DE3224413C2

DE3224413C2 -

Info

Publication number: DE3224413C2
Application number: DE3224413A
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(Grad.) 7921 Gerstetten De Bruestle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-06-30
Filing date: 1982-06-30
Publication date: 1987-05-27
Also published as: JPS5913319A; US4495544A; DE3224413A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Wickelkonden sator mit hoher Kapazitäts-Konstanz und konstantem Temperaturbeiwert, dessen Dielektrikum aus mindestens zwei geschrumpften Kunststoffolien besteht, die mit zwei, als Beläge dienenden, Metallfolien aus unter schiedlichen Materialien verwickelt sind, wobei die eine Metallfolie als Wertfolie und die andere als Deckfolie dient, und bei dem, insbesondere zentrisch axiale, An schlußelemente mit den Metallfolien elektrisch leitend verbunden sind.

Ein derartiger Kondensator mit einer Deckfolie aus Aluminium und einer Wertfolie aus einem versilberten oder vernickelten, flachgewalzten Kupferdraht ist aus der DE-OS 22 55 995 bekannt. Diesser Kondensator läßt sich nur mit Kapazitätswerten von einigen pF herstellen. Angaben üb er die Größe des Temperaturbeiwerts sind in der genannten Druckschrift nicht angeführt.

Im allgemeinen werden Kondensatoren der eingangs ge nannten Art mit Deck- und Wertfolien aus dem gleichen Material hergestellt, wie es beispielsweise in der DE-AS 10 31 890 oder der US-PS 30 49 651 beschrieben ist. Dabei bestehen die Dielektrikumsfolien im allgemeinen aus gereckten Poly styrolbändern, die nach dem Verwickeln einer Temperatur behandlung unterworfen werden, die zu einem Schrumpfen der gereckten Kunststoffolie führt. Dadurch werden die Wickel mechanisch verfestigt und der Kondensator wird in seinen wesentlichen elektrischen Eigenschaften stabilisiert.

Die Deck- und Wertfolien bestehen bei derartigen Kondensatoren im allgemeinen aus Aluminium; es werden jedoch auch Deck- und Wertfolien aus Zinn oder Zinn-Blei-Legierungenn verwendet.

Es ist üblich, für die Deckfolie eine größere Breite als für die Wertfolie zu wählen, wodurch sich ge wünschte Kapazitätswerte leichter herstellen lasssen.

Neben der hohen Kapazität-Konstanz zeichnen sich die beschriebenen Kondensatoren durch einen konstanten Temperaturbeiwert aus. Der Temperaturbeiwert α _c ist dabei folgendermaßen definiert

α _c = (C₂ - C₁) / C₃ · (t₂ - t₁), mit

C₁ = Kapazität bei der Temperatur t₁,
C₂ = Kapazität bei der Temperatur t₂,
C₃ = Bezugs-Kapazität bei (25 ± 10) °C.

Es ist bekannt, daß sich die Größe des Temperaturbei wertes in bestimmten Grenzen durch den Anteil der Metall- und Kunststoffolien zueinander, sowie durch den Schrumpfgrad bei der Herstellung der Kondensatoren beeinflussen läßt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß mit den bekannten Kondensatorenanordnungen einerseits nicht jeder gewünschte Temperaturbeiwert erhalten wird, und daß andererseits bei unterschiedlichem Schrumpf grad auch die übrigen Eigenschaften des Kondensators verändert werden.

Für bestimmte Anwendungsgebiete (z. B. Integrations kondensatoren für Computer-Tomographen oder für Filter mit Anpassung an den Temperaturbeiwert von Ferriten) besteht ein Bedarf für Kondensatoren mit einem eng tolerierten Temperaturbeiwert bestimmter Größe im Bereich von -100×10^-⁶/K bis 120×10^-⁶/K, wobei eine Toleranz von ±20×10^-⁶/K über einen Temperaturbereich von 0 bis 50°C eingehalten werden soll.

