DE102019118190A1 - PROCEDURE FOR THE SPECIFIED POLARIZATION OF A CONDENSER AND CAPACITOR WITH A SPECIFIED INSULATED POLARIZATION - Google Patents

PROCEDURE FOR THE SPECIFIED POLARIZATION OF A CONDENSER AND CAPACITOR WITH A SPECIFIED INSULATED POLARIZATION Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kondensators, umfassend den Schritt:- Erstellen eines Ladungsspeicherabschnitts, der eine vorgegebene Polarisation aufweist.A method for manufacturing a capacitor, comprising the step of: creating a charge storage section having a predetermined polarization.

Description

Im Folgenden werden Ausführungsformen offenbart, die ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators betreffen, wobei der hergestellte Kondensator einen isolierten Ladungsspeicherabschnitt aufweist, der eine vorgegebene Ladungsmenge umfasst. Zusätzlich wird ein Kondensator mit einem solchen Ladungsspeicherabschnitt offenbart. Außerdem wird ein Verfahren zur Messung einer isolierten Ladungsmenge in einem Kondensator offenbart.In the following, embodiments are disclosed which relate to a method for producing a capacitor, the capacitor produced having an insulated charge storage section which comprises a predetermined amount of charge. In addition, a capacitor having such a charge storage section is disclosed. A method for measuring an isolated amount of charge in a capacitor is also disclosed.

Bei betriebsinternen Experimenten wurde festgestellt, dass es bei einem Einsatz eines Kondensators in einem Zwischenkreis einer elektrischen Schaltung mit einer Gleichspannungsquelle zum Betrieb eines Wechselstromverbrauchers zu akkustischen Beeinträchtigungen kommen kann. Als Grund dafür konnten Spannungsrippel identifiziert werden, die durch die Leistungselektronik des Wechselstromverbrauchers erzeugt wurden und mit welchen der Kondensator angeregt wurde. Diese Spannungsrippel können beispielsweise durch Schaltvorgänge von IGBTs erzeugt werden oder durch Trägerfrequenzen von PWM-Verstärkern. Des Weiteren wurde festgestellt, dass die akustischen Störungen unter anderem abhängig der Höhe der Gleichspannungsquelle waren, aus welcher der Wechselspannungsverbraucher über den Zwischenkreis gespeist wurde.In-house experiments have shown that the use of a capacitor in an intermediate circuit of an electrical circuit with a DC voltage source to operate an AC consumer can lead to acoustic impairments. The reason for this could be identified as voltage ripples that were generated by the power electronics of the AC consumer and with which the capacitor was excited. These voltage ripples can be generated, for example, by switching operations of IGBTs or by carrier frequencies of PWM amplifiers. It was also found that the acoustic interference was dependent, among other things, on the level of the DC voltage source from which the AC voltage consumer was fed via the intermediate circuit.

Demgegenüber ergibt sich die Aufgabe einen verbesserten Kondensator bereitzustellen, der insbesondere zum Einsatz als Zwischenkreiskondensator geeignet ist.In contrast, the object is to provide an improved capacitor which is particularly suitable for use as an intermediate circuit capacitor.

Diese Aufgabe wird durch die jeweiligen Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen entsprechende Weiterbildungen.This object is achieved by the respective subject matter of the independent claims. The dependent claims relate to corresponding developments.

Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators (100), umfassend den Schritt:

  • - Erstellen eines Ladungsspeicherabschnitts (102), der eine vorgegebene Polarisation aufweist.
A first aspect relates to a method for producing a capacitor (100), comprising the step:
  • - Creating a charge storage section (102) which has a predetermined polarization.

Eine vorgegebene Polarisation kann beispielsweise durch Einbringen eines polarisierten Dielektrikums zwischen zwei Kondensatoranschlüssen erzeugt werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine vorgegebene Polarisation so erfolgen, wie durch die nachfolgenden Ausführungsformen offenbart.A predetermined polarization can be generated, for example, by introducing a polarized dielectric between two capacitor connections. Additionally or alternatively, a predetermined polarization can take place as disclosed by the following embodiments.

Eine Ausführungsform betrifft ein Verfahren nach dem ersten Aspekt, das die folgenden Schritte umfasst:

  • - Erstellen eines ersten Ladungsspeicherabschnitts und eines zweiten Ladungsspeicherabschnitts;
  • - Einbringen einer vorgegebenen Ladungsmenge in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt;
wobei der Ladungsspeicherabschnitt, der eine vorgegebene Polarisation aufweist, der erste und/oder der zweite Ladungsträgerabschnitt ist;
  • - Kontaktieren des ersten Ladungsspeicherabschnitts mit Ausgangskontakten des Kondensators;
  • - galvanisches Isolieren des zweiten Ladungsspeicherabschnitts von dem ersten Ladungsspeicherabschnitt und/oder von wenigstens einem der Ausgangskontakte des Kondensators.
One embodiment relates to a method according to the first aspect, which comprises the following steps:
  • - creating a first charge storage section and a second charge storage section;
  • Introducing a predetermined amount of charge into the second charge storage section;
wherein the charge storage section having a predetermined polarization is the first and / or the second charge carrier section;
  • - Contacting the first charge storage section with output contacts of the capacitor;
  • galvanic isolation of the second charge storage section from the first charge storage section and / or from at least one of the output contacts of the capacitor.

