larger number of alignable dipoles is created. Additionally or alternatively, a first charge carrier section containing cavities can comprise a two-phase component. This can improve the formation of cavities.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei der erste Ladungsträgerabschnitt ein geschäumtes Dielektrikum, insbesondere ein geschäumtes Polypropylen, umfasst.One embodiment of the first aspect relates to a method, wherein the first charge carrier section comprises a foamed dielectric, in particular a foamed polypropylene.

Insbesondere kann ein Kavitäten enthaltender erster Ladungsträgerabschnitt ein geschäumtes Dielektrikum, beispielsweise ein geschäumtes Polypropylen, sein.In particular, a first charge carrier section containing cavities can be a foamed dielectric, for example a foamed polypropylene.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das Verfahren den Schritt umfasst:

  • - Altern des Kondensators bis eine initiale Polarisierung einen vorgegebenen Wert erreicht hat, insbesondere unter den vorgegebenen Wert abgefallen ist.
One embodiment of the first aspect relates to a method, the method comprising the step:
  • Aging of the capacitor until an initial polarization has reached a predetermined value, in particular has fallen below the predetermined value.

Insbesondere kann ein Altern ein Lagern eines Kondensators umfassen. Insbesondere kann ein Altern mindestens so lange erfolgen, bis eine Polarisierung eines zweiten Ladungsträgerabschnitts auf einen im Wesentlichen statischen Wert abgefallen ist. In particular, aging can include storing a capacitor. In particular, aging can take place at least until a polarization of a second charge carrier section has dropped to an essentially static value.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das Erzeugen des polarisierten zweiten Ladungsträgerabschnitts ein schnelles Aufwickeln einer Schicht des ersten Ladungsträgerabschnitts und/oder des zweiten Ladungsträgerabschnitts umfasst.One embodiment of the first aspect relates to a method, wherein the generation of the polarized second charge carrier section comprises a rapid winding up of a layer of the first charge carrier section and / or the second charge carrier section.

Vorteilhaft kann durch eine schnelle Aufwicklung, insbesondere eines Materials, welches einen zweiten Ladungsträgerabschnitt umfasst oder eine Vorstufe dazu, eine Spannung und/oder ein elektrisches Feld erzeugt werden, um den zweiten Ladungsträgerabschnitt zu polarisieren. Insbesondere kann eine Rolle zum Aufwickeln des Materials einen definierten Widerstand zur Masse aufweisen. Vorteilhaft kann dadurch eine definierte elektrische Spannung und/oder ein definiertes elektrisches Feld erzeugt werden. Insbesondere kann eine Winkelgeschwindigkeit vorgegeben werden, insbesondere zeitabhängig.A voltage and / or an electric field can advantageously be generated by rapid winding, in particular of a material which comprises a second charge carrier section or a preliminary stage for this, in order to polarize the second charge carrier section. In particular, a roller for winding up the material can have a defined resistance to ground. In this way, a defined electrical voltage and / or a defined electrical field can advantageously be generated. In particular, an angular velocity can be specified, in particular as a function of time.

Nach einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Ladungsträgerabschnitt eine vorgegebene strukturelle Ordnung, insbesondere eine vorgegebene Taktizität, auf. Die Taktizität beschreibt eine wiederkehrende Anordnung von Seitenketten in einem Polymer. Insbesondere kann der zweite Ladungsträgerabschnitt Polypropylen und/oder Polystyrol umfassen. Die vorgegebene Taktizität kann insbesondere isotaktisch, ataktisch und/oder syndiotaktisch sein.According to a further embodiment, the second charge carrier section has a predefined structural order, in particular a predefined tacticity. The tacticity describes a recurring arrangement of side chains in a polymer. In particular, the second charge carrier section can comprise polypropylene and / or polystyrene. The predetermined tacticity can in particular be isotactic, atactic and / or syndiotactic.

