DE2533720B2 - Elektrische spannungsvervielfacher- kaskade - Google Patents

Elektrische spannungsvervielfacher- kaskade

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DE2533720B2 DE19752533720 DE2533720A DE2533720B2 DE 2533720 B2 DE2533720 B2 DE 2533720B2 DE 19752533720 DE19752533720 DE 19752533720 DE 2533720 A DE2533720 A DE 2533720A DE 2533720 B2 DE2533720 B2 DE 2533720B2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Spannungsvervielfacher-Kaskade, welche zwei Kondensatorblöcke enthält, die von einem Mutterkondensator abgetrennt und durch Schlitze durch die Schoopschich'.en und den kapazitiv wirksamen Bereich in eine Reihe einstückig miteinander verbundener Schichtkondensatoren unterteilt sind, wodurch die Schoopschichten in mehrere Kontaktflächen aufgeteilt sind, welche weiterhin Dioden und weitere elektrische Bauelemente enthält, wobei jeder Schichtkondensator über Kontaktflächen kontaktiert und mit den Dioden beschaltet ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Spannungsvervielfacher-Kaskade.
Eine derartige Spannungsvervielfacher-Kaskade ist aus der DT-OS 23 14 674 bekannt. Dort werden die Dioden auf die Kondensatorblöcke parallel zu deren Oberfläche oder senkrecht zu deren Oberfläche, aber parallel zu den Schoopschichten, die die Kontaktflächen bilden, aufgelegt und jeweils mit den entsprechenden Kontaktflächen elektrisch leitend verbunden.
Dieser Aufbau gewährleistet keine ausreichende Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Dioden; diese können also nicht mit den erforderlichen Strömen belastet werden. Außerdem erfordert die Herstellung dieser Kaskaden eine relativ aufwendige Justierung der einzelnen Dioden auf den Kondensatorblöcken, um deren dünne Anschlußdrähte, wie vor allem die nach außen geführten Anschlußkabel und Lötfahnen, mechanisch für den Fertigungsablauf stabil und maßlich genau genug mit den Schoopschichten zu verschweißen.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht in einer Verbesserung der Wärmeableitung von den Dioden und Verringerung der Störstrahlung außerhalb der Kaskade und in einer Vereinfachung der Herstellung durch einen automatengerechten Aufbau.
Diese Aufgabe wird bei einer Spannungsvervielfacher-Kaskade der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dioden auf Anschlußbleche, die auch zur Verdrahtung dienen, aufgeschweißt oder aufgelötet sind, daß die Anschlußbleche mit Kontaktstreifen einstückig verbunden und diese über die entsprechenden Kontaktflächen geführt
und mit diesen verschweißt bzw. verlötet sind und daß zumindest die Dioden zwischen den Kundensatorblökken und parallel zu deren Oberflächen angeordnet sind.
Ein derartiger Aufbau hat den Vorteil, daß die \nschlußbleche und Kontaktstreifen an ein Montage .s band angeformt werden können und daß die Dioden und weiteren elektrischen Bauelemente automatisch auf das Montageband gebracht und mit den entsprechenden Anschlußblechen verschweißt bzw. verlötet werden können. Darüber hinaus hat der erfindungsgemäße Aufbau überraschenderweise auch den Vorteil, daß Dioden besser gekühlt werden, obwohl sie im Innern der Kaskade untergebracht sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Vergußmasse die Wärme wesentlich besser ableitet als Luft und somit die auf sehr engem Raum in den Dioden entstehende Wärme rasch auf das gesamte Volumen der Kaskade verteilt wird, so daß die gesamte Kaskadenoberfläche zur Abgabe der Wärme an die Luft zur Verfugung steht. Außerdem werden die Dioden durch die beiden Kondensatorblöcke mit abgeschrimt, so daß eine durch die Dioden hervorgerufene Störstrahlung außerhalb der Kaskade wesentlich verringert auftritt.
