DE2345584A1 - Multiple high tension condenser units - have dielectric layer formed from polystyrene and polyester films - Google Patents
Multiple high tension condenser units - have dielectric layer formed from polystyrene and polyester filmsInfo
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Abstract
Description
Standard Elektrik Lorenz AGStandard Elektrik Lorenz AG
G. Asimus-W. Bauer-G. Koller 2-15-2G. Asimus-W. Bauer-G. Koller 2-15-2
Hehrfaeh-HochspannungskondensatorHehrfaeh high voltage capacitor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfach-Hoch-Spannungskondensator. The invention relates to a multiple high voltage capacitor.
Kondensatoren zur Verwendung bei hohen Spannungen werden beispielsweise in Spannungsvervielfaeheran-5 Ordnungen eingesetzt, die man in Fernsehempfängem zur Erzeugung hoher Spannungen für den Betrieb von Bildröhren verwendet. Dort werden die in der Zeilenendstufe auftretenden Rückschlagspannungen auf den Zeilentransformator transformiert und dann der Spannungsvervielfacheranordnung zugeführt, wo sie auf die erforderliche Spannung, die bei Farbbildröhren bis zu 25 kV betragen kann, gebracht werden.For example, capacitors for use at high voltages are used in voltage multipliers Orders used, which are used in television receivers to generate high voltages for the operation of Picture tubes used. There the kickback voltages occurring in the line output stage are applied to the Line transformer transformed and then the voltage multiplier arrangement fed, where they are brought to the required voltage, which can be up to 25 kV for color picture tubes.
In solchen Spannungsvervielfaeheranordnungen werden bisher nur räumlich getrennt liegende Kondensatoren in Keramik- oder auch geeigneter Kunststoffolien-Bauweise verwendet, weil diese die erforderliche Spannungsfestigkeit und Impulsfestigkeit aufweisen. Die Kondensatoren werden, zusammen mit den Dioden der Spannungsvervielfacheranordnung, zur Spannungssicherheit in Kunststoff blockförmig eingegossen.So far, only spatially separated capacitors have been used in such voltage multiplier arrangements Used in ceramic or suitable plastic film construction because this is the required Have dielectric strength and pulse strength. The capacitors are, along with the diodes of the Voltage multiplier arrangement, cast in block form in plastic for voltage security.
Rg/am - 15.8.1975 . / .Rg / on - 8/15/1975. /.
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Es ist auch schon bekannt, Kondensatoren in Keramik— ausführung geiaäß ihrer Einbaulage in der Spannungsvervielfacheranordnung gruppenweise in Kunststoff einzugießen·It is also already known to use capacitors in ceramic- Execution according to their installation position in the voltage multiplier arrangement to be poured in groups in plastic
Insbesondere durch, die Größe der Kondensatoren bedingt, weisen diese Kunststoffblocks aber ein sehr großes Volumen auf.In particular due to the size of the capacitors, however, these plastic blocks have a very large volume.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen kleinvolumigen. Mehrfach-Hochspannungskondensator zu schaffen. Dies insbesondere im Hinblick darauf, eine Spannungsvervielfaeheranordnung mit wesentlich geringerem Volumen sowie vereinfachter und billigerer Herstellungsweise gegenüber den bekannten bei gleichbleibender Spannungssiehezheit herstellen zu können.The invention has set itself the task of a small volume. Multiple high voltage capacitor too create. This in particular with a view to a voltage multiplier arrangement with significantly less Volume and simplified and cheaper method of manufacture compared to the known while remaining the same To be able to establish a voltage setting.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Kondensatoreinheiten und/oder Kondensat or gruppen zu einem Kondensatorwickel zusammengefaßt sind. Erfindungsgemäß sind mehrere Wickelkondensatoren aufeinander gewickelt. Hit einer derartigen Maßnahme ist ein sehr geringes Volumen des Mehrfach-Hochspannungskondensators und damit der Spannungsvervielfaeheranordnung erreicht.This object is achieved according to the invention in that condenser units and / or condensate or groups are combined into a capacitor winding. According to the invention several wound capacitors are wound on each other. Such a measure is a very hit low volume of the multiple high-voltage capacitor and thus the voltage multiplier arrangement.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind mindestens zwei Kondensatoreinheiten bzw. Kondensat or gruppen eine Belegung gemeinsam.According to one feature of the invention, at least two condenser units or condenser groups are one occupancy together.