Ein zweiter Aspekt betrifft ein Kondensator, umfassend

  • - einen ersten Ladungsträgerabschnitt;
  • - eine erste Metallisierung und eine zweite Metallisierung, welche den ersten Ladungsträgerabschnitt umfassen;
  • - Ausgangskontakte, die mit dem ersten Ladungsträgerabschnitt elektrisch verbunden sind;
  • - einen zweiten Ladungsträgerabschnitt, der eine vorgegebene Polarisierung umfasst und galvanisch isoliert von wenigstens einem der Ausgangskontakte des Kondensators ist.
A second aspect relates to a capacitor comprising
  • - a first load carrier section;
  • a first metallization and a second metallization which comprise the first charge carrier section;
  • Output contacts which are electrically connected to the first charge carrier section;
  • a second charge carrier section which comprises a predetermined polarization and is galvanically isolated from at least one of the output contacts of the capacitor.

Der Kondensator kann ein Produkt eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt sein. Insbesondere kann der Kondensator Merkmale, insbesondere Funktionen und/oder Strukturen aufweisen, welche durch ein Verfahren nach dem ersten Aspekt erzeugt wurden.The capacitor can be a product of a method according to the first aspect. In particular, the capacitor can have features, in particular functions and / or structures, which were generated by a method according to the first aspect.

Ein Dritter Aspekt betrifft ein Verfahren, umfassend den Schritt:

  • - Ermitteln einer vorgegebenen Polarisierung auf Basis eines elektromechanischen Modells des ersten und/oder des zweiten Ladungsträgerabschnitts.
A third aspect relates to a method comprising the step:
  • - Determination of a predetermined polarization on the basis of an electromechanical model of the first and / or the second charge carrier section.

Insbesondere kann dadurch vorteilhaft ein Kondensator bezüglich seiner Polarisierung bzw. einer Vorpolarisierung analysiert werden. Insbesondere kann das Verfahren Messdaten erfassen, die beispielsweise durch eine laservibrometrische Vermessung eines elektromechanisch aktiven Kondensators ermittelt werden. Des Weiteren kann anhand des Messverfahrens entschieden werden, in welche Richtung ein Kondensator eingebaut werden muss, um eine möglichst geringe elektromechanische Anregung aufzuweisen, wenn der Kondensator in einem Schaltkreis betrieben wird.In particular, a capacitor can thereby advantageously be analyzed with regard to its polarization or a pre-polarization. In particular, the method can acquire measurement data that are determined, for example, by laser vibrometric measurement of an electromechanically active capacitor. Furthermore, based on of the measurement process, it is necessary to decide in which direction a capacitor must be installed in order to have the lowest possible electromechanical excitation when the capacitor is operated in a circuit.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den folgenden Ausführungsformen, die sich auf die Figuren beziehen. Die Figuren zeigen die Ausführungsformen nicht immer maßstabsgetreu. Die Abmessungen der verschiedenen Merkmale können insbesondere zur Klarheit der Beschreibung entsprechend vergrößert oder verkleinert sein. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

  • 1 eine Ausführungsform eines Kondensators mit einer vorgegebenen Vorpolarisierung;
  • 2 ein Spannungsverlauf mit einem Minimum für einen Kondensator, welcher nicht vorpolarisiert ist;
  • 3 eine Schaltung mit einem Zwischenkreiskondensator, der vorpolarisiert sein kann.
Further advantages and features emerge from the following embodiments, which refer to the figures. The figures do not always show the embodiments true to scale. The dimensions of the various features can be increased or decreased accordingly, in particular for the clarity of the description. For this shows, partly schematically:
  • 1 an embodiment of a capacitor with a predetermined pre-polarization;
  • 2 a voltage curve with a minimum for a capacitor which is not pre-polarized;
  • 3rd a circuit with an intermediate circuit capacitor, which can be pre-polarized.

In den folgenden Beschreibungen beziehen sich identische Bezugszeichen auf identische oder zumindest funktional oder strukturell ähnliche Merkmale.In the following descriptions, identical reference symbols relate to identical or at least functionally or structurally similar features.

In der folgenden Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Aspekte gezeigt sind, in denen die vorliegende Offenbarung verstanden werden kann.In the following description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of the disclosure and in which there are shown, for purposes of illustration, specific aspects in which the present disclosure may be understood.