Die Ladungsträgerabschnitte können insbesondere für den ersten und den zweiten Ladungsspeicherabschnitt unterschiedlich groß oder gleich vorgegeben werden. Des. Weiteren kann durch das Einbringen einer vorgegebenen Ladungsmenge in den zweiten Abschnitt dieser als auch der erste Abschnitt polarisiert werden bzw. sein.The charge carrier sections can, in particular, be given different sizes or the same for the first and second charge storage sections. Of. Furthermore, by introducing a predetermined amount of charge into the second section, the latter and the first section can be polarized.

Die Schritte beschreiben lediglich funktionale Merkmale des Verfahrens und keine zeitliche Abfolge. Beispielsweise können bei sehr vielen Ausführungsformen die letzten beiden Schritte in ihrer Reihenfolge vertauscht sein. Die Schritte können auch teilweise zusammen ausgeführt werden, so dass sie zeitlich nicht unterschieden werden können.The steps only describe functional features of the method and not a time sequence. For example, in a very large number of embodiments, the order of the last two steps can be reversed. The steps can also be partially carried out together so that they cannot be differentiated in time.

Verschiedene Kondensatortypen können verwendet werden. Als Kondensatoren kommen Kondensatoren mit fester Kapazität als auch Kondensatoren mit variabler Kapazität oder eine Kombination von beiden Kondensatortypen in Betracht. Ein Kondensator kann ein Folienkondensator sein, beispielsweise ein Papierfolienkondensator und/oder ein Kunststofffolienkondensator. Ein Kondensator kann alternativ oder als Kombination ein Keramikkondensator sein, beispielsweise ein MDK-Keramikkondensator oder ein HDK-Kondensator. Ebenso kann ein Kondensator ein Glimmerkondensator sein. Beispielsweise kann ein Kondensator ein Aluminium-Elektrolyt-Kondensator umfassen und/oder ein Tantal-Elektrolytkondensator und/oder ein Doppelschicht-Kondensator. Als Kondensator mit variabler Kapazität der ebenso als Kondensatortyp Verwendung finden kann, kann insbesondere ein Drehkondensator in Betracht kommen oder ein Trimmkondensator.Different types of capacitors can be used. Suitable capacitors are capacitors with a fixed capacitance and capacitors with a variable capacitance or a combination of both types of capacitors. A capacitor can be a film capacitor, for example a paper film capacitor and / or a plastic film capacitor. A capacitor can alternatively or as a combination be a ceramic capacitor, for example an MDK ceramic capacitor or an HDK capacitor. A capacitor can also be a mica capacitor. For example, a capacitor can comprise an aluminum electrolytic capacitor and / or a tantalum electrolytic capacitor and / or a double-layer capacitor. A variable capacitor or a trimming capacitor can in particular be considered as the capacitor with variable capacitance, which can also be used as a capacitor type.

Ein Ladungsspeicherabschnitt kann ein Teil eines Kondensatormaterials eines Kondensators betreffen. Bei einem Filmkondensator oder einem Folienkondensator kann ein Ladungsspeicherabschnitt ein, insbesondere vorgegebener, Abschnitt einer mit Metallfolien belegten Dielektrikumsfolie umfassen. Bei einem Keramikkondensator kann ein Ladungsspeicherabschnitt ein insbesondere vorgegebener Teil einer Dielektrikumskeramik sein, beispielsweise einer Oxidkeramik. Zusätzlich oder alternativ kann insbesondere ein zweiter Ladungsspeicherabschnitt ein anderes Material umfassen, als der erste Ladungsspeicherabschnitt. Mit anderen Worten würden der erste Ladungsspeicherabschnitt und der zweite Ladungsspeicherabschnitt dann unterschiedliche Kondensatortypen betreffen. Insbesondere können sich die Ladungsspeicherabschnitte in dem verwendeten Dielektrikum unterscheiden.A charge storage section may relate to a part of a capacitor material of a capacitor. In the case of a film capacitor or a film capacitor, a charge storage section can have a, in particular a predetermined, section Metal foils covered dielectric film include. In the case of a ceramic capacitor, a charge storage section can be a particularly predetermined part of a dielectric ceramic, for example an oxide ceramic. Additionally or alternatively, a second charge storage section in particular can comprise a different material than the first charge storage section. In other words, the first charge storage section and the second charge storage section would then relate to different capacitor types. In particular, the charge storage sections can differ in the dielectric used.

Ein Ladungsspeicherabschnitt kann auch ein rein geometrisch bestimmter Abschnitt sein, in den ein Material eingebracht wird, welches entsprechend vorpolarisiert wird oder bereits ist.A charge storage section can also be a purely geometrically determined section into which a material is introduced which is correspondingly pre-polarized or is already.

Ein galvanisches Isolieren des zweiten Ladungsspeicherabschnitts von dem ersten Ladungsspeicherabschnitt und/oder von den Ausgangskontakten des Kondensators, kann insbesondere dadurch erfolgen, dass der zweite Ladungsspeicherabschnitt nicht mit dem ersten Ladungsspeicherabschnitt und/oder wenigstens eines der Ausgangskontakte galvanisch kontaktiert wird. Ein galvanisches Isolieren kann auch bereits bei dem Vorpolarisieren erfolgen, insbesondere wenn ein vorpolarisiertes Material in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt eingebracht wird, welches nicht galvanisch verbunden mit anderen Materialien des Kondensators ist.A galvanic isolation of the second charge storage section from the first charge storage section and / or from the output contacts of the capacitor can in particular take place in that the second charge storage section is not galvanically contacted with the first charge storage section and / or at least one of the output contacts. Galvanic isolation can also take place during the pre-polarization, in particular if a pre-polarized material is introduced into the second charge storage section which is not galvanically connected to other materials of the capacitor.