Um diese Mehrfachkondensator en in Wickelbauweise hochspannungsfest zu gestalten, ist es gemäß der ErfindungThese multiple capacitors are high-voltage-proof in winding construction to design, it is according to the invention
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vorteilhaft, das Dielektrikum aus Polystyrol und Polyester auszubilden. Durch ein solches Misehdielektrikum erhält der Kondensator neuen hochspannungsfesten Eigenschaften (infolge des Polyesters) auch Feuchteschutz und mechanische Festigkeit sowie günstige Sprühentladungseigenschaften infolge des Polystyrols.advantageous to form the dielectric from polystyrene and polyester. With such a misconduct dielectric the capacitor also receives new high-voltage-resistant properties (as a result of the polyester) Moisture protection and mechanical strength as well as favorable Spray discharge properties due to the polystyrene.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen in sehematischer
Darstellung die
Figuren 1 bis 3 Anordnungen von Kondensatorgruppen inThe invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments; it show in a semaphatic representation the
Figures 1 to 3 arrangements of capacitor groups in
einem Wickel,
Figuren 4 und 5 eine Anordnung von Kondensatorgruppena wrap,
Figures 4 and 5 show an arrangement of capacitor groups
in einem Wickel und diein a wrap and the
Figur 6 den Schichtaufbau eines Wickels des Mehrfach-Hochspannungskondensators,FIG. 6 shows the layer structure of a winding of the multiple high-voltage capacitor,
und zwarin fact
Figur 6a den Schichtaufbau des Wickelanfangs und Figur 6b den Schichtaufbau des Wickelendes.FIG. 6a shows the layer structure of the beginning of the winding and FIG. 6b shows the layer structure of the winding end.
Gemäß der Figur 1 sind zwei getrennte, voneinander unabhängige Hochspannungskondensatoren 1 und 2 zu einem Kondensatorwiekel 3 zusammengefaßt. Die Anschlüsse sind der Einbaulage des Wickels 3 in einer entsprechenden elektrischen Schaltungseinheit gemäß angeordnet: zum einen sind sie, wie in Figur 2a dargestellt, für jeden Kondensator an verschiedenen Stirnseiten des Wickels herausgeführt und zum anderen für jeden Kondensator an einer Stirnseite des Wickels, wie in Pigur 2b dargestellt.According to FIG. 1, two separate, mutually independent high-voltage capacitors 1 and 2 are one Capacitor wiekel 3 summarized. The connections are arranged according to the installation position of the coil 3 in a corresponding electrical circuit unit: on the one hand, as shown in Figure 2a, they are for each capacitor on different end faces of the Windings led out and on the other hand for each capacitor on one end of the winding, as in Pigur 2b shown.
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Gemäß der Figur 2 sind zwei Kondensatoren 4 und 5 mit einer gemeinsamen Belegung zu einem Kondensatorwickel 6 zusammengefaßt. Entsprechend der Figur 2a ist die gemeinsame Belegung an einer Stirnseite des Wickels herausgeführt, die gegenpoligen Belegungen sind an der anderen Stirnseite herausgeführt. Entsprechend der Figur 2t> ist die gemeinsame Belegung zusammen mit der gegenpoligen Belegung des Kondensators 4 an einer Stirnseite, die gegenpolige Belegung des Kondensators 5 an der anderen Stirnseite des Wickels herausgeführt.According to FIG. 2, two capacitors 4 and 5 with a common assignment form a capacitor winding 6 summarized. According to the figure 2a is the common occupancy on one end of the Windings led out, the opposing polarity assignments are led out on the other face. Corresponding of Figure 2t> is the common assignment together with the opposite polarity assignment of the capacitor 4 on one end face, the opposite polarity assignment of the capacitor 5 on the other end face of the coil led out.
