DE102018103166A1 - Kondensator - Google Patents

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DE102018103166A1
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Manuel Gómez
Fernando Rodriguez
Thomas Wagner
David PELÁEZ
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TDK Electronics AG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator, der wenigstens zwei Wicklungselemente (1), eine erste Sammelschiene (7) und eine zweite Sammelschiene (8) umfasst, wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) die Wicklungselemente (1) parallel miteinander verbinden und wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) so angeordnet sind, dass sie einander überlappen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator. Insbesondere kann der Kondensator ein metallisierter DC-Link-Folienkondensator sein.
  • Metallisierte DC-Link-Folienkondensatoren sind kritische Komponenten für viele Leistungselektronikanwendungen: erneuerbare Energien, elektrische Fahrzeuge, Zugkraft, Motorantriebe, unterbrechungsfreie Leistungsversorgung, Energieübertragung usw.
  • DC-Link-Kondensator-Anforderungen hängen stark von den Parametern eines Halbleiters, der in einem Wandler implementiert ist, der mit dem Kondensator verbunden ist, und einer Modulationsstrategie des Wandlers ab.
  • Die Entwicklung von Halbleitern mit breiter Bandlücke (WBGS: Wide-Bandgap Semiconductors) zu höherer Einschaltspannung hat die Eigenschaften von Hochleistungswandlern verändert: höhere Schaltfrequenzen, höhere Harmonischenfrequenzen, leichtere Kühlsysteme, höhere Leistungsdichte, kompaktere Gestaltung usw.
  • Infolgedessen sollte der Kondensator, um in solchen Anwendungen korrekt zu arbeiten, dazu in der Lage sein, bei hohen Frequenzen, z. B. Frequenzen oberhalb von 10 kHz, ohne allzu starke Verluste aufgrund von parasitären Induktivitäten und Kapazitäten zu arbeiten.
  • Bei Leistungswandlern wird, wenn ein Wechselstrom (AC: Alternating Current) in einen Niederspannungsgleichstrom (DC: Direct Current - Gleichstrom) oder Wechselstrom von einer Frequenz zu einer anderen umgewandelt wird, die Wechselspannung üblicherweise gleichgerichtet und geglättet. Sobald dies erzielt wurde, wird die Leistung dann zu einem Wechselrichter geführt, um die abschließende Ausgabe zu erhalten. Der Gleichstrom, der in den Wechselrichter eingespeist wird, wird DC-Link (Gleichspannung-Zwischenkreis) genannt. Wie der Name impliziert, werden die zwei Quellen mit einem Filterkondensator, der als DC-Link-Kondensator bezeichnet wird, miteinander verbunden.
  • Bei Elektrofahrzeuganwendungen wird der DC-Link-Kondensator als eine lastausgleichende Energiespeichervorrichtung verwendet. Der DC-Link-Kondensator ist zwischen dem Gleichstrom, d. h. der Batterie, und dem Wechselstrom, d. h. einer Lastseite, eines Spannungswechselrichters platziert.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Kondensator bereitzustellen, zum Beispiel einen Kondensator, der nicht viele Verluste aufgrund von parasitären Induktivitäten und Widerständen bei hohen Schaltfrequenzen erleidet.
  • Das Ziel wird durch einen Kondensator nach Anspruch 1 erreicht.
  • Ein Kondensator ist bereitgestellt, der wenigstens zwei Wicklungselemente, eine erste Sammelschiene und eine zweite Sammelschiene umfasst, wobei die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene die Wicklungselemente parallel miteinander verbinden und wobei die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene so angeordnet sind, dass sie einander überlappen.
  • Ein Wicklungselement kann eine Kapazitätseinheit sein. Jedes Wicklungselement des Kondensators kann die gleiche Kapazität aufweisen. Jedes Wicklungselement kann einen ersten Pol einer ersten Polarität, z. B. einer positiven Polarität, und einen zweiten Pol einer zweiten Polarität, z. B. einer negativen Polarität, aufweisen. Durch Anlegen einer Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Pol kann Energie in dem Wicklungselement gespeichert werden.
  • Eine Sammelschiene kann ein metallischer Streifen oder eine metallische Stange sein, der bzw. die für eine lokale Starkstromleistungsverteilung konfiguriert ist.
  • Aufgrund der Überlappung der ersten Sammelschiene und der zweiten Sammelschiene ist ein Kondensator bereitgestellt, der eine Eigenschaft aufweist, die für Leistungsanwendungen mit Spannungen oberhalb von 600 V und Schaltfrequenzen von mehr als 10 kHz gut geeignet ist. Wenn ein Strom durch die erste Sammelschiene fließt, wird ein Magnetfeld durch den Strom erzeugt. Wenn ein Strom durch die zweite Sammelschiene fließt, wird ferner ein anderes Magnetfeld durch diesen Strom erzeugt. Aufgrund der Überlappung der Sammelschienen weisen die Magnetfelder entgegengesetzte Orientierungen auf und schwächen daher einander ab oder heben einander sogar auf. Dementsprechend wird insgesamt möglicherweise nur ein sehr schwaches Magnetfeld erzeugt, wenn eine Spannung an die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene angelegt wird. Dies führt zu einer kleinen Induktivität der Verbindung der Sammelschienen und zwischen den Wicklungselementen.
  • Dementsprechend kann die Induktivität des Kondensators ebenfalls sehr klein sein.
  • Eine kleine Induktivität zwischen den Wicklungselementen ist für einen Leistungskondensator wichtig, da eine große Induktivität zu Resonanzeffekten und hohen Verlusten aufgrund parasitärer Induktivitäten und Widerstände führen würde.
  • Insgesamt kann durch jedes Wicklungselement mit der gleichen Kapazität und durch jede Verbindung von einem Anschluss zu einem Wicklungselement mit der gleichen Induktivität eine homogene Impedanz bereitgestellt werden. Aufgrund von Gestaltungsanforderungen ist es möglicherweise nicht immer möglich, die gleiche Induktivität für jedes Wicklungselement bereitzustellen. Anstatt zu versuchen, die Induktivitäten aneinander anzupassen, ist dementsprechend vorgeschlagen, die Induktivitäten durch Aufheben oder Abschwächen der Magnetfelder auf minimale Werte zu reduzieren.
  • Ein Kondensator mit einer ersten und einer zweiten Sammelschiene, die einander überlappen, können einen niedrigen äquivalenten Reihenwiderstand (ESR: Equivalent Series Resistance), einen frequenzstabilen ESR, einen homogenen ESR für jedes Wicklungselement, eine niedrige Reiheninduktivität (ESL), eine homogene ESL für jedes Wicklungselement und eine homogene interne Stromverteilung aufweisen. Interne Resonanzen können vermieden werden.
  • Die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene können so angeordnet sein, dass wenigstens 50 % der Fläche der ersten Sammelschiene von der zweiten Sammelschiene überlappt werden. Je größer die Überlappung zwischen den Sammelschienen ist, desto besser ist die Abschwächung oder Aufhebung der Magnetfelder. Bevorzugt sind die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene so angeordnet, dass wenigstens 70 % der Fläche der ersten Sammelschiene von der zweiten Sammelschiene überlappt werden. Noch bevorzugter sind die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene so angeordnet, dass wenigstens 90 % der Fläche der ersten Sammelschiene von der zweiten Sammelschiene überlappt werden.
  • In dem Überlappungsbereich der Sammelschienen kann ein dünner Isolator zwischen den Sammelschienen angeordnet sein, der einen Kurzschluss zwischen den Sammelschienen verhindert. Der dünne Isolator beeinflusst die Magnetfelder möglicherweise nicht signifikant.
  • Die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene können so angeordnet sein, dass ein Strom, der durch die erste Sammelschiene fließt, ein erstes Magnetfeld erzeugt, und ein Strom, der durch die zweite Sammelschiene fließt, ein zweites Magnetfeld erzeugt, wobei das erste Magnetfeld und das zweite Magnetfeld einander kompensieren. Die Kompensation der Magnetfelder kann zu einer geringen Induktivität und homogenen Impedanz für sämtliche Wicklungselemente führen. Dementsprechend zeigt der Kondensator möglicherweise keinerlei Resonanzeffekte, selbst wenn er bei Schaltfrequenzen oberhalb von 10 kHz betrieben wird.
  • Jedes Wicklungselement kann einen positiven Pol und einen negativen Pol aufweisen, wobei die erste Sammelschiene entweder mit dem positiven Pol jedes Wicklungselements oder mit dem negativen Pol jedes Wicklungselements verbunden ist. Die zweite Sammelschiene kann mit dem jeweiligen anderen des positiven Pols jedes Wicklungselements oder des negativen Pols jedes Wicklungselements verbunden sein. Die Sammelschienen können so konfiguriert sein, dass Ströme entgegengesetzter Polarität in den Sammelschienen fließen.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst der Kondensator eine fünfte Sammelschiene und eine sechste Sammelschiene. Die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene sind auf einer Seite des Stapels angeordnet und die fünfte und die sechste Sammelschiene sind auf einer Seite des Stapels angeordnet, die der Seite gegenüberliegt, auf der die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene angeordnet sind. Die fünfte Sammelschiene ist mit den gleichen Polen wie die erste Sammelschiene verbunden und die sechste Sammelschiene ist mit den gleichen Polen wie die zweite Sammelschiene verbunden.
