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Kondensator (Japanische Priorität: Tokugansho 45-3984 v. 14.1.1970)
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kondensator, bei dem insbesondere
die Form und die Herausführung der Anschlußelemente und der Aufbau des Kondensatorkörpers
so gebildet sind, daß die Hochfrequenzkenniinie verbessert wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Anschlußelemente plattenförmig
ausgebildet sind und in gleicher Richtung vom Köndensatorkörper weggeführt sind
und daß der Abstand zwischen den Anschlußelementen eng bemessen ist. Der Abstand
zwischen den Belegungen ist ebenfalls sehr eng bemessen und eine der Belegungen
überzieht das Kondensatorelement. Die Erfindung kann bei Kondensatoren, wie z. B.
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Keramik-, Glimmer- und Kunststoffkondensatoren usw., angewendet werden,
wobei die Induktivität des Kondensatorkörpers und der Anschlußelemente des Kondensators
klein gehalten werden kann.
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Es zeigen: Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen bisher verwendeter
Schicht- bzw, Wickelkondensatoren, Fig. 3 ein Kurvenbild, aus dem die Abhängigkeit
des Abstandes zwischen den nach außen herausgeführten Anschlußelementen zur Selbetinduktivität
hervorgeht, Fig. 4 ein perspektivisches Bild, das einen erfindungsgemäßen Kondensator
darstellt,
Fig. 5 ein perspektivisches schematisches Bild, das einen
weiteren erfindungsgemäßen Kondensator darstellt, und zwar teilweise gebrochen,
Fig. 6 einen Schnitt a-a' durch die Fig. 5, Fig. 7 - 11 schematische Darstellungen
bzw. Schnitte, aus denen weitere Ausführungsbeispiele zur Erfindung hervorgehen,
Fig. 12 ein Kurvenbild, das den Effekt der Erfindung darstellt.
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Bei den bekannten Kondensatoren handelt es sich z. B. um einen in
Fig. 1 dargestellten Schichtkondensator (z. B.
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mit Glimmerdielektrikum) und einen in Fig. 2 dargestellten Wickelkondensator
(z. B. mit Polystyrol- oder Papierdielektrikum). Bei diesen Kondensatoren wird bei
Steigerung der Betriebsfrequenz des Stromkreises die scheinbare Kapazität infolge
Beeinflussung durch die Induktivität des Kondensatorkörpers und der Zufuhrungsdrähte
vergrößert, das Verhältnis wird durch folgende Formel zum Ausdruck gebracht: Co
C = 1 - W²LCo Hierbei bedeuten: C scheinbare Kapazität im Hochfrequenzbereich, Co
Kapazität im Niederfrequenzbereich, L Induktivität, die der Kondensator aufweist.
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Im noch höheren Hochfrequenzbereich wird die Eigenresonanz hervorgerufen,
und schließlich wird der Betrieb des Kondensators unmdglich.
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Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten bisher verwendeten Kondensatoren
wird dann, wenn die Induktivität der Anschlußelemente
1 und des
Kondensatorkörpers 2 groß und die Frequenz niedrig ist, die Kapazität vergrößert
und schließlich Resonanz hervorgerufen, so daß die Wirkung des Kondensators nicht
erreicht wird.
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Ausgehend von dieser Erkenntnis, bezweckt der erfindungsgemäße Kondensator
die Verbesserung der Hochfrequenzkennlinie, vor allem die Erniedrigung der Induktivität.
Da das nach. außen herausgeführte Anschlußelement großflächig, z. B.
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plattenförmig, ausgebildet ist, wird die Selbstinduktivität erniedrigt.
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Weiterhin wird ferner nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Richtung
der herausgeführten Anschlußelemente gleich ist und der Abstand zwischen den Anschlußelementen
genügend eng, vor allem kleiner als 2 mm, gewählt wird, um die Eigeninduktivität
zu erniedrigen.
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Wenn die Richtungen der herausgeführten Anschlußelemente gleich gewählt
werden, heben sich die Magnetfelder auf, die durch den in den Anschlußelementen
fließenden Strom erzeugt werden; die Induktivität wird somit erniedrigt. Wenn der
Abstand zwischen den AnschluBelementen verengt wird, wird der auf der Erniedrigung
der Induktivität beruhende Effekt erhöht. Wenn ferner die Oberflächen der nach außen
herausgeführten Anschlußelemente z. B. mitversilbert sind, kann beim Betrieb des
Kondensators im Hochfrequenzbereich der auf dem Skineffekt beruhende Einfluß vermieden
werden.
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Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit des Abstandes zwischen den parallel
nach außen herausgeführten plattenförmigen Anschlußelementen (Breite von 8 mm, Länge
von 10 mm) zur Induktivität.