Diese Zusammenfassung stellt schaltungsmäßig zwei seriengeschaltete Kondensatoren mit dem ausgeführten gemeinsamen Schaltanschlußpunkt dar und "bildet in einer Spannungsvervielfacheranordnung entweder die gleichspannungsseitigen Kondensatoren einer dreistufigen Kaskade oder die wechselspannungsseitigen Kondensatoren einer fünfstufigen Kaskade.This summary represents in circuit terms two capacitors connected in series with the running common switching connection point and "forms either the DC voltage side in a voltage multiplier arrangement Capacitors of a three-stage cascade or the capacitors on the AC voltage side a five-step cascade.
Die drei Kondensatoren 7, 8 und 9 in Figur 3 sind derart zu einem Kondensatorwickel 10 zusammengefaßt, daß jeweils zwei Kondensatoren eine gemeinsame Belegung haben, also die Kondensatoren 7 und 8 und die Kondensatoren 8 und 9· Dabei sind die gemeinsame Belegung der Kondensatoren 7 und 8 und die gegenpolige Belegung des Kondensators 7 an der einen Stirnseite des Kondensatorwickels herausgeführt, während die anderen Anschlüsse, nämlich die gemeinsame Belegung der Kondensatoren 8 und 9 und die gegenpolige Belegung des Kondensators 9» an der anderen Stirnseite des Kondensatorwickels 10 herausgeführt sind.The three capacitors 7, 8 and 9 in Figure 3 are such combined to form a capacitor winding 10 that each two capacitors have a common assignment have, so the capacitors 7 and 8 and the capacitors 8 and 9 · Here are the common assignment of the capacitors 7 and 8 and the opposite polarity assignment of the capacitor 7 on one end face of the capacitor winding led out, while the other connections, namely the common assignment of the capacitors 8 and 9 and the opposite polarity assignment of the capacitor 9 »on the other end face of the capacitor winding 10 are brought out.
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Diese Zusammenfassung stellt schaltungsmäßig drei seriengeschaltete Kondensatoren dar, deren beide jeweils gemeinsame Sehaltanschlußpunkte herausgeführt sind und bildet in der Spannungsvervielfacheranordnung die gleichspannungsseitigen Kondensatoren in einer fünfstufigen Kaskade.This summary shows three capacitors connected in series, both of which are connected in series common Sehalt connection points led out are and forms the DC voltage side capacitors in the voltage multiplier arrangement in one five-step cascade.
Zwei in Figur 4 dargestellte, getrennte Kondensatorgruppen 11 und 12 bestehen aus den Kondensatoren 13, 14 und den Kondensatoren 15, 16, 17 und sind zu einem Kondensatorwickel 18 zusammengefaßt.Two separate capacitor groups shown in FIG 11 and 12 consist of the capacitors 13, 14 and the capacitors 15, 16, 17 and are one Capacitor winding 18 summarized.
In der Kondensatorgruppe 11 weisen die zwei Kondensatoren 13 und H eine gemeinsame Belegung auf. Diese gemeinsame Belegung und die gegenpoligen Belegungen der beiden Kondensatoren sind an einer Stirnseite des Kondensatorwickels 18 herausgeführt. In der Kondensatorgruppe 12 weisen jeweils zwei der Kondensatoren 15, 16 und 17 eine gemeinsame Belegung auf. Alle Anschlüsse dieser Gruppe, also die gemeinsamen Belegungen sowie die drei gegenpoligen Belegungen der Kondensatoren, sind an der anderen Stirnseite des Kondensatorwickels 18 herausgeführt.In the capacitor group 11, the two capacitors 13 and H have a common assignment. These common assignment and the opposite polarity assignments of the two capacitors are on one face of the Capacitor winding 18 led out. In the capacitor group 12 each have two of the capacitors 15, 16 and 17 on a common assignment. All connections this group, i.e. the common assignments as well as the three opposing polarity assignments of the capacitors, are led out at the other end of the capacitor winding 18.
In dieser Zusammenfassung bilden in einer Spannungsvervielfacheranordnung die Kondensatorgruppe 11 die gleichspannungsseitigen und die Kondensatorgruppe 12 die wechselspannungsseitigen Kondensatoren in einer fünfstufigen Kaskade, d.h. alle Kondensatoren der Kaskade sind zu einem Kondensatorwickel zusammengefaßt.In this summary form in a voltage multiplier arrangement the capacitor group 11 on the DC voltage side and the capacitor group 12 the capacitors on the AC voltage side in a five-stage cascade, i.e. all capacitors in the cascade are combined to form a capacitor winding.