Eine Ausführungsform betrifft ein Verfahren nach dem ersten Aspekt, wobei das Vorpolarisieren dadurch erfolgt, dass eine vorgegebene Ladungsmenge in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt eingebracht wird. In diesem Fall umfasst der zweite Ladungsspeicherabschnitt bereits ein oder mehrere Materialien, in die eine vorgegebene Ladungsmenge eingebracht werden kann und/oder in den zweite Ladungsspeicherabschnitt werden ein oder mehrere Materialien eingebracht, in die eine vorgegebene Ladungsmenge eingebracht werden kann.One embodiment relates to a method according to the first aspect, the pre-polarization taking place in that a predetermined amount of charge is introduced into the second charge storage section. In this case, the second charge storage section already comprises one or more materials into which a predetermined amount of charge can be introduced and / or one or more materials into which a predetermined amount of charge can be introduced are introduced into the second charge storage section.

Zusätzlich oder alternativ kann das Vorpolarisieren auch dadurch erfolgen, dass ein vorpolarisiertes Material in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt eingebracht wird. Ein vorpolarisiertes Material kann beispielsweise ein ferroelektrisches Material umfassen.Additionally or alternatively, the pre-polarization can also take place in that a pre-polarized material is introduced into the second charge storage section. A pre-polarized material can for example comprise a ferroelectric material.

Eine Ausführungsform betrifft ein Verfahren nach dem ersten Aspekt, wobei das Einbringen der Ladung durch einen vorgegebenen Spannungsimpuls und/oder einen vorgegebenen Stromimpuls erfolgt.One embodiment relates to a method according to the first aspect, wherein the charge is introduced by a predetermined voltage pulse and / or a predetermined current pulse.

Der vorgegebene Parameter des Spannungsimpulses kann insbesondere eine Impulshöhe betreffen und/oder eine Impulszeit. Insbesondere kann der vorgegebene Parameter auch eine Wellenform des Spannungsimpulses betreffen, sodass beispielsweise ein Spannungsimpuls über eine vorgegebene Zeitdauer stetig ansteigt und nach dieser Phase abrupt endet. Selbstverständlich sind auch andere Wellenformen des Spannungsimpulses möglich. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein Stromimpuls bezüglich einer Zeitdauer und/oder einer Impulshöhe vorgegeben werden. Selbstverständlich kann auch ein Stromimpuls bezüglich seiner Wellenform definiert werden wie ein Spannungsimpuls, sodass beispielsweise ein über einer gewissen Zeitdauer ansteigender Stromimpuls vorgegeben wird.The specified parameter of the voltage pulse can in particular relate to a pulse height and / or a pulse time. In particular, the specified parameter can also relate to a waveform of the voltage pulse, so that, for example, a voltage pulse rises steadily over a specified period and ends abruptly after this phase. Of course, other waveforms of the voltage pulse are also possible. Additionally or alternatively, a current pulse can also be specified with respect to a duration and / or a pulse height. Of course, a current pulse can also be defined in terms of its waveform like a voltage pulse, so that, for example, a current pulse that increases over a certain period of time is specified.

Eine Ausführungsform nach dem ersten Aspekt betrifft ein Verfahren, wobei das Erstellen der Ladungsspeicherabschnitte ein vorgegebenes Erzeugen einer oder mehrerer Verbindungen zwischen dem ersten Ladungsspeicherabschnitt und dem zweiten Ladungsspeicherabschnitt umfasst, durch die der zweite Ladungsspeicherabschnitt definiert wird.An embodiment according to the first aspect relates to a method, wherein the creation of the charge storage sections comprises a predetermined creation of one or more connections between the first charge storage section and the second charge storage section, by which the second charge storage section is defined.

Insbesondere können die ein oder mehreren Verbindungen Sicherungsverbindungen sein. Sicherungsverbindungen können auch in anderen Bereichen des Kondensators Verwendung finden, so dass bei einer Überlast nicht gleich der gesamte Kondensator zerstört wird. Genau dieser Verbindungstyp kann allerdings auch dazu genutzt werden, den zweiten Ladungsspeicherabschnitt hinsichtlich seiner Abmessungen zumindest teilweise zu definieren. Diese Sicherungen können später insbesondere durch einen vorgegebenen Stromimpuls und/oder einen vorgegebenen Spannungsimpuls getrennt werden. Die Verbindungen können insbesondere Steg-Verbindungen sein. Die Verbindungen können zusätzlich oder alternativ auch langgestreckte Verbindungsabschnitte (Gräben) sein, die zwei direkt angrenzende Kondensatorabschnitte voneinander separieren, wobei einer der Kondensatorabschnitte den zweiten Ladungsspeicherabschnitt umfasst. Die Verbindungen können auch zu anderen Kontaktabschnitten bestehen. An den Verbindungsabschnitten kann ein Kondensatormaterial, insbesondere ein Dielektrikum dünner ausgestaltet sein als an Abschnitten, die keine Verbindungen betreffen. Dadurch kann durch einen bestimmten Strom oder eine bestimmte Spannung gezielt ein Durchschlag an den Verbindungsstellen erzeugt werden, sodass der zweite Ladungsspeicherabschnitt von einem ersten Ladungsträgerabschnitt und/oder wenigstens einem Kontaktabschnitt isoliert wird.In particular, the one or more connections can be fuse connections. Fuse connections can also be used in other areas of the capacitor so that the entire capacitor is not immediately destroyed in the event of an overload. However, it is precisely this type of connection that can also be used to at least partially define the second charge storage section with regard to its dimensions. These fuses can later be disconnected, in particular by a predetermined current pulse and / or a predetermined voltage pulse. The connections can in particular be bar connections. The connections can additionally or alternatively also be elongated connection sections (trenches) which separate two directly adjoining capacitor sections from one another, one of the capacitor sections including the second charge storage section. The connections can also exist to other contact sections. A capacitor material, in particular a dielectric, can be made thinner at the connection sections than at sections that do not concern any connections. As a result, a specific current or a specific voltage can be used to generate a breakdown at the connection points, so that the second charge storage section is isolated from a first charge carrier section and / or at least one contact section.