Generell gilt eine Offenbarung über ein beschriebenes Verfahren auch für eine entsprechende Vorrichtung, um das Verfahren durchzuführen, oder ein entsprechendes System, welches ein oder mehrere Vorrichtungen umfasst, und umgekehrt. Wenn beispielsweise ein spezieller Verfahrensschritt beschrieben wird, kann eine entsprechende Vorrichtung ein Merkmal umfassen, um den beschriebenen Verfahrensschritt durchzuführen, auch wenn dieses Merkmal in der Figur nicht explizit beschrieben oder dargestellt ist. Wenn andererseits beispielsweise eine spezielle Vorrichtung auf der Grundlage von Funktionseinheiten beschrieben wird, kann ein entsprechendes Verfahren einen Schritt umfassen, der die beschriebene Funktionalität ausführt, auch wenn solche Schritte in den Figuren nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Ebenso kann ein System mit entsprechenden Vorrichtungsmerkmalen versehen werden oder mit Merkmalen, um einen bestimmten Verfahrensschritt auszuführen. Es versteht sich, dass Merkmale der verschiedenen zuvor oder nachfolgend beschriebenen beispielhaften Aspekte und Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.In general, a disclosure about a described method also applies to a corresponding device in order to carry out the method, or a corresponding system which comprises one or more devices, and vice versa. If, for example, a special method step is described, a corresponding device can comprise a feature in order to carry out the method step described, even if this feature is not explicitly described or shown in the figure. On the other hand, if, for example, a special device is described on the basis of functional units, a corresponding method can comprise a step that executes the functionality described, even if such steps are not explicitly described or illustrated in the figures. Likewise, a system can be provided with corresponding device features or with features in order to carry out a specific method step. It goes without saying that features of the various exemplary aspects and embodiments described above or below can be combined with one another, unless expressly stated otherwise.