  • Die Anordnung der fünften und sechsten Sammelschiene entgegengesetzt zu der ersten und zweiten Sammelschiene kann zu einer symmetrischen Kopplung von Strömen in die Wicklungselemente führen. Insbesondere können für jedes Wicklungselement die erste und die fünfte Sammelschiene mit einem Pol des Wicklungselements an zwei Positionen, die mit Bezug zueinander symmetrisch sind, verbunden sein und können die zweite und sechste Sammelschiene mit dem anderen Pol des Wicklungselements an zwei Positionen, die mit Bezug zueinander symmetrisch sind, verbunden sein.
  • Zudem kann der Kondensator besonders für Starkstromanwendungen geeignet sein, da Strom durch zwei Sammelschienen, d. h. die erste und die fünfte Sammelschiene bzw. die zweite und die sechste Sammelschiene, zu jedem Pol des Wicklungselements gekoppelt werden kann.
  • Die wenigstens zwei Wicklungselemente können in einem Stapel angeordnet sein, wobei die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene auf einer lateralen Fläche des Stapels angeordnet sind. Die laterale Fläche des Stapels kann eine Fläche sein, die senkrecht zu einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des Stapels ist, wobei Metallisierungen und Verbindungselemente zum Kontaktieren des Wicklungselements auf der oberen Fläche und der unteren Fläche des Wicklungselements angeordnet sind. Die obere Fläche des Stapels kann durch die oberen Flächen der Wicklungselemente gebildet sein. Die untere Fläche des Stapels kann durch die unteren Flächen der Wicklungselemente gebildet sein.
  • Die wenigstens zwei Wicklungselemente können in einem Stapel angeordnet sein, wobei die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene auf wenigstens zwei Flächen des Stapels angeordnet sind. Insbesondere können die erste und die zweite Sammelschiene eine oder mehrere laterale Flächen und/oder die obere Fläche und/oder die untere Fläche des Stapels vollständig oder teilweise bedecken.
  • Alle Wicklungselemente können in einem einzigen Stapel angeordnet sein. Der Stapel kann mehr als zwei Wicklungselemente umfassen.
  • In einer Stapelungsrichtung kann die erste Sammelschiene abwechselnd mit einer oberen Fläche eines Wicklungselements und einer unteren Fläche des nächsten Wicklungselements verbunden sein. In der Stapelungsrichtung kann die zweite Sammelschiene abwechselnd mit einer unteren Fläche eines Wicklungselements und einer oberen Fläche des nächsten Wicklungselements verbunden sein. Entsprechend ist die obere Fläche jedes Wicklungselements entweder mit der ersten Sammelschiene oder der zweiten Sammelschiene verbunden und ist die untere Fläche jedes Wicklungselements ebenfalls entweder mit der ersten Sammelschiene oder der zweiten Sammelschiene verbunden.
  • In dem Stapel können die oberen Flächen jedes Wicklungselements in die gleiche Richtung zeigen. Die untere Fläche jedes Wicklungselements kann entgegengesetzt zu der oberen Fläche des Wicklungselements sein. Die oberen Flächen der Wicklungselemente können die obere Fläche des Stapels bilden. Die unteren Flächen der Wicklungselemente können die untere Fläche des Stapels bilden, die der oberen Fläche des Stapels gegenüberliegt.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die Wicklungen auf eine abwechselnde Weise mit beiden Sammelschienen verbunden. Dadurch alternieren die Polaritäten der Wicklungselemente entlang der Stapelungsrichtung. Mit anderen Worten weist jedes Wicklungselement in der Stapelungsrichtung im Vergleich zu dem angrenzenden Wicklungselement eine entgegengesetzte Polarität auf.
  • Infolgedessen kann der magnetische Fluss in allen Verbindungen, einschließlich der Verbindung zwischen Wicklungselementen, kompensiert werden. Dies kann zu lediglich sehr kleinen parasitären Induktivitäten und Widerständen zwischen Wicklungselementen und zwischen Wicklungselementen und Anschlüssen führen. Durch Reduzieren der parasitären Induktivitäten und Widerstände ist die Impedanz von den Anschlüssen zu jeder Wicklung homogener zwischen den Wicklungselementen für jede Frequenz in der Bandbreite, in der der Kondensator betrieben werden kann. Dementsprechend ist die Leistungsfähigkeit des Kondensators in der kompletten Bandbreite aufgrund eines niedrigen und frequenzstabilen ESR, eines homogenen ESR von jedem Paar von Anschlüssen, einer niedrigen und homogenen ESL von jedem Paar von Anschlüssen, einer homogenen internen Stromverteilung und der Vermeidung interner Resonanzen besser.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform kann die erste Sammelschiene mit einer oberen Fläche von jedem der Wicklungselemente verbunden sein und kann die zweite Sammelschiene mit einer unteren Fläche von jedem der Wicklungselemente verbunden sein.
  • Der Kondensator kann wenigstens vier Wicklungselemente umfassen, wobei wenigstens zwei Wicklungselemente an einem ersten Stapel angeordnet sind und wenigstens zwei Wicklungselemente in einem zweiten Stapel angeordnet sind. Die Wicklungselemente können so in dem ersten Stapel bzw. in dem zweiten Stapel angeordnet sein, dass die obere Fläche des ersten Stapels eine Polarität aufweist, die entgegengesetzt zu der Polarität der oberen Fläche des zweiten Stapels ist. Diese Anordnung der Wicklungselemente in dem Stapel kann sicherstellen, dass ein Strom in den überlappenden Sammelschienen in einer entgegengesetzten Richtung fließt.
  • Die erste Sammelschiene und die zweite Sammelschiene können zwischen dem ersten Stapel und dem zweiten Stapel angeordnet sein. Dies kann Kontaktieren der ersten Sammelschiene und der zweiten Sammelschiene mit sowohl dem ersten Stapel als auch dem zweiten Stapel vereinfachen.
  • Die erste Sammelschiene kann mit den oberen Flächen der Wicklungselemente in dem ersten Stapel und mit den unteren Flächen der Wicklungselemente in dem zweiten Stapel verbunden sein. Die zweite Sammelschiene kann mit den unteren Flächen der Wicklungselemente in dem ersten Stapel und mit den oberen Flächen der Wicklungselemente in dem zweiten Stapel verbunden sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass jedes Wicklungselement des ersten Stapels angrenzend an ein Wicklungselement des zweiten Stapels angeordnet ist, das mit Bezug auf das Wicklungselement des ersten Stapels in seiner Polarität invertiert ist.
  • Die erste Sammelschiene kann auf der oberen Fläche des ersten Stapels und auf der oberen Fläche des zweiten Stapels angeordnet sein und mit den oberen Flächen der Wicklungselemente in dem ersten Stapel verbunden sein. Die zweite Sammelschiene kann auf der oberen Fläche des ersten Stapels und auf der oberen Fläche des zweiten Stapels angeordnet sein und mit den oberen Flächen der Wicklungselemente in dem zweiten Stapel verbunden sein. Entsprechend können sowohl die erste Sammelschiene als auch die zweite Sammelschiene auf den oberen Flächen beider Stapel angeordnet sein, was zu einer großen Überlappung der Sammelschienen führt.
  • Ferner kann der Kondensator eine dritte Sammelschiene und eine vierte Sammelschiene umfassen. Die dritte Sammelschiene kann auf der unteren Fläche des ersten Stapels und auf der unteren Fläche des zweiten Stapels angeordnet sein und mit den unteren Flächen der Wicklungselemente in dem ersten Stapel verbunden sein. Die vierte Sammelschiene kann auf der unteren Fläche des ersten Stapels und auf der unteren Fläche des zweiten Stapels angeordnet sein und mit den unteren Flächen der Wicklungselemente in dem zweiten Stapel verbunden sein, wobei die dritte Sammelschiene und die vierte Sammelschiene einander überlappen. Entsprechend können sowohl die dritte Sammelschiene als auch die vierte Sammelschiene auf den unteren Flächen beider Stapel angeordnet sein, was zu einer großen Überlappung der Sammelschienen führt.
  • Bei einer Ausführungsform kann der Kondensator vier Sammelschienen umfassen, wobei die Sammelschienen zwischen dem ersten Stapel und dem zweiten Stapel angeordnet sind und wobei die Sammelschienen so mit den Wicklungselementen verbunden sind, dass ein Strom in angrenzenden Sammelschienen in entgegengesetzten Richtungen fließt. Diese Anordnung der Sammelschienen kann zu einer besonders guten Aufhebung der Magnetfelder führen. Die vier Sammelschienen können so angeordnet sein, dass jede Sammelschiene, die mit einem Pol einer ersten Polarität verbunden ist, lediglich an Sammelschienen angrenzt, die mit Polen der zweiten Polarität verbunden sind, und umgekehrt grenzt jede Sammelschiene, die mit einem Pol einer zweiten Polarität verbunden ist, lediglich an Sammelschienen an, die mit Polen der ersten Polarität verbunden sind.