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Zwei in Figur 5 dargestellte Kondensatorgruppen 19 und 20 bestehen aus den Kondensatoren 21, 22 und 23, 24 und sind zu einem Kondensatorwickel 25 zusammengefaßt. Die beiden Kondensatorgruppen haben eine gemeinsame Belegung. Die Anschlüsse der Kondensatorgruppe 19 sowie die gemeinsame Belegung sind an einer Stirnseite des Kondensatorwickels 25 herausgeführt; die Anschlüsse der Kondensatorgruppe 20 an der anderen Stirnseite.Two capacitor groups 19 shown in FIG and 20 consist of capacitors 21, 22 and 23, 24 and are combined to form a capacitor winding 25. The two capacitor groups have a common assignment. The connections of the capacitor group 19 and the common assignment are brought out on one end face of the capacitor winding 25; the connections of the capacitor group 20 to the other Front side.
Gemäß der Figur 6 sind mit 26 die Belegungsfolien, mit 27 Polystyrolfolien und mit 28 Polyesterfolien des Dielektrikums, mit 29 Anschlüsse eines ersten und mit 30 Anschlüsse eines zweiten Mehrfach-Hochspannungskondensators, sowie mit 31 und 32 zusätzliche PoIystyrolstreifen bezeichnet.According to FIG. 6, with 26 the covering foils, with 27 polystyrene foils and with 28 polyester foils of the dielectric, with 29 connections of a first and with 30 connections of a second multiple high-voltage capacitor, as well as with 31 and 32 additional polystyrene strips designated.
Die Belegungen 26 des Mehrfach-Hochspannungskondensators sind aus Aluminiumfolien von beispielsweise 6 /van. Dicke gebildet. Um die notwendige hohe Spannungsfestigkeit sowie die erforderliche hohe Impulsfestig- keit zu erreichen, ist das Dielektrikum als Mischdielektrikum aufgebaut : zwischen den zwei Polystyrolfolien 27 von beispielsweise 30 /um bis 40 /um Dicke ist die Polyesterfolie 28 von beispielsweise 20 /um Dicke angeordnet. Als Anschlüsse 29 und 30 werden flachgequetschte Drähte, die beispielsweise aus verzinntem Kupfer bestehen, eingewickelt bzw. eingelegt, jedoch nicht mit der Belegungsfolie 26 verschweißt, um im Hinblick auf die Spannungsfestigkeit Feldverdichtungen im Kondensator zu vermeiden. Ebenfalls im Hinblick darauf sind die gegenpoligen Belegungsfolien 26 gegeneinander versetzt angeordnet, so daß sie im Wickel nichtThe assignments 26 of the multiple high-voltage capacitor are made of aluminum foils of, for example, 6 / van. Thickness formed. In order to achieve the required high dielectric strength and the required high pulse strength, the dielectric is constructed as a mixed dielectric: between the two polystyrene films 27, for example 30 μm to 40 μm thick, the polyester film 28, for example 20 μm thick, is arranged. As connections 29 and 30, flat-pinched wires, which for example consist of tinned copper, are wrapped or inserted, but not welded to the covering film 26, in order to avoid field densification in the capacitor with regard to the dielectric strength. Also with a view to this, the opposite-pole covering films 26 are arranged offset from one another, so that they are not in the roll
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einander gegenüber liegen. Zur Erhöhung der Spannungssicherheit sind darüber hinaus mindestens der Anfang der Wertfolie 26 und die eingelegten Anschlüsse 29 und 30 von den zusätzlichen Polystyrolstreifenface each other. To increase the voltage security, at least the The beginning of the valuable foil 26 and the inserted connections 29 and 30 from the additional polystyrene strips
31 und 32 überdeckt. Die Polystyrolstreifen 31 und31 and 32 covered. The polystyrene strips 31 and
32 dienen als Verstärkungsstreifen und weisen eine Dicke von beispielsweise 15 /um auf.32 serve as reinforcing strips and have a thickness of, for example, 15 μm.
Die Kernwindungen des Wickels bestehen aus leerwindungen ohne Metallzwischenlage, um die Spannungsfestigkeit nicht zu gefährden.The core turns of the coil consist of empty turns without metal intermediate layer, so as not to endanger the dielectric strength.