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

1 zeigt einen Filmkondensator. Der Filmkondensator weist auf jeder Seite elektrische Anschlüsse 101 auf. Zudem umfasst der Filmkondensator eine aufgewickelte dielektrische Schicht 102. Die dielektrische Schicht 102 ist aus Polypropylen geformt. Zusätzlich ist auf einer Seite der dielektrischen Schicht eine Metallisierung aus Aluminium aufgebracht, welche darüber hinaus wechselseitig mit den Ausgangskontakten 101 verbunden ist. Die Seite der Metallisierung, welche nicht mit einem Ausgangskontakt 101 verbunden ist, weist einen leeren Bereich 104 auf, durch den eine Isolierung zwischen Ausgangskontakt und Metallisierung bewirkt wird. Der Filmkondensator weist darüber hinaus eine Zwischenschicht 105a bzw. 105b auf, welche zwischen eine Metallisierung 103 und einem Dielektrikum 102 angeordnet ist. Die Zwischenschicht umfasst ausgerichtete Ladungsträger, welche in eine vorgegebene Richtung, entsprechend der Pfeile, ausgerichtet sind. Die Polarisierung wurde in einer Vorstufe des Kondensators dadurch erzeugt, dass ein vorgegebenes elektrisches Feld auf einen aus Metallisierung, Zwischenschicht und Dielektrikum bestehenden Film ausgerichtet wurde. Darüber hinaus wurde der Film mit einer vorgegebenen Wickelgeschwindigkeit so zu einem Wickel für den Filmkondensator aufgerollt, dass sich auch dabei eine vorgegebene Spannung ergibt und sich dadurch ein vorgegebenes elektrisches Feld aufbaut. Dieses vorgegebene elektrische Feld führt zusätzlich zu einer Polarisierung der Ladungsträger in der Zwischenschicht 105a, 105b. Nach dem Aufwickeln weist die Zwischenschicht Ladungsträgerabschnitte 105a auf, an denen die polarisierbaren Ladungsträger parallel zu den Ausgangskontakten und nach unten ausgerichtet sind. Des Weiteren weist die Zwischenschicht Ladungsträgerabschnitte 105b auf, in denen die Ladungsträger parallel zu den Ausgangskontakten und nach oben ausgerichtet sind. Durch diese vorgegebene definierte Polarisierung des Kondensators wird ein Minimum der elektromechanischen Aktivität des Kondensator 100 an eine vorgegebene Erregerspannung gebunden. Dadurch kann beispielsweise eine ungewünschte elektromechanische Aktivität des Kondensators, welche auf anderen Effekten beruht, insbesondere auf einer unerwünschten Vorpolarisierung, kompensiert werden. 1 shows a film capacitor. The film capacitor has electrical connections on each side 101 on. The film capacitor also includes a wound dielectric layer 102 . The dielectric layer 102 is molded from polypropylene. In addition, an aluminum metallization is applied to one side of the dielectric layer, which also alternates with the output contacts 101 connected is. The side of the metallization which does not have an output contact 101 connected has a blank area 104 which causes insulation between the output contact and the metallization. The film capacitor also has an intermediate layer 105a or. 105b on which between a metallization 103 and a dielectric 102 is arranged. The intermediate layer comprises aligned charge carriers which are aligned in a predetermined direction according to the arrows. The polarization was generated in a preliminary stage of the capacitor in that a predetermined electric field was aligned on a film consisting of metallization, intermediate layer and dielectric. In addition, the film was rolled up at a predetermined winding speed to form a roll for the film capacitor in such a way that a predetermined voltage results and a predetermined electric field is built up as a result. This predetermined electric field also leads to a polarization of the charge carriers in the intermediate layer 105a , 105b . After winding, the intermediate layer has charge carrier sections 105a on which the polarizable charge carriers are aligned parallel to the output contacts and downwards. Furthermore, the intermediate layer has charge carrier sections 105b in which the charge carriers are aligned parallel to the output contacts and upwards. This predetermined, defined polarization of the capacitor results in a minimum of the electromechanical activity of the capacitor 100 bound to a given excitation voltage. In this way, for example, undesired electromechanical activity of the capacitor, which is based on other effects, in particular on undesired pre-polarization, can be compensated for.

Eine unerwünschte Vorpolarisierung ist in 2 dargestellt. In 2 ist die Amplitude einer ersten Resonanz 200 eines Kondensators ohne vorgegebene Polarisierung über einen den kondensatorerregenden Gleichstrom zwischen -40 V und +40 V abgebildet. Ein Minimum 201 einer elektromechanischen Aktivität, welche durch die aufgetragene Amplitude dargestellt ist, ergibt sich bei einer Erregerspannung von 36,2 V. Das bedeutet, eine Anregung mit -40 V oder mit 0 V führt zu einer erheblich höheren elektromechanischen Aktivität, als ein mit +40 V angeregter Kondensator. Dies kann dazu führen, dass der Kondensator im Betrieb in einer elektrischen Schaltung, beispielsweise in einer Zwischenkreisschaltung gemäß 3, unerwünschte akustische Störsignale ausstrahlt. Dieses Problem kann mit einem polarisierten Kondensator gemäß 1 gelöst werden. Dabei kann eine vorgegebene Polarisierung auf Basis eines elektromechanischen Modells eines nicht vorgegeben polarisierten Kondensators erfolgen, sodass durch die vorgegebene Polarisierung ein Minimum einer elektromechanischen Aktivität des Kondensators auf einen vorgegebenen Arbeitspunkt verschoben wird, welcher insbesondere einen den Kondensator anregenden Gleichstrom und/oder einen den Kondensator anregenden Wechselstrom umfasst.An unwanted pre-polarization is in 2 shown. In 2 is the amplitude of a first resonance 200 of a capacitor without a specified polarization using a direct current between -40 V and +40 V that excites the capacitor. A minimum 201 an electromechanical activity, which is represented by the plotted amplitude, results at an excitation voltage of 36.2 V. This means that an excitation with -40 V or with 0 V leads to a considerably higher electromechanical activity than one with +40 V. excited capacitor. This can lead to the capacitor in operation in an electrical circuit, for example in an intermediate circuit according to FIG 3rd emits unwanted acoustic interfering signals. This problem can be according to a polarized capacitor 1 be solved. A predetermined polarization can take place on the basis of an electromechanical model of a non-predetermined polarized capacitor, so that the predetermined polarization shifts a minimum of electromechanical activity of the capacitor to a predetermined operating point, which in particular a direct current that excites the capacitor and / or one that excites the capacitor Includes alternating current.