Eine Ausführungsform nach dem ersten Aspekt betrifft ein Verfahren, wobei das Verfahren den Schritt umfasst:

  • - Ausheilen des Kondensators, wobei Schwachstellen im Kondensator beseitigt werden; und wobei dabei auch die Verbindungen zerstört werden, die den zweiten Ladungsspeicherabschnitt definieren, so dass dieser galvanisch isoliert von dem ersten Ladungsspeicherabschnitt und/oder von wenigstens einem der Ausgangskontakte wird.
An embodiment according to the first aspect relates to a method, the method comprising the step:
  • - Healing the capacitor, eliminating weak points in the capacitor; and the connections that define the second charge storage section are also destroyed, so that the latter is galvanically isolated from the first charge storage section and / or from at least one of the output contacts.

Unter Ausheilen ist ein Prozess zu verstehen, um während der Herstellung eines Kondensators Schwachstellen im Kondensatormaterial zu entfernen. Selbstverständlich kann dieser Schritt auch nach der Herstellung eines Kondensators bestehen und insbesondere später wiederholt werden. Die Schwachstellen können dabei Bereiche des Kondensatormaterials umfassen, die eine Dicke aufweisen, die geringer ist als eine bei der Produktion des Kondensatormaterials vorgegebener Dicke. Während des Schrittes Ausheilen wird der Kondensator mit einer vorgegebenen Spannung und/oder einem vorgegebenen Stromimpuls beaufschlagt, so dass das Kondensatormaterial an den Schwachstellen durchbrennt und sich dadurch selbst isoliert. An den durchgebrannten Stellen verdampft elektrisch leitendes Material, so dass an dieser Stelle ein späterer Kurzschluss unwahrscheinlich wird. Diese Fähigkeit eines Kondensators wird auch Selbstheilungsfähigkeit genannt. Während des Schritts Ausheilen können nun auch die Verbindungen oder wenigstens ein Teil Verbindungen zerstört werden, welche den zweiten Ladungsspeicherabschnitt zumindest teilweise definieren. Vorteilhaft wird dann kein zusätzlicher Schritt während des Herstellungsverfahrens des Kondensators benötigt, um die Verbindungen zum zweiten Ladungsspeicherabschnitt zu trennen.Healing is a process to remove weak points in the capacitor material during the manufacture of a capacitor. Of course, this step can also exist after the manufacture of a capacitor and, in particular, can be repeated later. The weak points can include areas of the capacitor material that have a thickness that is less than a thickness predetermined during the production of the capacitor material. During the healing step, the capacitor is subjected to a predetermined voltage and / or a predetermined current pulse, so that the capacitor material burns through at the weak points and thereby isolates itself. Electrically conductive material evaporates at the burned-out points, so that a later short circuit is unlikely at this point. This ability of a capacitor is also called self-healing ability. During the healing step, the connections or at least some of the connections which at least partially define the second charge storage section can now also be destroyed. Advantageously, no additional step is then required during the manufacturing process for the capacitor in order to separate the connections to the second charge storage section.

Eine Ausführungsform nach dem ersten Aspekt betrifft ein Verfahren wobei das Ausheilen des Kondensators auch das Einbringen einer vorgegebenen Ladungsmenge in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt umfasst.One embodiment according to the first aspect relates to a method wherein the healing of the capacitor also includes the introduction of a predetermined amount of charge into the second charge storage section.

Im Schritt Ausheilen, in dem Schwachstellen des Kondensator durch Anlegen einer Spannung und/oder eines Stromes ausgebrannt werden, werden also nicht nur Verbindungen zerstört, die den zweiten Ladungsspeicherabschnitt definieren, sondern der zweite Ladungsspeicherabschnitt wird über den entsprechenden Spannungsimpuls zuvor auch mit der vorgegebenen Ladungsmenge polarisiert. Dadurch kann vorteilhaft das Ausheilen von Schwachstellen, das Erzeugen des zweiten Ladungsspeicherabschnittes und das Einbringen einer vorgegebenen Ladungsmenge in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt, also drei funktional unterschiedliche Verfahrensschritte, in einem einzigen Verfahrensschritt erfolgen. Dies lässt sich insbesondere bei Filmkondensatoren und/oder Folienkondensatoren anwenden.In the healing step, in which weak points of the capacitor are burned out by applying a voltage and / or a current, not only are connections that define the second charge storage section destroyed, but the second charge storage section is also polarized beforehand with the specified amount of charge via the corresponding voltage pulse . As a result, the healing of weak points, the generation of the second charge storage section and the introduction of a predetermined amount of charge into the second charge storage section, ie three functionally different method steps, can advantageously take place in a single method step. This can be used in particular with film capacitors and / or foil capacitors.