  • Insbesondere kann die erste Sammelschiene mit den oberen Flächen der Wicklungselemente in dem ersten Stapel mit einer ersten Polarität verbunden sein. Die zweite Sammelschiene kann mit den oberen Flächen der Wicklungselemente in dem zweiten Stapel mit einer zweiten Polarität, die entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist, verbunden sein. Die dritte Sammelschiene kann mit den unteren Flächen der Wicklungselemente in dem zweiten Stapel mit der ersten Polarität verbunden sein. Die vierte Sammelschiene kann mit den unteren Flächen der Wicklungselemente in dem ersten Stapel mit der zweiten Polarität verbunden sein. Die erste Sammelschiene kann direkt an die zweite Sammelschiene angrenzen. Die zweite Sammelschiene kann direkt an die dritte Sammelschiene angrenzen. Die dritte Sammelschiene kann direkt an die vierte Sammelschiene angrenzen.
  • Die Wicklungselemente weisen einen nichtkreisförmigen Durchmesser auf. Insbesondere können die Wicklungselemente flach sein. Flache Wicklungselemente können so in einem Stapel angeordnet sein, dass kein Platz zwischen den Wicklungselementen verschwendet wird.
  • Der Kondensator kann ein DC-Link-Kondensator sein. Der Kondensator kann eine beliebige Art von Kondensator sein. Zum Beispiel kann der Kondensator ein Folienkondensator oder ein Elektrolytkondensator sein. Der Kondensator kann ein Leistungskondensator sein.
  • Ein Elektrolytkondensator ist polarisiert - mit einem positiven und negativen Anschluss - und ist entweder mit einem chemischen oder festen Polymerelektrolyt gefüllt, was die Eigenschaft des Erzielens extrem großer Kapazitätswerte verleiht. Der Folienkondensator kann metallisierte Filme umfassen.
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
    • 1 bis 42 zeigen Kondensatoren gemäß einer ersten bis dreizehnten Ausführungsform.
    • 43 zeigt einen Vergleich des ESR eines Kondensators der siebten Ausführungsformen und eines Referenzkondensators.
    • 44 zeigt einen Referenzkondensator.
    • 45 bis 48 zeigen einen Kondensator gemäß einer vierzehnten Ausführungsform.
  • 1 und 2 zeigen einen Kondensator gemäß einer ersten Ausführungsform. 1 zeigt den Kondensator in einer Untersicht und 2 zeigt den Kondensator in einer Seitenansicht.
  • Der Kondensator ist ein DC-Link-Kondensator, der für Spannungen oberhalb von 600 V und Schaltfrequenzen von 10 kHz oder mehr gestaltet ist.
  • Der Kondensator umfasst mehrere Wicklungselemente 1. Bei der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform umfasst der Kondensator fünf Wicklungselemente 1. Jedoch kann der Kondensator auch eine beliebige andere Anzahl an Wicklungselementen 1 umfassen.
  • Jedes Wicklungselement 1 ist um eine Achse A gewickelt. Die Achse A erstreckt sich von einer unteren Fläche 2 des Wicklungselements 1 zu einer oberen Fläche 3 des Wicklungselements 1. Die obere Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 ist mit einer Metallisierung 4, der sogenannten Schoop-Schicht, bedeckt. Die Metallisierung 4 der oberen Fläche 3 ist mit einer ersten Elektrode oder einem ersten Satz von Elektroden des Wicklungselements verbunden. Die untere Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 ist ebenfalls mit einer Metallisierung 4, d. h. einer Schoop-Schicht, bedeckt. Die Metallisierung 4 der unteren Fläche 3 ist mit einer zweiten Elektrode oder einem zweiten Satz von Elektroden des Wicklungselements 1 verbunden. Die erste Elektrode und die Metallisierung 4 auf der oberen Fläche 3 oder der erste Satz von Elektroden und die Metallisierung 4 auf der oberen Fläche 3 bilden einen ersten Pol des Wicklungselements 1. Die zweite Elektrode und die Metallisierung 4 auf der unteren Fläche 2 oder der zweite Satz von Elektroden und die Metallisierung 4 auf der unteren Fläche 2 bilden einen zweiten Pol des Wicklungselements 1. Während des Betriebs des Kondensators 1 wird eine Spannung zwischen dem ersten Pol und dem zweiten Pol angelegt.
  • Zur Visualisierung ist der erste Pol mit einem „Plus“ in den Zeichnungen markiert und ist der zweite Pol mit einem „Minus“ markiert. Wenn Wechselstrom angelegt wird, kann die Polarisierung kontinuierlich verändert werden.
  • Auf der oberen Fläche 3 und auf der unteren Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 ist ein Verbindungselement 5, z. B. ein Verbindungstreifen oder ein Bonddraht, angeordnet.
  • Die Wicklungselemente 1 weisen einen nichtkreisförmigen Querschnitt auf. Insbesondere sind die Wicklungselemente 1 flach.
  • Die Wicklungselemente 1 sind in einem Stapel 6 angeordnet. Die Wicklungselemente 1 sind so in dem Stapel 6 angeordnet, dass die obere Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 in die gleiche Richtung zeigt. Die Wicklungselemente 1 sind so in dem Stapel 6 angeordnet, dass ihre Achsen A parallel sind. Eine obere Fläche 6a des Stapels 6 ist durch die oberen Flächen 3 der Wicklungselemente 1 gebildet. Ferner ist eine untere Fläche 6b des Stapels 6 durch die unteren Flächen 2 der Wicklungselemente 1 gebildet. Die untere Fläche 6b des Stapels 6 liegt der oberen Flächen 6a des Stapels 6 gegenüber. Zudem weist der Stapel 6 vier laterale Flächen 6c, 6d, 6e, 6f auf. Jede der lateralen Flächen 6c, 6d, 6e, 6f ist senkrecht zu der oberen Fläche 6a und zu der unteren Fläche 6b.
  • Der Kondensator umfasst eine erste Sammelschiene 7 und eine zweite Sammelschiene 8, die das Kontaktieren des Stapels 6 der Wicklungselemente 1 ermöglichen. Insbesondere ist die erste Sammelschiene 7 dazu konfiguriert, eine Spannung an die erste Elektrode oder den ersten Satz von Elektroden jedes Wicklungselements 1 anzulegen. Die zweite Sammelschiene 8 ist dazu konfiguriert, eine Spannung an die zweite Elektrode oder den zweiten Satz von Elektroden jedes Wicklungselements 1 anzulegen.
  • Die erste Sammelschiene 7 ist mit der oberen Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 verbunden. Insbesondere ist die erste Sammelschiene 7 mit dem Verbindungselement 5 auf der oberen Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 verbunden. Die zweite Sammelschiene 8 ist mit der unteren Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 verbunden. Insbesondere ist die zweite Sammelschiene 8 mit dem Verbindungselement 5 auf der unteren Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 verbunden.
  • Die erste Sammelschiene 7 umfasst wenigstens einen Anschluss 9. Die erste Sammelschiene 7 ist dazu konfiguriert, über den wenigstens einen Anschluss 9 mit einem Pol einer externen Leistungsversorgung, zum Beispiel eines Bipolartransistors mit isoliertem Gate (IGBT: Insulated-Gate Bipolar Transistor), verbunden zu werden. Die zweite Sammelschiene 8 umfasst ebenfalls wenigstens einen Anschluss 9. Die zweite Sammelschiene 8 ist dazu konfiguriert, über den wenigstens einen Anschluss 9 mit einem anderen Pol der externen Leistungsversorgung, zum Beispiel des Bipolartransistors mit isoliertem Gate (IGBT), verbunden zu werden. Sowohl die erste Sammelschiene 7 als auch die zweite Sammelschiene 8 können mehr als einen Anschluss 9 umfassen.
  • Bei der ersten Ausführungsform ist der Anschluss 9 der ersten Sammelschiene 7 bei der oberen Fläche 6a des Stapels 6 angeordnet und ist der Anschluss 9 der zweiten Sammelschiene 8 bei der unteren Fläche 6b des Stapels 6 angeordnet. Die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 sind auf einer lateralen Fläche 6e des Stapels 6 angeordnet. Außerdem überlappt die erste Sammelschiene 7 die obere Fläche 6a des Stapels teilweise. Die zweite Sammelschiene 8 überlappt die untere Fläche 6b des Stapels 6 teilweise.
  • Die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 sind so angeordnet, dass sie einander überlappen. Eine dünne Isolatorplatte ist zwischen der ersten Sammelschiene 7 und der zweiten Sammelschiene 8 in dem Überlappungsbereich der Sammelschienen 7, 8 angeordnet. Die dünne Isolatorplatte verhindert einen Kurzschluss zwischen den Sammelschienen. Die dünne Isolatorplatte ist in 1 und 2 nicht gezeigt.