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Daraus ergibt sich, daß mit der Verengung des Abstandes die Induktivität
verringert wird.
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Nachstehend soll die Erfindung anhand der weiteren Figuren näher erläutert
werden.
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In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßer Kondensator schematisch dargestellt.
Hierbei handelt es sich als ein Beispiel um einen Glimmerkondensator. In dieser
Figur bedeuten: 1 Silberbelegung, die auf der Oberfläche des Glimmers 2, der das
Dielektrikum darstellt, z B. mittels eines Einbrennungsverfahrens gebildet wird,
3 Metallschicht, durch die diese Belegungen 1 an der Stirnseite sowohl elektrisch
leitend als auch mechanisch verbunden werden, 4,4'nach außen herausgeführte Anschlußelemente,
die von der Belegung 1 z. B. mittels einer Lötverbindung usw. weggeführt sind.
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Der Kondensator 5 ist in Fig. 5 bzw. 11 vereinfacht dargestellt, um
die Erklärung zu vereinfachen.
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Nachstehend wird das Ausfuhrungsbeispiel zur Erfindung näher erläutert.
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Fig. 5 und 6 zeigen einen erfindungsgemäßen Kondensator in schematischer
Darstellung und im Schnitt. In diesen beiden Figuren bedeuten: 5 Kondensatorelement,
4,4' nach außen ausgeführte Anschlußelemente, 6 Isolierplatte, 7 metallisches Gehäuse.
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Bei der Erfindung ist der Kondensator 5 dünn ausgebildet, die nach
außen herausgeführten Anschlußelemente 4,4' plattenförmig
und der
Abstand zwischen diesen Anschlußelementen eng genug gewählt.
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In Fig. 7 ist das eine der nach außen herausgefQhrten Anschlußelemente
mit dem metallischen Gehäuse 7 verbunden.
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Fig. 8 zeigt den Kondensatorkörper in diesen Fall. Mit 4 iet das eine
nach außen herausgeführte Anschlußelement und mit 4' das andere nach außen herausgeführte
Anschlußelement bezeichnet. Die Anschlußelemente 4,4' sind an den Belegungen angelötet
und mit einer Metallechicht 10 verbunden, die auf der Oberfläche eines Isolierstoffe
6, wie z. B. Glas, gebildet ist. Der so gebildete Kondensatorkörper wird in das
metallische Gehäuse 7 mit einem vorspringenden Lappen 11 eingebracht und die Metallschicht
10 mit den einen Ende des obengenannten Lappens 11 verbunden, wodurch der Kondensator
fertiggestellt ist. Diesen Zustand zeigt die Fig. 9.
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Fig 10 und 11 zeigen Je ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem
die Belegung mit einer Metailfolis 12 verbunden, der Kondensatorkörper 5 mit dieser
Metallfolie 12 überzogen und die Eigeninduktivität des Kondensatorelementes 5 erniedrigt
wird. In Fig. 10 ist die Metallfolie 12 mit der einen Belegung verbunden und der
Eondeneatorkdrper 5 mit dieser Yetallfolie überzogen. In Fig. 11 ist die hetallfolie
12 mit der einen Belegung verbunden, der Kondensatorkdrper mit dieser Metallfolie
überzogen und die Spitze derselben mit dem unteren Ende 13 des metallischen Gehäuses
verbunden, wodurch ein Erdkondensator gebildet wird.
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In diesem Falle ist es selbstverständlich, daß die weitere Belegung,
die mit der Metallfolie 12 nicht verbunden wird, mit dem Isolierstoff abgedeckt
und dann mit der Metallfolie 12 überzogen wird.
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Fig. 12 zeigt den Vergleich zwischen dem erfindungsgemäßen, vor allen
in Fig. 6 im Schnitt dargestellten Kondensator und dem in Fig. 1 dargestellten bisher
verwendeten Kondensator hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaft, vor allem ihrer
Eigenresonanzfrequenz. In dieser Figur ist mit a die Zigensohaft des erfindungsgemäßen
Kondensators und mit b die jenige des bisher verwendeten Kondensators dargestellt.
Wie daraus ersichtlich ist, kann gemäß der Erfindung die Eigenresonanstrequens wesentlich
erhöht und somit der erfindun4sgemäße Kondensator auch in Hochfrequenzbereich verwendet
werden.
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Der Erfindungsgedanken kann nicht nur beim in der Beschreibung erwähnten
Schichtkondensator, sondern auch beim Wickelkondensator angewendet werden, bei dem
Polystyrol als Dielektrikum verwendet ist; in diesen Falle wird der Wickel mit großer
Innendurchiseser hergestellt, flaohgepreßt und dann die eine Belegung in ungekehrter
Richtung gewickelt.
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, PatentansprUche 12 Figuren