Eine Ausführungsform nach dem ersten Aspekt betrifft ein Verfahren wobei die Ladungsmenge abhängig von einem vorgegebenen Parameter ist, der insbesondere eine Spannung und/oder einen Strom umfasst.One embodiment according to the first aspect relates to a method wherein the amount of charge is dependent on a predetermined parameter, which in particular comprises a voltage and / or a current.

Der Parameter kann insbesondere einen Parameter einer Strom-Spannungsquelle umfassen, insbesondere eine Spannung und/oder einen Strom. Der Parameter kann dabei insbesondere einen Gleichstrom und/oder einen Wechselstrom umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann ein solcher Parameter einen Betriebspunkt einer Strom-Spannungsquelle umfassen, d.h. einen Strom und/oder eine Spannung, welchen bzw. welche die Quelle im Betrieb innerhalb einer elektrischen Schaltung bereitstellen soll. Zusätzlich oder alternativ kann der Parameter einen Parameter eines elektrischen Verbrauchers umfassen. Der Verbraucher kann insbesondere einen Wechselstromverbraucher, insbesondere einen Motor, umfassen. Dabei kann der Wechselstromverbraucher insbesondere einen Wechselrichter umfassen. Ein Wechselrichter kann insbesondere eine Brückenschaltung umfassen, insbesondere eine Brückenschaltung aus Leistungstransistoren (IGBTs). Eine solche Brückenschaltung kann beispielsweise eine oder mehrere H-Brücken umfassen und insbesondere eine Leistungselektronik bereitstellen, welche Wechselspannung für einen Wechselspannungsverbraucher, insbesondere einen Motor, bereitstellt. Insbesondere kann eine solche Leistungselektronik auch einen PWM-Verstärker umfassen. Als PWM-Verstärker kann auch eine Brückenschaltung angesehen werden, die mit einem PWM-Signal angesteuert wird. Ein Parameter, von dem die Ladungsmenge abhängig ist, kann dabei insbesondere eine Schaltfrequenz eines Wechselrichters betreffen und/oder eine oder mehrere Trägerfrequenzen eines PWM-Verstärkers. Diese Signale können, wenn sie in einer elektrischen Schaltung auf den Kondensator treffen, diesen zum Schwingen anregen, so dass der Kondensator störende Geräusche ausstrahlt.The parameter can in particular comprise a parameter of a current-voltage source, in particular a voltage and / or a current. The parameter can in particular include a direct current and / or an alternating current. Additionally or alternatively, such a parameter can include an operating point of a current-voltage source, i.e. a current and / or a voltage which the source should provide within an electrical circuit during operation. Additionally or alternatively, the parameter can include a parameter of an electrical consumer. The consumer can in particular comprise an alternating current consumer, in particular a motor. In this case, the alternating current consumer can in particular comprise an inverter. An inverter can in particular comprise a bridge circuit, in particular a bridge circuit made up of power transistors (IGBTs). Such a bridge circuit can, for example, comprise one or more H-bridges and in particular provide power electronics which provide alternating voltage for an alternating voltage consumer, in particular a motor. In particular, such power electronics can also include a PWM amplifier. A bridge circuit that is controlled with a PWM signal can also be regarded as a PWM amplifier. A parameter on which the amount of charge is dependent can in particular relate to a switching frequency of an inverter and / or one or more carrier frequencies of a PWM amplifier. When these signals hit the capacitor in an electrical circuit, they can cause it to oscillate, so that the capacitor emits disruptive noises.

Ein Parameter kann insbesondere auch einen Parameter betreffen, um eine mechanische Schwingung des Kondensators zu beschreiben, insbesondere eine mechanische Schwingung, die zu einem akustischen Störsignal führt. Insbesondere kann die Ladungsmenge dabei so vorgegeben werden, dass eine mechanische Schwingung des Kondensators geringer wird als mit einem Vergleichskondensator gleicher Kapazität, der keine isolierte Ladungsmenge aufweist, also nicht vorgepolt ist. Insbesondere kann die vorgegebene Ladungsmenge so gewählt werden, dass eine mechanische Schwingung des Kondensators, insbesondere eine akustische Abstrahlung des Kondensators, verringert bzw. minimal wird.A parameter can in particular also relate to a parameter in order to describe a mechanical oscillation of the capacitor, in particular a mechanical oscillation that leads to an acoustic interference signal. In particular, the amount of charge can be specified in such a way that a mechanical oscillation of the capacitor becomes less than with a comparison capacitor of the same capacitance that does not have an isolated amount of charge, that is to say is not pre-polarized. In particular, the specified amount of charge can be selected so that a mechanical vibration of the capacitor, in particular an acoustic vibration Radiation of the capacitor, is reduced or minimal.

Eine Ausführungsform nach dem ersten Aspekt betrifft ein Verfahren, wobei eine oder mehrere Verbindungen Stege und/oder Gräben umfassen.One embodiment according to the first aspect relates to a method, wherein one or more connections comprise webs and / or trenches.