Eine genaue Fixierung der Lage der Bauelemente im Becher wird erreicht, indem die Spannungsvervielfacherkaskade in einen Becher eingebaut und vergossen ist, wobei zumindest ein Teil der Anschlußbleche mit über den Kondensator vorstehenden Halteelementen einstückig verbunden ist und diese mit dazu passenden Halteelementen am Becher mechanisch fest verbunden sind. Dadurch wird ein Aufschwimmen der Bauelemente während des Vergusses vermieden und somit eine einwandfreie Lage der Bauelemente zueinander gewährleistet.
Eine weitgehende Automatisierbarkeit der Herstellung ist gegeben, wenn ein Vorwiderstand parallel zu den Dioden und die Dioden parallel zueinander in die Kaskade eingebaut sind.
Eine besonders automatengerechte Ausführungsform ist dadurch gegeben, daß der Becher zumindest im Bereich seiner Innenwand aus Kunststoff besteht, daß mit seinem Boden Kunststoffrippen mechanisch fest verbunden sind und daß diese Rippen eine seitliche Verschiebung der Kondensatoren verhindern, daß die Kontaktflächen der Kondensatorblöcke und die Kontaktstreifen alle auf den oben liegenden Seiten der Kondensatorblöcke angebracht sind, daß die entsprechenden Kontaktstreifen abgewinkelt sind und mit einem Teil ihrer Länge zwischen die beiden Kondensatorblöcke hineinragen und daß sie im Bereich zwischen den Kondensatorblöcken zueinander und zu den Kondensatoroberflächen parallel liegen und mit den unten liegenden Anschlußblechen einstückig verbunden sind und daß die Anschlußelemente für die äußeren Anschlüsse durch die Vergußmasse nach oben aus dem Becher herausragen. Ein derartiger Aufbau wird vorteilhaft dadurch am Aufschwimmen beim Vergießen gehindert, daß der Becher an seiner Innenseite in der Nähe seiner öffnung zumindest auf zwei Seiten sägezahnförmige Noppen mit je einer zur Becherwand geneigten und einer zur Becherwand zumindest annähernd senkrechten Fläche aufweist, deren zur Becherwand geneigte Flächen zur Becheröffnung hinzeigen, daß die Halteelemente federnd ausgebildet sind und daß diese durch die sägezahnförmigen Noppen im Becher gehalten werden. Ein etwas einfacheres Montageband ergibt sich, wenn die Kontaktflächen eines Kondensatorblocks im Becher oben liegen.
während die Kontaktflächen des anderen Koridensalorblocks im Becher unlen liegen. Diese Ausführungsform läßt außerdem vorteilhafterweise zwischen den verschiedenen Anschlußblechen bzw. Kontakistreifen und dem Gerätechassis größere Bereiche von Vergußmasse und Becherkunststoff zu, sie ist also noch spannungsfester.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen SpannungsvervielfacherKaskaden besteht darin, daß die Anschlußb'eche zunächst aus einem Metallband ausgestanzt und verformt werden, mit dem Metallband jedoch einstückig verbunden bleiben, daß das so erhaltene Montageband automatisch mit den Dioden und gegebenenfalls weiteren Bauelementen bestückt und verschweißt wird, daß jeder Kontaktstreifen auf die entsprechende Kontaktfläche aufgeschweißt und schließlich das Montageband entlang von Trennlinien abgetrennt wird. So bleiben alle Teile bis zur endgültigen Fixierung in der vorgesehenen gegenseitigen Lage festgehalten.
Die Erfindung wird nun anhand von drei Figuren näher erläutert; sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Lage der Kondensatorblöcke und Dioden zueinander im Becher;
F i g. 2 zeigt einen bestückten Montagestreifen ohne Kondensatorblöcke in strichpunktierter Darstellung, wobei die endgültig in der Kaskade verbleibenden Teile ausgezogen dargestellt und in ihrer endgültigen Lage im Becher gezeigt sind;
F i g. 3 zeigt ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Aufbaus, wobei die Lage der Kondensatorblöcke und Dioden zueinander und im Becher schematisch dargestellt ist.