  • Die erste Sammelschiene 7 ist dazu konfiguriert, eine Spannung an die erste Elektrode oder den ersten Satz von Elektroden jedes Wicklungselements 1 anzulegen. Die zweite Sammelschiene 8 ist dazu konfiguriert, eine Spannung an die zweite Elektrode oder den zweiten Satz von Elektroden jedes Wicklungselements 1 anzulegen. Da die erste Elektrode und die zweite Elektrode bzw. der erste Satz von Elektroden und der zweite Satz von Elektroden eine entgegengesetzte Polarität aufweisen, weisen ein Strom, der durch die erste Sammelschiene 7 fließt, und ein Strom, der durch die zweite Sammelschiene 8 fließt, eine entgegengesetzte Richtung auf.
  • Der Strom, der durch die erste Sammelschiene 7 fließt, erzeugt ein erstes Magnetfeld. Der Strom, der durch die zweite Sammelschiene 8 fließt, erzeugt ein zweites Magnetfeld. Da die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 einander überlappen und da die Ströme in der ersten Sammelschiene 7 und der zweiten Sammelschiene 8 entgegengesetzte Richtungen aufweisen, heben die Magnetfelder, die in der ersten Sammelschiene 7 und der zweiten Sammelschiene 8 erzeugt werden, einander auf oder schwächen einander wenigstens ab.
  • Dementsprechend führt die Anordnung der Sammelschienen 7, 8, die einander überlappen, zu reduzierten Magnetfeldern der Sammelschienen 7, 8. Dadurch wird die Induktivität der Sammelschienen 7, 8 reduziert. Da die Induktivität von der Sammelschiene 7, 8 zu jedem der Wicklungselemente 1 sehr gering und homogen ist und da jedes Wicklungselement 1 die gleiche Kapazität aufweist, weist jedes Wicklungselement 1 fast die gleiche Impedanz auf. Falls die Wicklungselemente 1 unterschiedliche Impedanzen aufwiesen, würden Resonanzeffekte in dem Kondensator, insbesondere, wenn hohe Schaltfrequenzen oberhalb von 10 kHz angewendet werden, unvermeidbar sein. Aufgrund der sich überlappenden Sammelschienen 7, 8 ist die Impedanz für jedes Wicklungselement 1 beinahe gleich, sodass keine signifikanten Resonanzeffekte auftreten. Entsprechend können die Verluste in dem Kondensator reduziert werden. Insbesondere werden parasitäre Induktivitäten und Widerstände stark reduziert. Die Impedanz von dem Anschluss 9 zu jedem Wicklungselement 1 ist in sämtlichen Frequenzbandbreiten homogen. Dies führt zu einem niedrigen äquivalenten Reihenwiderstand (ESR), einem frequenzstabilen ESR, einem homogenen ESR zwischen jedem Anschluss und jedem Verbindungselement, einer niedrigen äquivalenten Reiheninduktivität (ESL), einer homogenen ESL zwischen jedem Anschluss und jedem Verbindungselement und der Vermeidung einer internen Resonanz. Dies ermöglicht den Betrieb des Kondensators bei Spannungen oberhalb von 600 V und bei Schaltfrequenzen von mehr als 10 kHz.
  • Die Verwendung der Sammelschienen 7, 8, die mit den Verbindungselementen 5 jedes Wicklungselements 1 verbunden sind, wie in 1 und 2 gezeigt ist, führt zu einer homogenen internen Stromverteilung. Insbesondere ist die Länge, entlang welcher sich der Strom von dem Anschluss 9 der Sammelschiene 7, 8 durch die Sammelschienen 7, 8 zu dem Verbindungselement 5 bewegen muss, grob die gleiche. Aufgrund der Gestaltung des Kondensators ist es nicht möglich, die Sammelschiene 7, 8 so zu gestalten, dass die Länge, entlang welcher sich der Strom bewegen muss, für jedes Wicklungselement 1 identisch ist. Da die Induktivität der Sammelschienen 7, 8 aufgrund der Aufhebung der Magnetfelder sehr gering ist, beeinträchtigen jedoch die Unterschiede der Länge, entlang welcher sich der Strom bewegen muss, die Leistungsfähigkeit der Wicklungselemente 1 nicht erheblich.
  • 3 und 4 zeigen einen Kondensator gemäß einer zweiten Ausführungsform. 3 zeigt eine Untersicht des Kondensators und 4 zeigt eine Seitenansicht.
  • Der Kondensator gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst eine fünfte Sammelschiene 10 und eine sechste Sammelschiene 11. Die fünfte 10 und die sechste Sammelschiene 11 sind mit Bezug auf die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 auf einer gegenüberliegenden lateralen Seite des Stapels 6 angeordnet.
  • Bei dem Kondensator der zweiten Ausführungsform umfasst jedes Wicklungselement 1 zwei Verbindungselemente 5, die bei seiner oberen Fläche 3 angeordnet sind, und zwei Verbindungselemente 5, die bei seiner unteren Fläche 2 angeordnet sind. Die Verbindungselemente 5, die bei der oberen Fläche 3 angeordnet sind, sind beide mit der Metallisierung 4, die die obere Fläche 3 bedeckt, und dadurch mit der ersten Elektrode bzw. dem ersten Satz von Elektroden verbunden. Die Verbindungselemente 5, die bei der unteren Fläche 2 angeordnet sind, sind beide mit der Metallisierung 4, die die untere Fläche 2 bedeckt, und dadurch mit der zweiten Elektrode bzw. dem zweiten Satz von Elektroden verbunden.
  • Die fünfte Sammelschiene 10 ist mit der oberen Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 verbunden. Insbesondere ist die erste Sammelschiene 7 mit einem der Verbindungselemente 5 auf der oberen Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 verbunden und ist die fünfte Sammelschiene 10 mit dem jeweiligen anderen Verbindungselement 5 auf der oberen Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 verbunden.
  • Die sechste Sammelschiene 11 ist mit der unteren Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 verbunden. Insbesondere ist die zweite Sammelschiene 8 mit einem der Verbindungselemente 5 auf der unteren Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 verbunden und ist die sechste Sammelschiene 11 mit dem jeweiligen anderen Verbindungselement 5 auf der unteren Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 verbunden.
  • Entsprechend kann gemäß der zweiten Ausführungsform ein Strom in jedes Wicklungselement 1 durch die erste Sammelschiene 7 und durch die fünfte Sammelschiene 10 zu der ersten Elektrode oder dem ersten Satz von Elektroden und durch die zweite Sammelschiene 8 und durch die sechste Sammelschiene 11 zu der zweiten Elektrode oder dem zweiten Satz von Elektroden gekoppelt werden. Da der Strom durch zwei Sammelschienen an zwei Punkten in jeden Pol des Wicklungselements 1 gekoppelt wird, ist der Kondensator gemäß der zweiten Ausführungsform dazu konfiguriert, durch stärkere Ströme als der Kondensator gemäß der ersten Ausführungsform betrieben zu werden.
  • Die fünfte und die sechste Sammelschiene 10, 11 überlappen einander. Dementsprechend heben ihre Magnetfelder einander auf oder schwächen einander wenigstens ab. Daher weisen die fünfte und die sechste Sammelschiene 10, 11 auch eine niedrige Induktivität auf.
  • Zudem ist der Kondensator der zweiten Ausführungsform symmetrisch, da der Strom in jeden Pol jedes Wicklungselements 1 von zwei Positionen aus induziert werden kann, die symmetrisch zueinander sind. Diese symmetrische Gestaltung des Kondensators kann Resonanzeffekte weiter reduzieren, wodurch Verluste aufgrund von parasitären Impedanzen und Widerständen reduziert werden.
  • 5 bis 10 zeigen einen Kondensator gemäß einer dritten Ausführungsform. 5 zeigt den Kondensator in einer perspektivischen Ansicht. 6 zeigt den Kondensator in einer Seitenansicht. 7 zeigt den Kondensator in einer Draufsicht. 8 zeigt den Kondensator in einer anderen Seitenansicht, die relativ zu 6 um 90 Grad gedreht ist. 9 zeig die Sammelschienen 7, 8 und die Wicklungselemente 1 des Kondensators in einer perspektivischen Ansicht. 10 zeigt nur die Sammelschienen 7, 8 in einer perspektivischen Ansicht.
  • Der Kondensator gemäß der dritten Ausführungsform umfasst ebenfalls eine erste Sammelschiene 7, die mit der ersten Elektrode oder dem ersten Satz von Elektroden jedes Wicklungselements 1 verbunden ist, und eine zweite Sammelschiene 8, die mit der zweiten Elektrode oder dem zweiten Satz von Elektroden jedes Wicklungselements 1 verbunden ist. Die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 sind beide auf einer ersten lateralen Fläche 6e des Stapels 6 angeordnet. Die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 überlappen auf der ersten lateralen Fläche 6e vollständig. Ferner überlappt die erste Sammelschiene 7 die obere Fläche 6a des Stapels 6 teilweise und überlappt die zweite Sammelschiene 8 die untere Fläche 6b des Stapels 6 teilweise. Die erste Sammelschiene 7 ist elektrisch mit der Metallisierung 4 auf der oberen Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 verbunden. Die zweite Sammelschiene 8 ist elektrisch mit der Metallisierung 4 auf der unteren Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 verbunden. Wie in 9 gezeigt, ist eine Isolatorplatte 12 zwischen der ersten Sammelschiene 7 und der zweiten Sammelschiene 8 angeordnet, um einen Kurzschluss zwischen den Sammelschienen zu vermeiden. Die Isolatorplatte 12 ist so dünn, dass sie das Magnetfeld nicht signifikant beeinflusst.