Stege sind Verbindungen zwischen zwei Ladungsspeicherabschnitten, wobei die Stege relativ zu den verbundenen Seiten der Ladungsspeicherabschnitte eine geringere Breite aufweisen. Außerhalb des Stegs sind die verbundenen Seiten durch ein anderes Material, insbesondere einen Isolator, beispielsweise Luft und/oder ein Dielektrikum, beabstandet.
Gräben sind Verbindungen, die zwei Ladungsspeicherabschnitte voneinander trennen, wobei Gräben - anders als Stege - breiter sind. Insbesondere können Gräben zwei Ladungsspeicherabschnitte vollständig beabstanden, wenn sie auf der kompletten Grenze angeordnet sind, den die zwei Ladungsspeicherabschnitte miteinander bilden. Beispiele dazu ist in 1 und in 2 gezeigt.Bars are connections between two charge storage sections, the bars having a smaller width relative to the connected sides of the charge storage sections. Outside the web, the connected sides are spaced apart by a different material, in particular an insulator, for example air and / or a dielectric.
Trenches are connections that separate two charge storage sections from one another, with trenches - unlike webs - being wider. In particular, trenches can completely space two charge storage sections apart if they are arranged on the complete boundary that the two charge storage sections form with one another. Examples are in 1 and in 2 shown.

Eine Ausführungsform nach dem ersten Aspekt betrifft ein Verfahren, wobei das Einbringen einer vorgegebenen Ladungsträgermenge in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt und das Isolieren des zweiten Ladungsspeicherabschnitts durch ein Spannungssignal und/oder Stromsignal erfolgen.One embodiment according to the first aspect relates to a method in which a predetermined amount of charge carriers is introduced into the second charge storage section and the second charge storage section is isolated by means of a voltage signal and / or current signal.

Wie oben bereits erwähnt, kann das Einbringen einer vorgegebenen Ladungsmenge in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt und das Isolieren dieses Ladungsspeicherabschnitts während eines Ausheilvorgangs des Kondensators erfolgen. Selbstverständlich können die beiden Schritte auch unabhängig von einem Ausheilvorgang durchgeführt werden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Verbindungen zur Definition der räumlichen Ausprägung des zweiten Ladungsspeicherabschnitt anders ausgestaltet sind als Sicherungsverbindungen des Kondensators, die Teile des Kondensators vor einer Überlast schützen. Insbesondere können die Verbindungen so ausgestaltet sein, dass sie bei einer Spannung oder einen Strom druchbrennen, die bzw. der sich von einer Spannung oder von einem Strom unterscheidet, bei dem die Sicherungsverbindungen durchbrennen. Vorteilhaft kann das Isolieren des zweiten Ladungsspeicherabschnitts dann unabhängig von anderen Vorgängen erfolgen.As already mentioned above, the introduction of a predetermined amount of charge into the second charge storage section and the isolation of this charge storage section can take place during a healing process of the capacitor. Of course, the two steps can also be carried out independently of a healing process. This can be particularly advantageous if the connections for defining the spatial expression of the second charge storage section are configured differently than fuse connections of the capacitor which protect parts of the capacitor from overload. In particular, the connections can be designed in such a way that they burn out at a voltage or a current that differs from a voltage or from a current at which the fuse connections burn out. The isolation of the second charge storage section can then advantageously take place independently of other processes.

Ein zweiter Aspekt betrifft einen Kondensator mit:

  • - einen Ladungsspeicherabschnitt (102), der eine vorgegebene Polarisierung aufweist.
A second aspect concerns a capacitor with:
  • - a charge storage section (102) having a predetermined polarization.

Eine Ausführungsform des zweiten Aspekts betrifft einen Kondensator mit

  • - einem ersten Ladungsspeicherabschnitt;
  • - einem zweiten Ladungsspeicherabschnitt;
wobei der erste Ladungsspeicherabschnitt nicht galvanisch mit dem zweiten Ladungsspeicherabschnitt gekoppelt ist; und
der zweite Ladungsspeicherabschnitt eine vorgegebene Ladungsmenge umfasst; und
der Ladungsspeicherabschnitt, der eine vorgegebene Polarisation aufweist, der erste und/oder der zweite Ladungsspeicherabschnitt (102) ist.One embodiment of the second aspect relates to a capacitor
  • a first charge storage section;
  • a second charge storage section;
wherein the first charge storage section is not galvanically coupled to the second charge storage section; and
the second charge storage portion includes a predetermined amount of charge; and
the charge storage section having a predetermined polarization is the first and / or the second charge storage section (102).

Wie oben beschrieben, kann ein Kondensator unterschiedliche Kondensatortypen betreffen und/oder aus unterschiedlichen Kondensatortypen aufgebaut sein. Der zweite Ladungsspeicherabschnitt kann auch eine Mehrzahl von Ladungsspeicherabschnitten aufweisen. Auch diese können jeweils oder zumindest teilweise unterschiedliche Materialien umfassen.
Zusätzlich ist der zweite Ladungsspeicherabschnitt auch von den Ausgangskontakten des Kondensators galvanisch getrennt.As described above, a capacitor can relate to different capacitor types and / or be constructed from different capacitor types. The second charge storage section can also have a plurality of charge storage sections. These too can each or at least partially comprise different materials.
In addition, the second charge storage section is also galvanically isolated from the output contacts of the capacitor.

Eine Ausführungsform nach dem zweiten Aspekt betrifft einen Kondensator, wobei die vorgegebene Ladungsmenge des zweiten Ladungsspeicherabschnitts abhängig von einem Einsatzzwecks des Kondensators ist, insbesondere abhängig eines Parameters einer Gleichspannungsquelle und/oder einer Leistungselektronik.One embodiment according to the second aspect relates to a capacitor, the predetermined amount of charge of the second charge storage section being dependent on an intended use of the capacitor, in particular depending on a parameter of a DC voltage source and / or power electronics.