In F i g. 1 sind in einem Becher 24 zwei Kondensatorblöcke 1 und 2 untergebracht, wobei der Kondensatorblock 1 eine oben liegende Kontaktfläche 3 aufweist, während der Kondensatorblock 2 eine unten liegende Kontaktfläche 4 aufweist. Zwischen den Kondensatorblöcken 1, 1 sind Dioden 10 angeordnet, welche über Anschlußbleche 5,6 und Kontaktstreifen 15,16, die mit dem entsprechenden Anschlußblech einstückig verbunden sind, mit den Kontaktflächen 3, 4 elektrisch leitend verbunden sind. Die Verbindung der Anschlüsse der Dioden 10 mit den Anschlußblechen 5, 6 und die der Kontaktstreifen 15,16 mit den Kontaktflächen 3, 4 der Kondensatoren ist durch Schweißen oder Löten hergestellt. Die Kondensatorblöcke 1 und 2 werden durch Kunststoffrippen 26 am Becherboden in ihrer Lage gehalten und an einem seitlichen Verschieben gehindert. Entsprechend werden Anschlußkabel und einzelne Dioden durch nicht dargestellte Kunststoffrippen in ihrer Lage fixiert.
Wie in F i g. 2 ersichtlich, liegen die Dioden 10 zueinander parallel und parallel zu einem Widerstand 11. Der Widerstand 11 ist als Vorwiderstand geschaltet und über das Anschlußblech 22 mit dem Hochspannungskabel 7 verbunden. Das Hochspannungskabel 7 ist durch eine Klammer 23 während der Montage gehalten, wobei die Klammer 23 mit dem Anschlußblech 22 einstückig verbunden ist. Das Hochspannungskabel 7 liegt am Hochspannungsausgang der Schaltung. Die Eingangsspannung wird über die Hochspannungskabel 8, 17 den Anschlußblechen iS bzw. 30 zugeführt. Mit dem Anschlußblech 18 ist außerdem die erste Diode der Kaskade verbunden, das Anschlußblech 30 kontaktiert über einen Kontaktstreifen 15 den ersten Kondensator.
Das in bezug auf die Hochspannungsisolation besonders kritische Hochspannungskabel 7 ist bis auf den Boden des Bechers durchgeführt und erst dort mit dem Anschlußblech 22 verbunden. Dadurch entsteht nach dem Verguß eine mechanisch stabile Verbindung zwischen der Vergußmasse und der Isolation des Hochspannungskabels, welche auch einen Überschlag durch Haarrisse und Spalten zwischen der Kabelisolation und der Vergußmasse verhindert. Dies ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, da hierdurch das Hochspannungskabel nicht in Form einer Schleife geführt werden muß, was notwendig wäre, wenn eine der im Becher oben liegenden Anschlußflächen kontaktiert werden sollte.
Das Montagegitter 29 ist gestrichelt dargestellt, da es beim Einbau der Schaltung in den Becher 24 bereits entlang der Trennlinien 27 und 28 abgetrennt ist. Es besteht vorteilhaft aus verzinntem Eisenblech. Das Montagegitter 29 enthält Halteklammern 20 und 21, welche die Hochspannungskabel 7, 8, 17 während der Bestückung des Montagegitters in der gewünschten endgültigen Lage halten und ein unzulässiges Verbiegen der Kabel in dem später zu vergießenden Bereich verhindern. Nach dem Abtrennen des Montagegitters entlang den Trennlininen 27, 28, welches in vorliegendem Fall zweckmäßig durch einen Stanzvorgang bewirkt wird, werden die Klammern 20, 21 von den Hochspannungskabeln 7, 8, 17 entfernt. Die äußeren Anschlüsse 9 sind mit den entsprechenden Anschlußblechen 5 bzw. 19 einstückig verbunden. Sie können auch beispielsweise aus U-förmig gebogenen Drähten gebildet werden, welche auf die Anschlußbleche 5 bzw. 19 aufgeschweißt werden. Im letzteren Fall kann das Montagegitter 29 durch einen Schneidvorgang abgetrennt werden, da die Anschlußbleche 5 nicht über die Schnittlinie 28 vorstehen müssen, wenn die äußeren Anschlüsse 9 erst nach dem Abtrennvorgang angeschweißt werden.