  • Wie bereits mit Bezug auf die vorherigen Ausführungsformen besprochen, wird ein Magnetfeld, das durch einen Strom erzeugt wird, der durch die erste Sammelschiene 7 fließt, aufgrund der Überlappung der Sammelschienen 7, 8 durch ein Magnetfeld, das durch einen Strom erzeugt wird, der durch die zweite Sammelschiene 8 fließt, abgeschwächt oder aufgehoben, wobei der Strom durch die zweite Sammelschiene 7 in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Strom fließt, der durch die erste Sammelschiene 7 fließt. Dies führt zu einer sehr niedrigen Induktivität.
  • 11 bis 14 zeigen einen Kondensator gemäß einer vierten Ausführungsform. 11 zeigt eine Draufsicht des Kondensators. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kondensators. 13 zeigt eine Seitenansicht und 14 zeigt eine andere Seitenansicht aus einem unterschiedlichen Winkel. Der Kondensator gemäß der vierten Ausführungsform weicht von der dritten Ausführungsform in der Anordnung der Anschlüsse 9 der Sammelschienen 7, 8 ab. Gemäß der dritten Ausführungsform sind die Anschlüsse 9 auf der ersten lateralen Fläche 6e des Stapels 6 angeordnet. Gemäß der vierten Ausführungsform sind die Anschlüsse 9 auf der oberen Fläche 6a des Stapels 6 angeordnet.
  • Ferner sind die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 bei der vierten Ausführungsform unterschiedlich gestaltet. Insbesondere ist jede der ersten und zweiten Sammelschiene 7, 8 so angeordnet, dass sie die erste laterale Fläche 6e des Stapels 6 vollständig bedeckt und dass sie die obere Fläche 6a und die untere Fläche 6b des Stapels 6 teilweise bedeckt.
  • Zudem weicht der Kondensator der vierten Ausführungsform von den vorherigen Ausführungsformen in der Anzahl an Wicklungselementen 1 ab. Der Kondensator der vierten Ausführungsform umfasst neun Wicklungselemente 1. Der Kondensator kann ebenfalls mit einer beliebigen anderen Anzahl an Wicklungselementen 1 konstruiert werden.
  • Bei der vierten Ausführungsform überlappen die erste und die zweite Sammelschiene 7, 8 einander ebenfalls, was zu einer Aufhebung oder Abschwächung der Magnetfelder führt, die durch Ströme erzeugt werden, die durch die Sammelschienen 7, 8 fließen.
  • 15 bis 18 zeigen einen Kondensator gemäß einer fünften Ausführungsform. Die fünfte Ausführungsform weicht von den vorherigen Ausführungsformen in der Gestaltung der ersten Sammelschiene 7 und der zweiten Sammelschiene 8 ab.
  • Die Sammelschienen 7, 8 sind, ähnlich der zweiten Ausführungsform, in zwei Punkten mit jedem Wicklungselement 1 verbunden. Jedoch ist, anstatt zwei separate Sammelschienen 7, 8 bereitzustellen, die mit dem gleichen Pol jedes Wicklungselements 1 verbunden sind, wie bei der zweiten Ausführungsform gezeigt, die erste Sammelschiene 7 so geformt, dass sie beide Verbindungselemente 5 auf der oberen Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 kontaktiert. Die zweite Sammelschiene 8 ist so geformt, dass sie beide Verbindungselemente 5 auf der unteren Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 kontaktiert. Die erste und die zweite Sammelschiene 7, 8 bedecken drei laterale Flächen 6c, 6d, 6e des Stapels 6 vollständig und bedecken die obere Fläche 6a und die untere Fläche 6b des Stapels 6 teilweise.
  • Die erste und die zweite Sammelschiene 7, 8 überlappen einander. Insbesondere sind die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 an beinahe identischen Positionen angeordnet. Die zweite Sammelschiene 8 überlappt mehr als 90 % der Fläche der ersten Sammelschiene 7. Die Überlappung der Sammelschienen 7, 8 führt zu einer sehr niedrigen Induktivität, wie oben besprochen ist.
  • Wie mit Bezug auf die zweite Ausführungsform besprochen, ist der Kondensator der fünften Ausführungsform für starke Ströme geeignet, da der Strom über zwei Verbindungselemente 5 zu jedem Pol jedes Wicklungselements 1 gekoppelt wird.
  • 19 und 20 zeigen einen Kondensator gemäß einer sechsten Ausführungsform. 19 zeigt eine Draufsicht des Kondensators und 20 zeigt eine Seitenansicht des Kondensators.
  • Der Kondensator umfasst zwei Stapel 6, 13, wobei jeder Stapel 6, 13 aus mehreren Wicklungselementen 1 besteht. Die Wicklungselemente 1 in dem ersten Stapel 6 sind so angeordnet, dass sie im Vergleich zu angrenzenden Wicklungselementen 1 in dem zweiten Stapel 13 in ihrer Polarität invertiert sind. Insbesondere entspricht die obere Fläche 3 der Wicklungselemente 1 des ersten Stapels 6 dem ersten Pol und entspricht die obere Fläche 3 der Wicklungselemente 1 des zweiten Stapels 13 dem zweiten Pol.
  • Der Kondensator gemäß der sechsten Ausführungsform umfasst eine erste Sammelschiene 7 und eine zweite Sammelschiene 8. Sowohl die erste als auch die zweite Sammelschiene 7, 8 weisen einen z-förmigen Querschnitt auf. Sowohl die erste Sammelschiene 7 als auch die zweite Sammelschiene 8 sind zwischen den zwei Stapeln 6, 13 angeordnet. Zudem bedeckt die erste Sammelschiene 7 die obere Fläche 6a des ersten Stapels 6 teilweise und bedeckt die untere Fläche 13b des zweiten Stapels 13 teilweise. Die erste Sammelschiene 7 ist mit dem Verbindungselement 5 jedes Wicklungselements 1 auf der oberen Fläche 6a des ersten Stapels 6 und mit jedem Verbindungselement 5 auf der unteren Fläche 13b jedes Wicklungselements 1 in dem zweiten Stapel 13 verbunden.
  • Umgekehrt ist die zweite Sammelschiene 8 mit jedem Verbindungselement 5 auf der unteren Fläche 2 jedes Wicklungselements 1 des ersten Stapels 6 und mit dem Verbindungselement 5 auf der oberen Fläche 3 jedes Wicklungselements 1 des zweiten Stapels 13 verbunden. Der Strom, der durch die erste Sammelschiene 7 fließt, wird an den ersten Pol des ersten Stapels 6 und den ersten Pol des zweiten Stapels 13 angelegt und der Strom, der durch die zweite Sammelschiene 8 fließt, wird an den zweiten Pol des ersten Stapels 6 und den zweiten Pol des zweiten Stapels 13 angelegt. Bei dem ersten Stapel 6 ist der erste Pol bei der oberen Fläche 6a des Stapels 6 angeordnet und bei dem zweiten Stapel 13 ist der zweite Pol bei der oberen Fläche des zweiten Stapels 13a angeordnet. Entsprechend fließen die Ströme, die durch die Sammelschienen 7, 8 fließen, in entgegengesetzten Richtungen, was zu Magnetfeldern führt, die einander aufheben oder abschwächen. Dadurch wird ein Kondensator mit sehr niedriger Induktivität und homogener Impedanz zwischen Wicklungselementen bereitgestellt.
  • 21 bis 23 zeigen einen Kondensator gemäß einer siebten Ausführungsform. 21 zeigt den Kondensator in einer perspektivischen Ansicht. 22 zeigt den Kondensator in einer Draufsicht und 23 zeigt den Kondensator in einer Seitenansicht.
  • Der Kondensator umfasst ebenfalls zwei Stapel von Wicklungselementen 1, wie bereits mit Bezug auf die sechste Ausführungsform besprochen wurde. Die Gestaltung der Sammelschienen ist bei der siebten Ausführungsform verschieden.