3 zeigt einen elektrischen Schaltkreis 300. Der elektrische Schaltkreis umfasst eine Gleichspannungsquelle 301. Die Gleichspannungsquelle versorgt einen Wechselspannungsmotor 302. Zur Umwandlung des Gleichstroms in eine Wechselspannung für den Wechselspannungsmotor wird ein PWM-gesteuerter Umrichter eingesetzt, der in dem Wechselspannungsmotor enthalten und nicht extra dargestellt ist. Parallel zur Gleichspannungsquelle 301 und zum Wechselstrommotor 302 ist ein Kondensatorsystem 100 verschaltet. Dieses Kondensatorsystem kann insbesondere ein Kondensatorsystem gemäß 1 sein. Das Kondensatorsystem 100 ist dazu eingerichtet die Gleichspannungsquelle 301 mit dem Wechselspannungsmotor 302 so zu verkoppeln, dass Rückwirkungen des Wechselspannungsmotors auf die Gleichspannungsquelle reduziert werden. Eine solche Verschaltung eines Kondensatorsystems wird auch Zwischenkreis genannt. Bei einer Verwendung eines nicht vorpolarisierten Kondensators ist zu beobachten, dass bei einer Spannung der Gleichspannungsquelle 301 von U_DC = 0 V der Kondensator schwingt und Störgeräusche abstrahlt. Bei einer Spannung von U_DC = 36,2 V ist keine Schwingung am Kondensator beobachtbar. Zwischen 0 V und 36,2 V vermindert sich die Schwingung linear. Durch Verwendung eines vorpolarisierten Kondensators 100, dessen zweiter Ladungsspeicherabschnitt so vorpolarisiert wurde, dass der Kondensator mit U = 36,2V vorgespannt ist, wird die Schwingung des Kondensators vermieden bzw. minimiert. Insbesondere kann die Vorpolarisierung des Kondensators je nach Betriebspunkt der Spannungsquelle 301 gewählt werden. Liegt der Betriebspunkt bei U_DC = 400 V, dann ist ein Kondensator 100 zu verwenden, der auf U_C = 400 V vorpolarisiert wurde. 3rd shows an electrical circuit 300 . The electrical circuit includes a DC voltage source 301 . The DC voltage source supplies an AC voltage motor 302 . To convert the direct current into an alternating voltage for the alternating voltage motor, a PWM-controlled converter is used, which is contained in the alternating voltage motor and is not shown separately. Parallel to the DC voltage source 301 and to the AC motor 302 is a condenser system 100 interconnected. This capacitor system can in particular a capacitor system according to 1 be. The condenser system 100 the DC voltage source is set up for this purpose 301 with the AC motor 302 to be coupled in such a way that the effects of the AC motor on the DC voltage source are reduced. Such an interconnection of a capacitor system is also called an intermediate circuit. If a non-prepolarized capacitor is used, it can be observed that at a voltage of the DC voltage source 301 from U_DC = 0 V the capacitor oscillates and emits disturbing noises. At a voltage of U_DC = 36.2 V, no oscillation can be observed on the capacitor. The oscillation decreases linearly between 0 V and 36.2 V. By using a pre-polarized capacitor 100 , whose second charge storage section has been pre-polarized in such a way that the capacitor is pre-charged with U = 36.2V, the oscillation of the capacitor is avoided or minimized. In particular, the pre-polarization of the capacitor can be performed depending on the operating point of the voltage source 301 to get voted. If the operating point is U_DC = 400 V, then there is a capacitor 100 which has been pre-polarized to U_C = 400 V.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
vorgegeben polarisierter Kondensatorpredetermined polarized capacitor
101101
AusgangskontaktOutput contact
102102
erster Ladungsträgerabschnitt, Dielektrikumfirst charge carrier section, dielectric
103103
MetallisierungMetallization
104104
Isolierunginsulation
105a105a
zweiter Ladungsträgerabschnitt mit erster Polarisierungsecond charge carrier section with first polarization
105b105b
zweiter Ladungsträgerabschnitt mit zweiter Polarisierungsecond charge carrier section with second polarization
200200
Abbildung einer elektromechanischen Aktivität eines KondensatorsIllustration of the electromechanical activity of a capacitor
201201
Minimum einer elektromechanischen Aktivität eines KondensatorsMinimum electromechanical activity of a capacitor
300300
Zwischenkreisschaltung zur Verwendung eines polarisierten KondensatorsIntermediate circuit for using a polarized capacitor
301301
GleichspannungsquelleDC voltage source
302302
Elektromotor mit Umrichter bzw. PWM-VerstärkerElectric motor with converter or PWM amplifier