In diesem Fall brauchen die Lötösen, die durch die gebogenen Drähte gebildet werden, nicht nachverzinnt zu werden, wie die aus vorher verzinntem Blech ausgestanzten Lötösen.
In F i g. 3 ist ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung schematisch gezeigt. Die Kondensatorblöcke 1 und 2 sind so im Becher angeordnet, daß ihre Kontaktflächen 3 und 4 beide oben liegen. Die Dioden 10 sind wiederum zwischen den Kondensatorblöcken 1 und 2 angeordnet. Die Kontaktstreifen 12 und 13 sind mit den Anschlußblechen 5 bzw. 14 einstückig verbunden. Die Kontaktstreifen 13 sind dazu neben der entsprechenden Diode 10 und parallel zu dieser nach unten geführt. Die Kontaktstreifen 12 und 13 stehen zumindest stellenweise über die Kontaktflächen 3 und 4 bis zur Becherwand vor und bilden somit Halteelemente 31. Diese werden durch Noppen 25 festgehalten. Dadurch wird ein Aufschwimmen der Bauelemente beim Vergießen verhindert. Beim Einbau der Kondensatoren wirkt die ganze Länge der Kontaktstreifen 13 und der Anschlußbleche 5, 14 als Feder, so daß die Anordnung ohne Schwierigkeiten in den Becher eingedrückt werden kann und hinter den Noppen 25 einrastet. Rippen 26 am Boden des Bechers 24 fixieren die Lage der Kondensatorblöcke in der Höhe und seitlich. Das Anschlußblech 14 reicht nicht ganz bis zum Boden.
Die Verbindung der Bauelemente mit dem Montageband kann auch vorteilhaft durch ein Lötverfahren durchgeführt werden, bei dem das Montageband vor dem Bestücken verzinnt wird und nach dem Bestücken lediglich im Bereich der Anschlußdrähte der Bauelemente so weit erwärmt wird, daß das Lötzinn schmilzt und die Anschlußdrähte kontaktiert (»Reflow-Lötung«).
Hierzu können vorteilhaft in die Anschlußbleche Vertiefungen eingeprägt werden, um ein gutes Benetzen der Anschlußdrähte zu erreichen. Die Erwärmung der Anschlußbleche nach dem Bestücken kann mittels kleiner Flammen, Lötbügel, Strahler, Induktoren od. dgl. erfolgen.
Die erfindungsgemäße Anordnung, insbesondere die Verwendung von Kontaktstreifen, hat gegenüber dem direkten Auflöten von Anschlußdrähten der Bauelemente den Vorteil, daß die Kontaktstreifen auf die Mitte der jeweiligen Stirnkontaktflächen geführt werden können, wodurch eine Lötperlenbildung an den Sägeschlitzen der Kondensatorblöcke verhindert wird Außerdem sind die Kontaktstreifen für Schweißelektroden leicht zugänglich, und die Toleranzforderungen füi die Justierung der Teile beim Schweißvorgang sind aul Grund der größeren Ausdehnung der Kontaktstreifer gering gegenüber denen beim Anschweißen vor Anschlußdrähten. Die Unterbringung der Dioder zwischen den Kondensatorblöcken gewährleiste außerdem eine besonders raumsparende Gestaltung dei Kaskade, unter anderem auch durch eine entsprechende Gestaltung des Becherquerschnitts, wodurch Materia eingespart werden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

25 35 720 Patentansprüche:
1. Elektrische Spannungsvervielfacher-Kaskade, Reiche zwei Kondensatoi blöcke enthält, die von finem Mutterkondensator abgetrennt und durch s Schlitze durch die Schoopschichten und den kapazitiv wirksamen Bereich in eine Reihe einstükliig miteinander verbundener Schichtenkondensatoren unterteilt sind, wodurch die Schoopschichten in mehrere Kontaktflächen aufgeteilt sind, welche Weiterhin Dioden und weitere elektrische Bauelemente enthält, wobei jeder Kondensator über Kontaktflächen kontaktiert und mit den Dioden beschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (10) auf Anschlußbleche (5,6, 14,18, |9), die auch zur Verdrahtung dienen, aufgeschweißt Oder aufgelötet sind, daß die Anschlußbleche (5, 6, 14, 18, 19) mit Kontaktstreifen (12, 13, 15, 16) einstückig verbunden und diese über die entsprechenden Kontaktflächen (3, 4) geführt und mit Riesen verschweißt bzw. verlötet sind und daß zumindest die Dioden (10) zwischen den Kondensatorblöcken (1, 2) und parallel zu deren Oberflächen angeordnet sind.