  • Bei der siebten Ausführungsform ist die erste Sammelschiene 7 bei den oberen Flächen 6a, 13a von sowohl dem ersten Stapel 6 als auch dem zweiten Stapel 13 angeordnet. Die erste Sammelschiene 7 ist nur mit den Verbindungselementen 5 auf den oberen Flächen 3 der Wicklungselemente 1 in dem ersten Stapel 6 verbunden. Die erste Sammelschiene 7 ist nicht elektrisch mit der oberen Fläche 13a des zweiten Stapels 13 verbunden. Die zweite Sammelschiene 8 ist nur mit den Verbindungselementen 5 auf den oberen Flächen 3 der Wicklungselemente 1 in dem zweiten Stapel 13 verbunden. Die zweite Sammelschiene 8 ist nicht elektrisch mit der oberen Fläche 6a des ersten Stapels 6 verbunden. Zudem überlappen beide Sammelschienen 7, 8 einander.
  • Außerdem umfasst der Kondensator eine dritte Sammelschiene 14, die mit den Verbindungselementen 5 auf der unteren Fläche 13b des zweiten Stapels 13 verbunden ist, und eine vierte Sammelschiene 15, die mit den Verbindungselementen 5 auf der unteren Fläche 6b des ersten Stapels 6 verbunden ist. Die dritte Sammelschiene 14 und die vierte Sammelschiene 15 sind beide auf den unteren Flächen 6b, 13b der beiden Stapel 6, 13 angeordnet und überlappen einander.
  • Die erste Sammelschiene 7 und die dritte Sammelschiene 14 sind dazu konfiguriert, einen Strom an die Elektroden des ersten Pols anzulegen. Die zweite Sammelschiene 8 und die vierte Sammelschiene 15 sind dazu konfiguriert, einen Strom an die Elektroden des zweiten Pols anzulegen. Die Magnetfelder der dritten Sammelschiene 14 und der zweiten Sammelschiene 15 heben einander auf oder schwächen einander ab, da die Sammelschienen 14, 15 einander überlappen und da die Ströme in den Sammelschienen 14, 15 in entgegengesetzten Richtungen fließen.
  • 24 und 25 zeigen einen Kondensator gemäß einer achten Ausführungsform. Die Sammelschienen 7, 8, 14, 15 der achten Ausführungsform überlappen einander ebenfalls. Der Kondensator der achten Ausführungsform umfasst ebenfalls zwei Stapel 6, 13 von Wicklungselementen 1. Im Gegensatz zu der sechsten und siebten Ausführungsform sind die Wicklungselemente 1 in den Stapeln nicht um 90° gedreht.
  • 26 bis 28 zeigen einen Kondensator gemäß einer neunten Ausführungsform. 26 zeigt eine Draufsicht des Kondensators, 27 zeigt eine Seitenansicht des Kondensators und 28 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kondensators.
  • Der Kondensator umfasst vier Sammelschienen 7, 8, 14, 15. Zudem umfasst der Kondensator zwei Stapel 6, 13 von Wicklungselementen 1. Die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 sind auf einer lateralen Seite 6e des ersten Stapels 6 von Wicklungselementen 1 angeordnet. Zudem bedecken die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 die obere Fläche 6a und die untere Fläche 6b des ersten Stapels 6 teilweise. Die erste Sammelschiene 7 ist mit den Verbindungselementen 5 auf der oberen Fläche 3 der Wicklungselemente 1 des ersten Stapels 6 verbunden. Die zweite Sammelschiene 8 ist mit den Verbindungselementen 5 auf der unteren Fläche 6b des ersten Stapels 6 verbunden.
  • Ferner sind eine dritte Sammelschiene 14 und eine vierte Sammelschiene 15 auf einer lateralen Fläche 13e des zweiten Stapels 13 angeordnet. Insbesondere sind die dritte Sammelschiene 14 und die vierte Sammelschiene 15 auf der lateralen Fläche 13e angeordnet, die direkt an die laterale Fläche 6e des ersten Stapels 6 angrenzt, auf der die erste und die zweite Sammelschiene 7, 8 angeordnet sind. Die dritte Sammelschiene 14 ist mit den Verbindungselementen 5 auf der unteren Fläche 13b des zweiten Stapels 13 verbunden. Die vierte Sammelschiene 15 ist mit den Verbindungselementen 5 auf der oberen Fläche 13a des zweiten Stapels 13 verbunden.
  • 29 zeigt eine schematische Ansicht, die die Verbindungen der Sammelschienen 7, 8, 14, 15 und der Wicklungselemente 1 erklärt. Der Einfachheit halber ist in 29 der erste Pol wieder mit einem „Plus“ markiert und ist der zweite Pol wieder mit einem „Minus“ markiert. Es kann in 29 gesehen werden, dass Sammelschienen mit entgegengesetzten Polaritäten aneinander angrenzend angeordnet sind. Insbesondere weist jede Sammelschiene eine entgegengesetzte Polarität mit Bezug auf ihre angrenzenden Sammelschienen auf. Da die vier Sammelschienen 7, 8, 14, 15 in dem Spalt zwischen den zwei Stapeln 6, 13 überlappen, wird dementsprechend sichergestellt, dass ihre Magnetfelder einander sehr effizient aufheben. Diese Gestaltung führt zu einer noch niedrigeren Induktivität und einer noch homogeneren Impedanz zwischen den Wicklungselementen.
  • 30 und 31 zeigen einen Kondensator gemäß einer zehnten Ausführungsform. Der Kondensator der zehnten Ausführungsform umfasst ebenfalls zwei parallele Stapel 6, 13 von Wicklungselementen 1 und vier Sammelschienen 7, 8, 14, 15, die zwischen den Wicklungselementen 1 angeordnet sind. Der Kondensator gemäß der zehnten Ausführungsform weicht von dem Kondensator der neunten Ausführungsform nur in der Anordnung der Anschlüsse 9 der Sammelschiene ab.
  • 32 und 33 zeigen einen Kondensator gemäß einer elften Ausführungsform. Der Kondensator gemäß der elften Ausführungsform basiert auf dem Kondensator gemäß der zehnten Ausführungsformen und umfasst zusätzlich eine fünfte und sechste Sammelschiene 10, 11, die auf einer lateralen Fläche 6f des ersten Stapels 6 angeordnet sind, und eine siebte und achte Sammelschiene 16, 17, die auf einer lateralen Fläche 13f des zweiten Stapels 13 angeordnet sind. Der Kondensator gemäß der elften Ausführungsform ist dazu gestaltet, einen Strom an jeden Pol jedes Stapels 6, 13 an zwei Positionen anzulegen, wodurch, ähnlich der zweiten Ausführungsform, das Anlegen stärkerer Ströme ermöglicht wird. Dieser Kondensator stellt ferner einen hohen Symmetriegrad bereit, was zu noch weniger Resonanzeffekten führt. Dadurch werden Verluste aufgrund parasitärer Induktivitäten und Widerstände weiter reduziert.
  • 34 bis 37 zeigen einen Kondensator gemäß einer zwölften Ausführungsform. 38 zeigt die Sammelschienen 7, 8, 14, 15 des Kondensators der zwölften Ausführungsform. 39 zeigt ebenfalls eine perspektivische Ansicht der Sammelschienen 7, 8, 14, 15 der zwölften Ausführungsform aus einer unterschiedlichen Perspektive. Die Sammelschienen 7, 8, 14, 15 sind so gebogen und gefaltet, dass ein Stapel gebildet wird, bei dem alternativ Sammelschienen der ersten Polarität und Sammelschienen der zweiten Polarität einander überlappend angeordnet sind und der am besten in 39 gesehen werden kann. Dünne Isolationsplatten 12 sind zwischen den Sammelschienen 7, 8, 14, 15 angeordnet, um einen Kurzschluss zu verhindern. Wie mit Bezug auf die vorherigen Ausführungsformen besprochen, stellt diese Gestaltung der Sammelschienen 7, 8, 14, 15 ebenfalls sicher, dass die Magnetfelder einander aufheben, was zu einer niedrigen Induktivität führt. Der Einfachheit halber sind die Isolatorplatten in 38 nicht gezeigt.
  • 40 bis 42 zeigen einen Kondensator gemäß einer dreizehnten Ausführungsform. Der Kondensator gemäß der dreizehnten Ausführungsform führt zu zwei Kondensatoren gemäß der fünften Ausführungsform, die nebeneinander angeordnet sind und zwei Stapel 6, 13 von Wicklungselementen 1 bilden, wobei die Wicklungselemente 1 bei dem zweiten Stapel 13 mit Bezug auf ihre Polarität entgegengesetzt angeordnet sind. Wieder überlappen die Sammelschienen 7, 8, 14, 15 mit entgegengesetzten Polaritäten einander, was zu einer Aufhebung oder Abschwächung der jeweiligen Magnetfelder führt.
  • 43 zeigt eine graphische Darstellung des ESR über die Frequenz eines Kondensators gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der durch Kurve C1 repräsentiert wird, im Vergleich zu einem Referenzkondensator, wie in 44 gezeigt, bei dem Sammelschienen entgegengesetzter Polaritäten einander nicht überlappen und der durch Kurve C2 repräsentiert wird. Es kann in 43 gesehen werden, dass der ESR des Referenzkondensators höher als der ESR des Kondensators gemäß der siebten Ausführungsform ist und dass er aufgrund einer nichthomogenen internen Stromverteilung und interner Resonanzen weniger frequenzstabil ist. Insbesondere kann bei Frequenzen von mehr als 10 kHz eine signifikante Reduzierung des ESR in dem Kondensator gemäß der siebten Ausführungsform beobachtet werden.