Der Kondensator kann beispielsweise als Zwischenkreiskondensator betrieben werden und eine Gleichspannungsquelle mit einem Wechselspannungsverbraucher koppeln. In diesem Fall kann der Kondensator abhängig der Spannung der Gleichspannungsquelle auszulegen sein, so dass durch die vorgegebene isolierte Ladungsmenge im zweiten Ladungsspeicherabschnitt eine mechanische Schwingung des Kondensators vermindert wird, die durch die Spannung der Gleichspannungsquelle angeregt wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Kondensator auch auf den Wechselspannungsverbraucher ausgelegt sein.The capacitor can, for example, be operated as an intermediate circuit capacitor and couple a DC voltage source with an AC voltage consumer. In this case, the capacitor can be designed as a function of the voltage of the DC voltage source, so that a mechanical oscillation of the capacitor that is excited by the voltage of the DC voltage source is reduced by the specified amount of isolated charge in the second charge storage section. Additionally or alternatively, the capacitor can also be designed for the AC voltage consumer.

Ein dritter Aspekt betrifft ein Verfahren zur Messung einer isolierten Ladungsmenge in einem Kondensator mit den Schritten:

  • - Betreiben des Kondensators mit einer Gleichspannung und einer Wechselspannung;
  • - Variieren der Gleichspannung;
  • - Identifizieren der Ladungsmenge bei der eine Kondensatorschwingung minimal ist.
A third aspect relates to a method for measuring an isolated amount of charge in a capacitor with the following steps:
  • - Operating the capacitor with a direct voltage and an alternating voltage;
  • - Varying the DC voltage;
  • - Identify the amount of charge at which capacitor oscillation is minimal.

Die Gleichspannung kann von einer Spannungsquelle bereitgestellt werden. Die Wechselspannung kann eine Spannung sein, die von einer Leistungselektronik auf den Kondensator wirkt. Insbesondere kann durch die Wechselspannung die Gleichspannung so moduliert werden, dass es zu einer entsprechenden Schwingung am Kondensator kommt.The DC voltage can be provided by a voltage source. The alternating voltage can be a voltage generated by a Power electronics act on the capacitor. In particular, the DC voltage can be modulated by the AC voltage in such a way that a corresponding oscillation occurs on the capacitor.

Das Messverfahren kann insbesondere dazu verwendet werden, um zu prüfen ob ein Kondensator nach dem obenen beschriebenen Herstellungsverfahren produziert wurde. Ebenso kann das Verfahren dazu eingesetzt werden zu prüfen, ob ein Kondensator den oben beschriebenen Kondensatortyp betrifft. Zusätzlich oder alternativ kann das Messverfahren dazu eingesetzt werden, ob ein Kondensator überhaupt eine isolierte Ladungsmenge umfasst. Eine isolierte Ladungsmenge kann, was betriebsinterne Messungen ergeben haben, beispielsweise nach einem Ausheilvorgang eines Kondensators in dem Kondensator verbleiben. Vorteilhaft kann das Messverfahren dazu bestimmt werden, einen Umfang der Ladungsmenge zu bestimmten, die isoliert in dem Kondensator vorhanden ist. Die Messung einer isolierten Ladungsmenge kann auch durch die Messung einer entsprechenden Spannung U0 = U(Q0), die von dieser isolierten Ladungsmenge erzeugt wird.The measuring method can in particular be used to check whether a capacitor was produced according to the manufacturing method described above. The method can also be used to check whether a capacitor relates to the capacitor type described above. In addition or as an alternative, the measurement method can be used to determine whether a capacitor actually comprises an isolated amount of charge. As internal measurements have shown, an isolated amount of charge can remain in the capacitor, for example after a capacitor has healed. The measuring method can advantageously be determined to determine a scope of the amount of charge that is present in isolated form in the capacitor. An isolated amount of charge can also be measured by measuring a corresponding voltage U0 = U (Q0) that is generated by this isolated amount of charge.

Eine Ausführungsform des dritten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei die Kondensatorschwingung eine mechanische Schwingung umfasst, insbesondere eine Oberflächenschnelle. Vorteilhaft ist dadurch ein Identifizieren einer Kondensatorschwingung mit einem Laser oder mit einem Mikrofon möglich.One embodiment of the third aspect relates to a method, wherein the capacitor oscillation comprises a mechanical oscillation, in particular a surface velocity. This advantageously enables a capacitor oscillation to be identified using a laser or a microphone.

Eine Ausführungsform nach dem dritten Aspekt betrifft ein Verfahren, wobei die Kondensatorschwingung eine elekttrische Schwingung ist, insbesondere eine kapazitive Schwingung. Vorteilhaft ist dadurch ein Identifizieren einer Kondensatorschwingung mit einer elektrischen Schaltung möglich, welche zur Messung an den Schaltkreis angeschlossen werden kann, in dem der Kondensator betrieben wird.One embodiment according to the third aspect relates to a method, wherein the capacitor oscillation is an electrical oscillation, in particular a capacitive oscillation. This advantageously makes it possible to identify a capacitor oscillation with an electrical circuit which can be connected for measurement to the circuit in which the capacitor is operated.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und den figürlich beschriebenen Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

  • 1 einen Kondensator nach einer Ausführungsform;
  • 2 eine Metallfolie zur Herstellung eines Kondensators nach einer Ausführungsform;
  • 3 eine elektrische Schaltung für einen Kondensator nach einer Ausführungsform.
Further advantages and features emerge from the dependent claims and the exemplary embodiments described in the figures. This shows, partly schematically:
  • 1 a capacitor according to one embodiment;
  • 2 a metal foil for manufacturing a capacitor according to one embodiment;
  • 3 an electrical circuit for a capacitor according to an embodiment.