Kondensatoren mit Polystyrolfolien und Elektrodenfolien aus Aluminium ergeben einen im Betrag zu geringen und Kondensatoren mit Elektrodenfolien aus Zinn bzw. einer Zinn-Blei-Legierung einen im Betrag zu hohen Temperatur beiwert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kondensator der eingangs genannten Art anzugeben, der sich durch einen Temperaturbeiwert im Bereich von ca. -100×10^-⁶ bis -120×10^-⁶/K auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eine Metallfolie aus Aluminium und die andere aus Zinn oder einer Zinn-Blei-Legierung besteht.

Vorzugsweise weist eine Metallfolie aus einer Zinn- Blei-Legierung eine Zusammensetzung von ca. 60% Sn und 40% Pb auf.

Durch die Zuordnung des Materials zur Wertfolie (innere Folie) bzw. zur Deckfolie (äußere Folie) besteht eine Möglichkeit, den Temperaturbeiwert in gewissen Grenzen zu beeinflussen.

Neben der bereits erwähnten Verwendung von Polystyrol als Dielektrikumsfolien können auch Folien aus Poly propylen, Polyester oder Polycarbonat verwendet werden.

Die Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden an Hand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In der dazugehörenden einzigen Figur ist ein teil weise aufgerollter Kondensatorwickel 1 dargestellt. Mit den Dielektrikumsfolien 2, 3 aus Poly styrol sind die Deckfolie 4 und die Wertfolie 5 ver wickelt. An den Metallfolien 4, 5 sind zentrisch axial Anschlußelemente 6, 7 durch Anschweißen befestigt.

In dem geschilderten Aufbau wurden zwei unterschied liche Gruppen von Kondensatoren gefertigt, von denen der Temperaturbeiwert im Bereich von 0 bis 50°C als Mittelwert mit Standardabweichung von jeweils 20 Kondensatoren dargestellt ist.

Tabelle I (Kondensatoren der Nenndaten 23100 pF/50 V)

Tabelle II (Kondensatoren der Nenndaten 100000 pF/50 V)

Wie den Tabellen zu entnehmen ist, befinden sich die erfindungsgemäßen Kondensatoren im geforderten Bereich des Temperaturbeiwertes, wobei einerseits durch die Zordnung von Wert- bzw. Deckfolie und andererseits durch die Fertigungsbedingungen der Temperaturbeiwert in einem gewissen Bereich variiert werden kann.

Claims

1. Elektrischer Wickelkondensator mit hoher Kapazitäts Konstanz und konstantem Temperaturbeiwert, dessen Di elektrikum aus mindestens zwei geschrumpften Kunststoffolien besteht, die mit zwei, als Beläge dienenden, Metallfolien aus unterschiedlichen Materialien verwickelt sind, wobei die eine Metallfolie als Wertfolie und die andere als Deckfolie dient, und bei dem, insbesondere zentrisch axiale, Anschlußelemente mit den Metallfolien elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Metallfolie aus Aluminium und die andere aus Zinn oder einer Zinn-Blei-Legierung besteht.

2. Elektrischer Wickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Zinn-Blei-Legierung bestehende Metallfolie eine Zusammensetzung von ca. 60% Zinn und ca. 40% Blei aufweist.

3. Elektrischer Wickelkondensator nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfolie (4) aus Aluminium und die Wertfolie (5) aus Zinn oder einer Zinn-Blei-Legierung besteht.

4. Elektrischer Wickelkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfolie (4) aus Zinn oder einer Zinn-Blei-Legierung und die Wertfolie (5) aus Aluminium besteht.

5. Elektrischer Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrikumsfolien (2, 3) aus Polystyrol bestehen.

6. Elektrischer Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrikumsfolien (2, 3) aus Polypropylen bestehen.

7. Elektrischer Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrikumsfolien (2, 3) aus Polyester oder Polycarbonat bestehen.