DE2545596C3

DE2545596C3 - Kapazitives Netzwerk und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE2545596C3
Application number: DE19752545596
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 8672 Selb Fink
Original assignee: Draloric Electronic GmbH
Current assignee: Draloric Electronic GmbH
Priority date: 1975-10-11
Filing date: 1975-10-11
Publication date: 1983-11-10
Also published as: DE2545596A1; DE2545596B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein kapazitives Netzwerk mit einem dielektrischen Körper, bei dem ein versetzt übereinanderliegende Metallschichten und Dielektrikumsschichten enthaltender Schichtkondensator seitlich voneinander beabstandete, mit einer lötfähigen Metallisierung versehene Füße besitzt, die von dem «o zwischen den Füßen befindlichen Körperabschnitt vorstehen und in welche sich Zuleitungen zu den Metallschichten erstrecken.

Aus der deutschen Auslegeschrift 17 64 214 ist «in Kondensator bekannt, der aus einem dielektrischen Körper mit seitlich voneinander befindlichen Füßen aufgebaut ist, wobei sich pro Belag eine Zuleitung zu einem der beiden Füße erstreckt.

Diese Kohdensatorbauform eignet sich zwar für die Anwendung in Kondensatorkaskaden; es muß jedoch eine bestimmte Anzahl dieser bekannten Kondensatoren aneinandergereiht und zusammengelötet werden, um zu einem Kaskadenriegel zu gelangen. Infolge der Lötverbindung ist die mechanische Festigkeit eines derartigen Kaskadenriegels gering, wenn e*- nicht auf einen mit Leitungszügen versehenen Trägerkörper aufgelötet wird.

Aus der deutschen Auslegeschrift 19 40036 ist ein kapazitives Netzwerk bekannt, das aus zwei durch eine Isolierschicht elektrisch voneinander getrennt übereinanderliegenden Kondensatoreinheiten besteht, die innere Reihenschaltungen ergeben,welche durch äußere Verbindungen miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform eines kapazitiven Netzwerkes ist es nicht erwünscht und nicht möglich, die innere Reihenschaltung Kapazität für Kapazität an der Oberfläche des dielektrischen Körpers abzugreifen, da es sich dort um einen X-Y-Störschutzkondensaior handelt und nicht um eine Kondensatorkaskade.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 74 03 572 ist ein Einkörper-Wickelkondensator mit aus einem Wikkelkörper herausgeführten Anschlußleitern zur Verwendung bei Hpchspannungs-Gleichrichterkaskaden bekannt, bei dem zwei Isolierstoffolien mit mehreren nebeneinanderliegenden Metalistreifen aufgewickelt sind und Streifen der einen mit Streifen der anderen Isolierstoffolie^r, Reihe geschaltete Kapazitäten bilden.

Aus dem Katalog 8000 Ml der Firma Erie Elektronik GmbH »Monobloc Chips«-Hochspannungskondensatoren sind Multichips bekannt, bei denen in einem dielektrischen Körper nebeneinander Chipkondensato-. ren bekannter Belagform angeordnet sind, welche durch an den Schmalseiten aufgedruckten Leiterbahnen in Serie geschaltet sind und so einen Kaskadenriegel ergeben. Diese bekannte Bauform hat den Nachteil, daß auf die Lage der Siebdruckmaske zum Kondensatorkörper größtes Augenmerk gerichtet werden muß, um die Metallisierung an den richtigen Stellen aufzubringen, daß zwei Schmalseiten nacheinander metallisiert werden müssen und daß das Sieb der Siebdruckvorrichtung beim Bedrucken derartiger dichtgesinterter scharfkantiger dielektrischer Körper erhöhtem Verschleiß unterliegt.

Eine andere Form einer Kondensatorkaskade ist cus dem Katalog «Keramik Kondensatoren«, Ausgabe 1975, S. 118 ff der Anmelderin bekannt. Dort werden keramische Scheibenkondensatoren durch metallische DistanzstUcke in Serie geschaltet. Diese Bauform bedingt ein aufwendiges Herstellungsverfahren und ist in den Kapazitätswerten der einzelnen Scheiben auf relativ niedrige Werte beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kapazitives Netzwerk, insbesondere eine Kondensatorkaskade zur Spannungsvervielfachung, zur Verfügung zu stellen, bei dem die obigen Nachteile vermieden werden, das einfach hergestellt werden kann, wobei sich die einfache Herstellung insbesondere auch auf die lötfähige Außenmetallisierung bezieht, das eine geringe Einbauhöhe besitzt und das direkt in eine gedruckte Schaltung eingelötet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dielektrische Körper mindestens an einer seiner beiden Schmalseiten mehr als zwei beabstandet nebeneinanderliegende Füße besitzt, daß der dielektrische Körper mehrere aufeinanderliegende dielektrische Schichten aufweist, von denen jede mindestens eine