2. Elektrische Spannungsvervielfacher-Kaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einen Becher (24) eingebaut und vergossen ist, daß zumindest ein Teil der Anschlußbleche (5, 6, 14, 18, 19) mit über den Kondensator vorstehenden Halteelementen einstückig verbunden ist und daß diese mit dazu passenden Halteelementen am Becher mechanisch fest verbunden sind.
3. Elektrische Spannungsvervielfacher-Kaskade nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben den Dioden (10) einen Vorwiderstand (11) enthält und daß dieser zu den Dioden (10) und alle Dioden (10) zueinander parallel liegen.
4. Elektrische Spannungsvervielfacher-Kaskade nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (24) zumindest im Bereich seiner Innenwand aus Kunststoff besteht, daß mit seinem Boden Kunststoffrippen (26) mechanisch fest verbunden sind und daß diese Rippen (26) eine seitliche Verschiebung der Kondensatorblöcke (1, 2) verhindern, daß die Kontaktflächen (3,4) der Kondensatorblöcke (1,2) und die Kontaktstreifen (12,13) alle auf den oben liegenden Seiten der Kondensatorblöcke (1, 2) angebracht sind, daß die entsprechenden Kontaktstreifen (12, 13) abgewinkelt sind und mit einem Teil ihrer Länge zwischen die beiden Kondensatorblöcke (1,2) hineinragen und daß sie im Bereich zwischen den Kondensatorblöcken zueinander und zu den Kondensatoroberflächen parallel liegen und mit den unten liegenden Anschlußblechen einstückig verbunden sind und daß die Anschlußelemente für die äußeren Anschlüsse (9) durch die Vergußmasse nach oben aus dem Becher herausragen.
5. Elektrische Spannungsvervielfacher-Kaskade nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (24) an seiner Innenseite in der Nähe seiner öffnung zumindest auf zwei Seiten sägezahnförmige Noppen (25) mit je einer zur Becherwand geneigten und einer zur Becherwand zumindest annähernd senkrechten Fläche aufweist, deren zur Becherwand geneigte Flächen zur Becheröiinung hinneigen, daß die Halteelemente federnd ausgebildet sind und daß diese durch die sagezahnförinigun Noppen (25) im Recher (24) gehalten werden.
6. Elektrische Spannungsvervielfacher-Kaskade nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (3) eines Kondensatorblocks (1) im Becher (24) oben liegen, während die Kontaktflächen (4) des anderen K ondensatorblocks (2) im ßecher unten liegen.
7. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Spannungsvervielfacher-Kaskade nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbleche zunächst aus einem Metallband ausgestanzt und verformt werden, mit dem Metallband jedoch einstückig verbunden bleiben, daß das so erhaltene Montageband automatisch mit den Dioden und weiteren Bauelementen bestückt und verschweißt wird, daß jeder Kontaktstreifen auf die entsprechende Kontaktfläche aufgeschweißt und schließlich das Montageband entlang von Trennlinien abgetrennt wird.
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