  • 45 bis 48 zeigen einen Kondensator gemäß einer vierzehnten Ausführungsform. 45, 47 und 48 zeigen perspektivische Ansichten des Kondensators gemäß einer vierzehnten Ausführungsform. 46 zeigt die erste und die zweite Sammelschiene 7, 8 des Kondensators. Zudem zeigt 46 eine Isolatorplatte 12, die zwischen den Sammelschienen 7, 8 angeordnet ist.
  • Die Wicklungselemente 1 des Kondensators sind in einem einzigen Stapel 6 angeordnet. Die Wicklungselemente 1 wechseln sich hinsichtlich ihrer Polarität in einer Stapelungsrichtung S ab.
  • Die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 sind beide auf einer lateralen Fläche 6c des Stapels 6 angeordnet. Die erste Sammelschiene 7 und die zweite Sammelschiene 8 überlappen einander auf der lateralen Fläche 6a des Stapels. Ferner überlappen sowohl die erste Sammelschiene 7 als auch die zweite Sammelschiene 8 mit der oberen Fläche 6a des Stapels 6 und mit der unteren Fläche 6b des Stapels 6.
  • In der Stapelungsrichtung S ist die erste Sammelschiene 7 abwechselnd mit der oberen Fläche 3 eines Wicklungselements 1 und der unteren Fläche 2 des angrenzenden Wicklungselements 1 verbunden. Die zweite Sammelschiene 8 ist mit der jeweiligen anderen Fläche, d. h. der unteren Fläche 3 des einen Wicklungselements 1 und der oberen Fläche 2 des angrenzenden Wicklungselements 1, verbunden. Diese Verbindung der zwei Sammelschienen 7, 8 mit den Wicklungselementen 1 auf eine abwechselnde Weise führt dazu, dass die Wicklungselemente 1 abwechselnde Polaritäten entlang der Stapelungsrichtung S aufweisen. Dadurch können die magnetischen Flüsse angrenzender Wicklungselemente 1 einander kompensieren.
  • Aufgrund der Kompensation des magnetischen Flusses sind die parasitären Induktivitäten und Widerstände zwischen den Wicklungselementen 1 und zwischen den Wicklungselementen 1 und den Anschlüssen reduziert. Dadurch ist die Impedanz von den Anschlüssen 9 zu jedem Wicklungselement 1 zwischen Wicklungselementen 1 in der gesamten Bandbreite homogener, sodass die Leistungsfähigkeit des Kondensators in der gesamten Bandbreite besser ist. Insbesondere weist der Kondensator einen niedrigen und frequenzstabilen ESR, einen homogenen ESR von jedem Paar von Anschlüssen, eine niedrige und homogene ESL von jedem Paar von Anschlüssen, eine homogene interne Stromverteilung auf und werden interne Resonanzen vermieden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wicklungselement
    2
    untere Fläche eines Wicklungselements
    3
    obere Fläche eines Wicklungselements
    4
    Metallisierung
    5
    Verbindungselement
    6
    (erster) Stapel
    6a
    obere Fläche des Stapels
    6b
    untere Fläche des Stapels
    6c
    laterale Fläche des Stapels
    6d
    laterale Fläche des Stapels
    6e
    laterale Fläche des Stapels
    6f
    laterale Fläche des Stapels
    7
    erste Sammelschiene
    8
    zweite Sammelschiene
    9
    Anschluss
    10
    fünfte Sammelschiene
    11
    sechste Sammelschiene
    12
    Isolationsplatte
    13
    zweiter Stapel
    13a
    obere Fläche des zweiten Stapels
    13b
    untere Fläche des zweiten Stapels
    14
    dritte Sammelschiene
    15
    vierte Sammelschiene
    16
    siebte Sammelschiene
    17
    achte Sammelschiene
    A
    Achse
    S
    Stapelungsrichtung

Claims (18)

  1. Kondensator der wenigstens zwei Wicklungselemente (1), eine erste Sammelschiene (7) und eine zweite Sammelschiene (8) umfasst, wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) die Wicklungselemente (1) parallel miteinander verbinden und wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) so angeordnet sind, dass sie einander überlappen.
  2. Kondensator nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) so angeordnet sind, dass wenigstens 50 % der Fläche der ersten Sammelschiene (7) von der zweiten Sammelschiene (8) überlappt werden.
  3. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) so angeordnet sind, dass ein Strom, der durch die erste Sammelschiene (7) fließt, ein erstes Magnetfeld erzeugt, und ein Strom, der durch die zweite Sammelschiene (8) fließt, ein zweites Magnetfeld erzeugt, wobei das erste Magnetfeld und das zweite Magnetfeld einander kompensieren.
  4. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Wicklungselement (1) einen positiven Pol und einen negativen Pol aufweist, wobei die erste Sammelschiene (7) entweder mit dem positiven Pol jedes Wicklungselements (1) oder mit dem negativen Pol jedes Wicklungselements (1) verbunden ist, und wobei die zweite Sammelschiene (8) mit dem jeweiligen anderen des positiven Pols jedes Wicklungselements (1) oder des negativen Pols jedes Wicklungselements (1) verbunden ist.
  5. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei Wicklungselemente (1) in einem Stapel (6) angeordnet sind.
  6. Kondensator nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Sammelschiene (7) in der Stapelungsrichtung (S) abwechselnd mit einer oberen Fläche (3) eines Wicklungselements (1) und einer unteren Fläche (2) des nächsten Wicklungselements (1) verbunden ist, und wobei die zweite Sammelschiene (8) in der Stapelungsrichtung (S) abwechselnd mit einer unteren Fläche (2) eines Wicklungselements (1) und einer oberen Fläche (3) des nächsten Wicklungselements (1) verbunden ist.
  7. Kondensator nach Anspruch 5, wobei die erste Sammelschiene (7) mit einer oberen Fläche (3) jedes Wicklungselements (1) verbunden ist, und wobei die zweite Sammelschiene (8) mit einer unteren Fläche (2) jedes Wicklungselements (1) verbunden ist.
  8. Kondensator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) auf einer lateralen Fläche (6e) des Stapels (6) angeordnet sind.
  9. Kondensator nach einem der Ansprüche 5 bis 8, der eine fünfte Sammelschiene (10) und eine sechste Sammelschiene (11) umfasst, wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) auf einer Seite (6e) des Stapels (6) angeordnet sind und die fünfte und die sechste Sammelschiene (10, 11) auf einer Seite (6f) des Stapels (6) angeordnet sind, die der Seite (6e) gegenüberliegt, auf der die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) angeordnet sind, wobei die fünfte Sammelschiene (10) mit den gleichen Polen wie die erste Sammelschiene (7) verbunden ist und die sechste Sammelschiene (11) mit den gleichen Polen wie die zweite Sammelschiene (8) verbunden ist.
  10. Kondensator nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) auf wenigstens zwei Flächen (6e, 6f; 6a, 6b) des Stapels (6) angeordnet sind.
  11. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kondensator wenigstens vier Wicklungselemente (1) umfasst, wobei wenigstens zwei Wicklungselemente (1) in einem ersten Stapel (6) angeordnet sind und wenigstens zwei Wicklungselemente (1) in einem zweiten Stapel (13) angeordnet sind, wobei die Wicklungselemente (1) so in dem ersten Stapel (6) bzw. in dem zweiten Stapel (13) angeordnet sind, dass eine obere Fläche (6a) des ersten Stapels (6) eine Polarität aufweist, die entgegengesetzt zu der Polarität einer oberen Fläche (13a) des zweiten Stapels (13) ist.
  12. Kondensator nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Sammelschiene (7) und die zweite Sammelschiene (8) zwischen dem ersten Stapel (6) und dem zweiten Stapel (13) angeordnet sind.
  13. Kondensator nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Sammelschiene (7) mit den oberen Flächen (3) der Wicklungselemente (1) in dem ersten Stapel (6) und mit den unteren Flächen (2) der Wicklungselemente (1) in dem zweiten Stapel (13) verbunden ist, und wobei die zweite Sammelschiene (8) mit den unteren Flächen (2) der Wicklungselemente (1) in dem ersten Stapel (6) und mit den oberen Flächen (3) der Wicklungselemente (1) in dem zweiten Stapel (13) verbunden ist.