Reihe von beabstandet nebeneinanderliegenden Metallschichten besitzt, daß die Metallschichten einer Reihe jeweils über eine Zuleitung an jedem zweiten der aufeinanderfolgenden Füße aus dem dielektrischen Körper herausgeführt sind und daß die Metallschichten zweier aufeinanderfolgender dielektrischer Schichten sich überlappen und ihre Zuleitungen abwechselnd an jedem zweiten der aufeinanderfolgenden Füße herausgeführt sind, wodurch sich eine Serienschaltung von anschließbaren Kapazitäten ergibt

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch die Überlappung der Metallschichten ist die Serienschaltung der Einzelkapazitäten im Inneren des dielektrischen Körpers gegeben. Die an die Füße bzw. bis an deren Auflageflächen reichenden Zuleitungen der Metallschichten schaffen die Möglichkeit, die innere Reihenschaltung nach außen zu verlängern und beispielsweise die für Spannungsvervielfacherschaltungen erforderlichen Dioden an der Metallisierung der Füße anzuschalten.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ragen die Füße aus einer Schmalseite des dielektrischen Körpers heraus. Dies hat den besonderen Vorteil, daß ein einziger Metallisierungsvorgang ausreicht, das kapazitive Netzwerk an den Füßen des dielektrischen Körpers mit einer lötfähigen Metallisierung zu versehen. Vorzugsweise wird diese Metallisierung der Füße in einem Tauchbad vorgenommen, so daß das kapazitive Netzwerk nach Trocknen und Einbrennen dieser Metallisierung stehend oder vorteilhafter liegend in eine entsprechende Schaltung eingelötet werden kann. LJm zu einer an allen Füßen gleichmäßigen Metallisierung zu gelangen, ist es von Vorteil, wenn die Füße alle gleich weit aus dem dielektrischen Körper herausragen.

Da diese kapazitiven Netzwerke vorzugsweise in Spannungsvervielfachungsanordnungen Anwendung finden, wo bekannterweise zwei in Reihe geschaltete Kondensatorketten vermittels Dioden eine Kaskade ergeben, ragen bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an zwei gegenüberliegenden Schmalseiten des dielektrischen Körpers Füße heraus, die mit einer lötfähigen Metallisierung versehen sind. Diese lötfähige Metallisierung bedeckt die Grundfläche der Füße vollständig und deren Seitenflächen teilweise. Es versteht sich von selbst, daß die auf zwei gegenüberliegenden Schmalseiten des dielektrischen Körpers herausragenden Füße sich nicht auf gleicher Höhe gegenüberstehen müssen, sondern gegeneinander auch versetzt angeordnet sein können.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das kapazitive Netzwerk einfach herstellbar ist, eine große mechanische Festigkeit aufweist, einen geringen Raumbedarf hat und unmittelbar in eine elektrische Schaltung eingelötet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die beiden Kondensatorreihen für eine Spannungsvervielfacherschaltung auch in einem dielektrischen Körper zur Verfügung gestellt werden und die erforderlichen Dioden direkt auf dem dielektrischen Körper angelötet werden können. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Netzwerkbauform besteht in der einfachen Metallisierbarkeit des dielektrischen Körpers, um die innere Reihenschaltung der einzelnen Kapazitäten nach außen zu führen und dor*, beispielsweise Dioden anlöten zu können.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es

F i g. la eine bedruckte Dielektrikumsschicht,

F i g. Ib eine zweite bedruckte Dielektrikumsschicht,

Fig. 2 zwei aufeinanderliegende Dielektrikumsschichten gemäß Fig. laundFig. Ib,

Fig.3 eine räumliche Darstellung eines dichtgesinterten keramischen Körpers, der aus Dielektrikumsschichten gemäß F i g. la und F i g. Ib aufgebaut ist,

Fig.4 ein an den Füßen mit einer lötfälugen Metallisierung versehenes kapazitives Netzwerk,

Fig.5a eine bedruckte Dielektrikumsschicht, bei welcher zwei Reihen Metallschichten auf gegenüberliegende Füße herausgeführt sind,

Fig.5b eine bedruckte Dielektrikumsschicht, bei welcher die Metallschichten gegen die Metallschichten gemäß Fig.5a verschoben sind, so daß sie sich überlappen und

Fig.6 eine räumliche Darstellung einer Spannungsvervielfacherkaskade, aufgebaut aus Dielektrikumsschichten gemäß F i g. 5a und 5b, υ ;d mit Dioden verschaltet.

F i g. 1 a zeigt eine dielektrische Schicht 1, die an einer Schmalseite 6 Einschnitte 7 besitzt, so daß sich Füße 3 ausbilden. Die dielektrische Schicht 1 ist mit Metallschichten 2 bedruckt, welche über Zuleitungen 4 bis an die Auflagefläche 5 der Füße 3 reichen, wobei nur jeder zweite Fuß 3 eine Zuleitung 4 zu einer Metallschicht besitzt und jede Metallschicht 2 nur bis in die Nähe der Mittellinie 9 eines Fußes reicht, der nkht mit einer Zuleitung bedruckt ist

Fig.Ib zeigt eine Dielektrikumsschicht 1 mit einer Fig. la entsprechenden Außenkontur, bei der die Metallschichten 2 zu denen gemäß F i g_ la überlappend angeordnet und die Zuleitungen 4 auf die bei Fig. la freigebliebenen Füße 3 aufgedruckt sind und bis an die Auflageflächen 5 reichen.