Claims (15)

Ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators (100), umfassend die Schritte: - Erzeugen eines ersten Ladungsträgerabschnitts (102); - Erzeugen einer ersten Metallisierung (103) und einer zweiten Metallisierung (103), welche den ersten Ladungsträgerabschnitt (102) umfassen; - Erzeugen von Ausgangskontakten (101), die mit dem ersten Ladungsträgerabschnitt (102) elektrisch verbunden sind; - Erzeugen eines zweiten Ladungsträgerabschnitts (105a, 105b), so dass dieser eine vorgegebene Polarisierung umfasst und elektrisch isoliert von wenigstens einem der Ausgangskontakte des Kondensators ist.A method for manufacturing a capacitor (100) comprising the steps of: - generating a first charge carrier section (102); - producing a first metallization (103) and a second metallization (103) which comprise the first charge carrier section (102); - Generating output contacts (101) which are electrically connected to the first charge carrier section (102); - Generating a second charge carrier section (105a, 105b) so that it comprises a predetermined polarization and is electrically isolated from at least one of the output contacts of the capacitor. Das Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der zweite Ladungsträgerabschnitt (105a, 105b) auf Basis des ersten Ladungsträgerabschnitts (102) erzeugt wird.The method according to the preceding claim, wherein the second charge carrier section (105a, 105b) is generated on the basis of the first charge carrier section (102). Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Ladungsträgerabschnitt (105a, 105b) von dem ersten Ladungsträgerabschnitt (102) zumindest teilweise umfasst wird.The method according to any one of the preceding claims, wherein the second charge carrier section (105a, 105b) is at least partially encompassed by the first charge carrier section (102). Das Verfahren nach den beiden vorherigen Ansprüchen, wobei der erste Ladungsträgerabschnitt (102) ein Dielektrikum, insbesondere Polypropylen, umfasst und das Erzeugen des zweiten Ladungsträgerabschnitts (105a, 105b) auf Basis einer Aktivierung des Dielektrikums erfolgt, insbesondere auf Basis einer plasmabasierten Aktivierung.The method according to the two preceding claims, wherein the first charge carrier section (102) comprises a dielectric, in particular polypropylene, and the generation of the second charge carrier section (105a, 105b) on the basis of a The dielectric is activated, in particular on the basis of a plasma-based activation. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Ladungsträgerabschnitt (105a, 105b) zwischen dem ersten Ladungsträgerabschnitt (102) und einer Metallisierung (103) erzeugt wird.The method according to any one of the preceding claims, wherein the second charge carrier section (105a, 105b) is produced between the first charge carrier section (102) and a metallization (103). Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Ladungsträgerabschnitt (105a, 105b) ein Elektret umfasst.The method according to any one of the preceding claims, wherein the second charge carrier section (105a, 105b) comprises an electret. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erzeugen des zweiten Ladungsträgerabschnitts (105a, 105b) - ein vorgegebenes elektrisches Feld; und/oder - ein vorgegebenes Spannungssignal umfasst, welches sich auf den ersten und/oder den zweiten Ladungsträgerabschnitt auswirkt.The method according to any one of the preceding claims, wherein the generation of the second charge carrier section (105a, 105b) - a given electric field; and or - comprises a predetermined voltage signal which affects the first and / or the second charge carrier section. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erzeugen des polarisierten zweiten Ladungsträgerabschnitts (105a, 105b) zumindest teilweise unter einer vorgegebenen Temperatur erfolgt, die in der Umgebung des zweiten Ladungsträgerabschnitts vorherrscht.The method according to any one of the preceding claims, wherein the generation of the polarized second charge carrier section (105a, 105b) takes place at least partially below a predetermined temperature which prevails in the vicinity of the second charge carrier section. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Ladungsträgerabschnitt (102) ein Dielektrikum, insbesondere ein Polypropylen, umfasst und dieses Dielektrikum zumindest teilweise eine oder mehrere Kavitäten aufweist.The method according to any one of the preceding claims, wherein the first charge carrier section (102) comprises a dielectric, in particular a polypropylene, and this dielectric at least partially has one or more cavities. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Ladungsträgerabschnitt (102) ein geschäumtes Dielektrikum, insbesondere ein geschäumtes Polypropylen, umfasst.The method according to any one of the preceding claims, wherein the first charge carrier section (102) comprises a foamed dielectric, in particular a foamed polypropylene. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren den Schritt umfasst: - Altern des Kondensators bis eine initiale Polarisierung einen vorgegebenen Wert erreicht hat, insbesondere unter den vorgegebenen Wert abgefallen ist.The method of any preceding claim, wherein the method comprises the step of: Aging of the capacitor until an initial polarization has reached a predetermined value, in particular has fallen below the predetermined value. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erzeugen des polarisierten zweiten Ladungsträgerabschnitts (105a, 105b) ein schnelles Aufwickeln einer Schicht des ersten Ladungsträgerabschnitts (102) und/oder des zweiten Ladungsträgerabschnitts (105a, 105b) umfasst.The method according to any one of the preceding claims, wherein generating the polarized second charge carrier section (105a, 105b) comprises rapidly winding up a layer of the first charge carrier section (102) and / or the second charge carrier section (105a, 105b). Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Ladungsträgerabschnitt (105a, 105b) eine vorgegebene strukturelle Ordnung, insbesondere eine vorgegebene Taktizität, aufweist.The method according to one of the preceding claims, wherein the second charge carrier section (105a, 105b) has a predetermined structural order, in particular a predetermined tacticity. Ein Kondensator (100), umfassend - einen ersten Ladungsträgerabschnitt (102); - eine erste Metallisierung (103) und eine zweite Metallisierung (103), welche den ersten Ladungsträgerabschnitt (102) umfassen; - Ausgangskontakte (101), die mit dem ersten Ladungsträgerabschnitt (102) elektrisch verbunden sind; - einen zweiten Ladungsträgerabschnitt (105a, 105b), der eine vorgegebene Polarisierung umfasst und elektrisch isoliert von wenigstens einem der Ausgangskontakte (101) des Kondensators ist.A capacitor (100) comprising - A first load carrier section (102); - A first metallization (103) and a second metallization (103) which comprise the first charge carrier section (102); - Output contacts (101) which are electrically connected to the first charge carrier section (102); - A second charge carrier section (105a, 105b) which comprises a predetermined polarization and is electrically isolated from at least one of the output contacts (101) of the capacitor. Ein Verfahren zum Ermitteln einer Polarisierung eines Kondensators (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend den Schritt: - Ermitteln einer vorgegebenen Polarisierung auf Basis eines elektromechanischen Modells des ersten Ladungsträgerabschnitts (102) und/oder des zweiten Ladungsträgerabschnitts (105a, 105b).A method for determining a polarization of a capacitor (100) according to the preceding claim, comprising the step of: - Determination of a predetermined polarization on the basis of an electromechanical model of the first charge carrier section (102) and / or the second charge carrier section (105a, 105b).
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