Der nach dem Wickeln durchgeführte Entreckprozess (sogenanntes Backen) verleiht dem Kondensator Feuchteschutz und mechanische Festigkeit sowie günstige Sprühentladungseigenschaften. Die Temperatur ist dabei so groß, daß nur die Polystyrolfolien erweicht werden, d.h. der Entreckprozess bezieht sich nur auf das Material Polystyrol. Die Polystyrolfolien 27 des Dielektrikums weisen deshalb eine größere Breite auf als die Polyesterfolien 28 und diese wiederum sind breiter gestaltet als die Belegungsfolien 26. IJm einen"dichten Verschluß des Kondensators zu erreichen, steht zudem mindestens eine Polystyrolfolie 27a an den Wickelenden über die anderen Folien über; die Belegungsfolien 26 sowie die Polyesterfolien 28 werden also vollständig eingebacken.The de-stretching process (so-called baking) carried out after winding gives the condenser moisture protection and mechanical strength as well as favorable spray discharge properties. The temperature is there so big that only the polystyrene foils are softened, i.e. the stretching process only applies to the material Polystyrene. The polystyrene films 27 of the dielectric therefore have a greater width than the polyester films 28 and these in turn are made wider than the covering films 26 To achieve closure of the capacitor, there is also at least one polystyrene film 27a on the winding ends over the other slides over; the covering films 26 and the polyester films 28 are therefore complete baked in.
Zwischen voreinander getrennten Kondensatoreinheiten oder Kondensatorgruppen auf dem Wickel ist mindestens eine leerwindung der Dielektrikumsfolien vorgesehen.Between separate condenser units or capacitor groups on the winding, at least one empty turn of the dielectric films is provided.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, das Mischdielektrikum des Mehrfach-üochspannungskondensators anstelle der Sandwich-Bauweise Polystyrol-Polyester-Polystyrol nur mit einer Polystyrol- und einer Polyesterfolie auszu"bilden oder auch mit mehreren, abwechselnd angeordneten Folien zu gestalten - jedoch sollte die Summe der Folienstärke die angegebene Dicke des Dielektrikums in etwa erreichen.It is within the scope of the invention, the mixed dielectric of the multiple high-voltage capacitor instead the sandwich construction polystyrene-polyester-polystyrene only with a polystyrene and a polyester film to "form" or with several, alternately arranged foils - however, the sum of the Foil thickness approximately reach the specified thickness of the dielectric.
Die vorgesehenen Verstärkungsstreifen 31 und 32 über den Anfang der Wertfolie als Randverstärkung und den eingelegten Anschlüssen 29 und 30 können unter Umständen entfallen. In einem solchen Pail ist es aber zweckmäßig, das Dielektrikum entsprechend stärker auszubilden, um die Spannungssicherheit nicht zu gefährden.The provided reinforcement strips 31 and 32 over the beginning of the value foil as edge reinforcement and the inserted connections 29 and 30 can under certain circumstances omitted. In such a pail, however, it is advisable to make the dielectric correspondingly stronger, so as not to endanger voltage security.
14 Patentansprüche
2 Blatt Zeichnungen14 claims
2 sheets of drawings
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Verzeichnis der BezugszeichenList of reference signs
Kondensatorcapacitor
Kondensatorcapacitor
WickelWrap
Kondensatorcapacitor
Kondensatorcapacitor
WickelWrap
KondensatorenCapacitors
WickelWrap
KondensatorgruppenCapacitor groups
KondensatorenCapacitors
KondensatorenCapacitors
WickelWrap
KondensatorgruppenCapacitor groups
KondensatorenCapacitors
WickelWrap
Belegungsfolien Polystyrolfolien PolyesterfolienCover foils Polystyrene foils Polyester foils
Anschlüsse Polystyrol-VerstärkungsstreifenConnections made of polystyrene reinforcement strips
Rg/am - 15.8.1973Rg / on - August 15, 1973
509827/0302509827/0302
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| DE3809503C2 (en) * | 1987-03-23 | 2001-01-11 | Murata Manufacturing Co | Capacitor circuit for a pulse generator |
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