Es versteht sich von selbst, daß vorteilhafterweise eine größere dielektrische Schicht mit einer Viekahl derartiger Metallschichtstrukturen bedruckt werden kann, anschließend Dielektrikumsschichten entsprechend rig. la und Fig. Ib abwechselnd aufeinander gestapelt und in einem Stanzvorgang die kapazitiven Netzwerke mit den auf einer Schmalseite 6 befinolichen Einschnitten 7, bzw. den Füßen 3 hergestellt werden können.

Fig.2 soll die Überlappung der Metallschichten 2 aufeinander gestapelter dielektrischer Schichten 1 verdeutlichen. Um das kapazitive Netzwerk spannungssicher zu dimensionieren, sind die Zuleitungen 4 im Bereich der Füße 3 von den Rändern der Einschnitte 7 beabstandet

F i g. 3 zeigt einen aus gemäß F i g. 1 a und F i g. 1 b mit Mete llsc''.iv:hten 2 bedruckten Dietektrikumsschichten 1 zusammengestapelten Körper, der auf einer Schmalseite 6 Einschnitte 7 besiurt, so daß Füße 3 ausgebildet sind. Die Zuleitungen 4 der Metallschichten 2 reichen bis an die Auflageflächen 5 der Füße 3 und sind hier — wie aus Fig.4 ersichtlich ist — mit einer lötfähigen Metallisierung 8 miteinander elektrisch leitend verbunden.

Fig.5a zeigt eine Dielektrikumsschicht 1, die mit zwei nebeneinander liegenden Reihen von Mitallschichten 2 bedruckt ist, wobei die Meiallschichten 2 einer Reihe vermittels Zuleitungen 4 an jeden zweiten Fuß 3 bis an dessen Auflagefläche 5 herausragen.

F i g. 5b zeigt eine mit zwei Reihen Metallschichten 2 bedruckte Dielektrikumsschicht 1, bei der die Zuleitungen 4 auf jedem zweiten Fuß 3 an der Auflagefläche 5 auslaufen, wobei im Vergleich mit Fig.5a die

Zuleitungen 4 um durch einen Einschnitt 7 versetzten FuB 3 herausragen.

Fig.6 zeigt ein kapazitives Netzwerk, bei welchem Dioden 10 auf einer Seite der Grundfläche des dielektrischen Körpers an den lötfahigen Metailiserun· gen der FUBe 3 angelötet sind und so eine Spannungs· Vervielfachungskaskade ergeben. Mit U. ist der Wechselspannungseingang und mit U- der Gleichspannungsausgang bezeichnet.

Die in den Figuren dargestellten Strukturen bzw. die dargestellten Netzwerke entsprechen nicht den tatsächlichen Größenverhältnissen; sie verdeutlichen nur die Einzelheiten der Erfindung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kapazitives Netzwerk mit einem dielektrischen Körper bei dem ein versetzt übereinander liegende Metallschichten und Dielektrikumschichten enthaltender Schichtkondensator seitlich voneinander beabstandetc mit einer lötfähigen Metallisierung versehene Füße besitzt, die von dem zwischen den Füßen befindlichen Körperabschnitt vorstehen und in welche sich Zuleitungen zu den Metallschichten erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Körper mindestens an einer Seite seiner beiden Schmalseiten (6) mehr als zwei beabstandet nebeneinanderliegende Füße (3) besitzt, daß der dielektrische Körper mehrere aufeinanderliegende dielektrische Schichten (1) aufweist, von denen jede mindestens eine Reihe von beabstandet nebeneinindlerliegenden Metallschichten (2) besitzt, daß diei^etiillschichten (2) einer Reihe jeweils über eine Zuleitung (4) an jedem zweiten der aufeinanderfolgenden Füße (3) aus dem dielektrischen Körper herausgeführt sind und daß die Metallschichten (2) zweier aufeinanderfolgender dielektrischer Schichten (1) sich überlappen und ihre Zuleitungen (4) abwechselnd an jedem zweiten der aufeinanderfolgenden Füße (3) herausgeführt sind, wodurch sich eine Serienschaltung von anschließbaren Kapazitäten ergibt

2. Kapazitives Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füße (3) aus einer Schmalseite (6) des dielektilxhen Körpers herausragen.

3. Kapazitives Netzwerk · ach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füße (3) gleich weit aus dem dielektrischen Körper herausragen.

4. Kapazitives Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede dielektrische Schicht (1) zwei nebeneinanderliegende Reihen von aufeinanderfolgenden Metallschichten (2) besitzt, die über Zuleitungen (4) an zwei gegenüberliegende Schmalseiten (6) des dielektrischen Körpers herausragende FüG« (3) herausgeführt sind.

5. Kapazitives Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lötfähig«! Metallisierung (8) die Grundfläche (5) der Füße (51) vollständig und deren Seitenflächen teilweise bedeckt.

6. Verwendung des kapazitiven Netzwerkes alr> Kondensatorkaskade in einer Spannungsvervielfachungsanordnung.

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