  14. Kondensator nach Anspruch 11, wobei die erste Sammelschiene (7) auf der oberen Fläche (6a) des ersten Stapels (6) und auf der oberen Fläche (13a) des zweiten Stapels (13) angeordnet ist und elektrisch mit der oberen Fläche (6a) des ersten Stapels (6) verbunden ist, wobei die zweite Sammelschiene (8) auf der oberen Fläche (6a) des ersten Stapels (6) und auf der oberen Fläche (13a) des zweiten Stapels (13) angeordnet ist und elektrisch mit den oberen Flächen (13a) des zweiten Stapels (13) verbunden ist, wobei der Kondensator ferner eine dritte Sammelschiene (14) und eine vierte Sammelschiene (15) umfasst, wobei die dritte Sammelschiene (13) auf der unteren Fläche (6b) des ersten Stapels (6) und auf der unteren Fläche (13b) des zweiten Stapels (13) angeordnet ist und elektrisch mit der unteren Fläche (6b) des ersten Stapels (6) verbunden ist, wobei die vierte Sammelschiene (15) auf der unteren Fläche (6b) des ersten Stapels (6) und auf der unteren Fläche (13b) des zweiten Stapels (13) angeordnet ist und elektrisch mit der unteren Fläche (13b) des zweiten Stapels (13) verbunden ist, und wobei die dritte Sammelschiene (14) und die vierte Sammelschiene (15) einander überlappen.
  15. Kondensator nach Anspruch 11, der ferner eine dritte Sammelschiene (14) und eine vierte Sammelschiene (15) umfasst, wobei jede der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Sammelschiene (7, 8, 14, 15) zwischen dem ersten Stapel (6) und dem zweiten Stapel (13) angeordnet ist und wobei die Sammelschienen (7, 8, 14, 15) so mit den Wicklungselementen (1) verbunden sind, dass ein Strom in angrenzenden Sammelschienen (7, 8, 14, 15) in entgegengesetzten Richtungen fließt.
  16. Kondensator nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Sammelschiene (7) mit den oberen Flächen (3) der Wicklungselemente (1) in dem ersten Stapel (6) mit einer ersten Polarität verbunden ist, wobei die zweite Sammelschiene (8) mit den oberen Flächen (3) der Wicklungselemente (1) in dem zweiten Stapel (13) mit einer zweiten Polarität, die entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist, verbunden ist, wobei die dritte Sammelschiene (14) mit den unteren Flächen (2) der Wicklungselemente (1) in dem zweiten Stapel (13) mit der ersten Polarität verbunden ist, und wobei die vierte Sammelschiene (15) mit den unteren Flächen (2) der Wicklungselemente (1) in dem ersten Stapel (6) mit der zweiten Polarität verbunden ist.
  17. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wicklungselemente (1) einen nichtkreisförmigen Durchmesser aufweisen.
  18. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kondensator ein DC-Link-Kondensator ist.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018219218A1 (de) * 2018-11-12 2020-05-14 Audi Ag Kondensatoranordnung
DE102019217976A1 (de) * 2019-08-26 2021-03-04 Wolfgang Westermann Folienkondensator für Leistungselektronik
CN114503228A (zh) * 2019-07-26 2022-05-13 汉拿电驱动股份有限公司 电容器壳体和具有这种壳体的中间电路电容器
DE202022100064U1 (de) 2021-11-29 2023-03-02 Electronicon Kondensatoren Gmbh Zylindrischer Kondensator
DE102021127369A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stromschieneneinrichtung und Zwischenkreiskondensatorvorrichtung mit Snubber-Wirkung und Kraftfahrzeug
WO2023094073A1 (de) 2021-11-29 2023-06-01 Electronicon Kondensatoren Gmbh Zylindrischer kondensator

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115274302A (zh) * 2017-11-21 2022-11-01 Tdk电子股份有限公司 电容器
JP7470534B2 (ja) * 2020-03-10 2024-04-18 ニチコン株式会社 コンデンサのバスバー構造
EP4086929A1 (de) 2021-05-07 2022-11-09 TDK Electronics AG Kondensator
US20230016672A1 (en) * 2021-07-08 2023-01-19 Cornell-Dubilier Electronics, Inc. Capacitor assembly
US20230352246A1 (en) * 2022-04-27 2023-11-02 Cornell-Dubilier Electronics, Inc. Capacitor assembly
EP4358106A1 (de) * 2022-10-19 2024-04-24 TDK Electronics AG Kondensator beinhaltend überlappenden stromschienen
DE102023100718A1 (de) 2023-01-13 2024-07-18 Tdk Electronics Ag Kondensator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001076967A (ja) * 1999-09-01 2001-03-23 Marcon Electronics Co Ltd 低インダクタンスコンデンサ
EP2234129A2 (de) * 2005-11-17 2010-09-29 Hitachi Ltd. Kondensatormodul, Leistungswandler und fahrzeugmontierte elektromechanische Systeme
US20110228508A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Power conversion apparatus
JP2011258848A (ja) * 2010-06-11 2011-12-22 Hitachi Ltd コンデンサ
DE102011007315A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Robert Bosch Gmbh Speichereinheit zum Speichern elektrischer Energie mit einem Kühlelement

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923523A (en) 1996-04-30 1999-07-13 Herbert; Edward High current, low inductance capacitor packages
JP3613445B2 (ja) 1999-05-18 2005-01-26 矢崎総業株式会社 バッテリ接続プレート
JP2008061282A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Hitachi Ltd 電力変換装置
JP2009289967A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Hitachi Aic Inc フィルムコンデンサユニット
US7907385B2 (en) 2008-07-14 2011-03-15 GM Global Technology Operations LLC Low inductance interconnect device for a power capacitor component
JP5203310B2 (ja) 2009-07-15 2013-06-05 ニチコン株式会社 金属化フィルムコンデンサ
US20110149472A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Nuintek Co., Ltd. Method of connecting busbars with capacitor and product manufactured by the same method
CN202384178U (zh) * 2011-12-07 2012-08-15 厦门法拉电子股份有限公司 一种带有内部叠层母排的电容器结构
DE102011089087A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Energiespeichermodul und Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Energiespeichermoduls
FR2985597B1 (fr) 2012-01-05 2014-10-24 Valeo Equip Electr Moteur Dispositif d'assemblage de capacites pour convertisseur electronique
JP5897918B2 (ja) 2012-02-02 2016-04-06 株式会社指月電機製作所 コンデンサ
KR20140078506A (ko) * 2012-12-17 2014-06-25 엘에스산전 주식회사 Dc 링크 커패시터 어셈블리
KR101436787B1 (ko) * 2013-12-31 2014-09-11 주식회사 뉴인텍 하우징 내장형 자동차 인버터용 저 인덕턴스 커패시터
US9552926B2 (en) * 2014-01-30 2017-01-24 Hamilton Sundstrand Corporation Multilayer capacitor with integrated busbar
CN104465082B (zh) * 2014-11-21 2017-09-29 安徽铜峰电子股份有限公司 低电感电力电容器
CN105529188A (zh) * 2014-11-28 2016-04-27 比亚迪股份有限公司 薄膜电容器
JP2016134275A (ja) 2015-01-19 2016-07-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 バスバー
JP6511981B2 (ja) * 2015-06-19 2019-05-15 日産自動車株式会社 コンデンサモジュール
JP6895610B2 (ja) * 2015-11-10 2021-06-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フィルムコンデンサ
US10535464B2 (en) 2016-03-14 2020-01-14 Kyocera Corporation Film capacitor, combination type capacitor, and inverter and electric vehicle using the same
CN206200325U (zh) * 2016-08-25 2017-05-31 新兴铸管股份有限公司 一种压焊机铜排分布结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001076967A (ja) * 1999-09-01 2001-03-23 Marcon Electronics Co Ltd 低インダクタンスコンデンサ
EP2234129A2 (de) * 2005-11-17 2010-09-29 Hitachi Ltd. Kondensatormodul, Leistungswandler und fahrzeugmontierte elektromechanische Systeme
US20110228508A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Power conversion apparatus
JP2011258848A (ja) * 2010-06-11 2011-12-22 Hitachi Ltd コンデンサ
DE102011007315A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Robert Bosch Gmbh Speichereinheit zum Speichern elektrischer Energie mit einem Kühlelement

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018219218A1 (de) * 2018-11-12 2020-05-14 Audi Ag Kondensatoranordnung
CN114503228A (zh) * 2019-07-26 2022-05-13 汉拿电驱动股份有限公司 电容器壳体和具有这种壳体的中间电路电容器
DE102019217976A1 (de) * 2019-08-26 2021-03-04 Wolfgang Westermann Folienkondensator für Leistungselektronik
DE102019217976B4 (de) 2019-08-26 2021-09-02 Wolfgang Westermann Folienkondensator für Leistungselektronik
DE102021127369A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stromschieneneinrichtung und Zwischenkreiskondensatorvorrichtung mit Snubber-Wirkung und Kraftfahrzeug
DE202022100064U1 (de) 2021-11-29 2023-03-02 Electronicon Kondensatoren Gmbh Zylindrischer Kondensator
WO2023094073A1 (de) 2021-11-29 2023-06-01 Electronicon Kondensatoren Gmbh Zylindrischer kondensator

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Publication number Publication date
WO2019101802A1 (en) 2019-05-31
CN109841407A (zh) 2019-06-04
US20200328032A1 (en) 2020-10-15
JP7136895B2 (ja) 2022-09-13
JP2021505106A (ja) 2021-02-15
US11404215B2 (en) 2022-08-02
CN109841407B (zh) 2022-09-09

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