Im Folgenden beziehen sich identische Bezugszeichen auf identische oder zumindest funktional äquivalente Merkmale.In the following, identical reference symbols relate to identical or at least functionally equivalent features.

In der folgenden Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Aspekte gezeigt sind, in denen die vorliegende Erfindung verstanden werden kann. Es versteht sich, dass andere Aspekte verwendet werden können und strukturelle oder logische Änderungen möglich sind, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht einschränkend zu verstehen, da der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.In the following description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of the disclosure and in which there are shown, for purposes of illustration, specific aspects in which the present invention may be understood. It is understood that other aspects can be used and structural or logical changes are possible without departing from the scope of the present invention. The following detailed description is therefore not to be interpreted in a limiting sense, as the scope of the present invention is defined by the appended claims.

Eine Offenbarung über ein beschriebenes Verfahren gilt auch für eine entsprechende Vorrichtung oder ein entsprechendes Gerätesystem, um das Verfahren durchzuführen und umgekehrt. Wenn beispielsweise ein spezieller Verfahrensschritt beschrieben wird, kann eine entsprechende Vorrichtung eine Einheit umfassen, um den beschriebenen Verfahrensschritt durchzuführen, auch wenn die Einheit in der Figur nicht explizit beschrieben oder dargestellt ist. Wenn andererseits beispielsweise eine spezielle Vorrichtung auf der Grundlage von Funktionseinheiten beschrieben wird, kann ein entsprechendes Verfahren einen Schritt umfassen, der die beschriebene Funktionalität ausführt, auch wenn solche Schritte in den Figuren nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Weiterhin versteht es sich, dass Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen beispielhaften Aspekte miteinander kombiniert werden können, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.A disclosure about a described method also applies to a corresponding device or a corresponding device system in order to carry out the method and vice versa. If, for example, a special method step is described, a corresponding device can comprise a unit in order to carry out the method step described, even if the unit is not explicitly described or shown in the figure. On the other hand, if, for example, a special device is described on the basis of functional units, a corresponding method can comprise a step that executes the functionality described, even if such steps are not explicitly described or illustrated in the figures. Furthermore, it goes without saying that features of the various exemplary aspects described herein can be combined with one another, unless expressly stated otherwise.

1 zeigt einen Kondensator 100 nach einer Ausführungsform. Der dargestellte Kondensator kann ein Folienkondensator oder ein Keramikkondensator sein. Der Kondensator 100 weist eine rechte Anschlussschicht 103a und eine linke Anschlussschicht 104a auf, an die jeweils Anschlusskontakte 103b, 104b angelötet sind. Zwischen den Anschlussschichten 103a, 104a befindet sich ein Dielektrikum 106. Des Weiteren befinden sich zwischen den Anschlussschichten dünne Metallplatten 107a, 107b, welche entweder mit der rechten Anschlussschicht 103a oder mit der linken Anschlussschicht 104a verbunden sind. Die Metallplatten werden auch Metallisierung genannt. Die Verbindungen 108 zwischen den Metallplatten und den Anschlussschichten sind durch die Dreiecke dargestellt. Eine der dargestellten Metallplatten umfasst darüber hinaus eine Verbindung 105. Diese Verbindung ist im Wesentlichen ein Graben in der der Metallplatte, die nahe an dem Anschluss 108 der Metallplatte mit der Anschlussschicht 104a liegt. Der Graben 105 ist wesentlich dünner ausgestaltet als der Rest der Metallplatten 107a bzw. 107b. Durch die dünnwandigere Ausgestaltung der Verbindung 105 ist diese so konfiguriert, dass sie bei einem vorgegebenen Strom zerstört wird. Dieser Strom ist jedoch noch nicht so hoch, dass er die Metallplatten 107a, 107b beschädigen würde. Durch das Zerstören der Verbindung 105 wird die entsprechende Metallplatte von den jeweiligen Anschlusskontakten isoliert und der zweite Ladungsspeicherabschnitt 102 wird isoliert vom ersten Ladungsspeicherabschnitt 101 und von den Kontaktanschlüssen 103b, 104b. Des Weiteren sind die Metallplatten dazu eingerichtet mit einem Strom über die Anschlusskontakte 103b und 104b aufgeladen zu werden. Insbesondere wenn ein Stromimpuls zum Durchbrennen der Verbindung 105 auf den Kondensator gebracht wird, kann dieser Stromimpuls so konfiguriert sein, dass die Metallplatte und das um sie herum befindliche Dielektrikum mit einer vorgegebenen Ladungsmenge Q0 aufgeladen wird. Nach dem Durchbrennen der Verbindung 105 ist diese Ladungsmenge galvanisch von den Anschlüssen 103b und 104b isoliert. Dadurch entsteht ein zweiter Ladungsspeicherabschnitt 102, der eine vorgegebene Ladung Q0 umfasst und welcher isoliert vom restlichen Kondensator 100 ist. Ein erster Ladungsspeicherabschnitt 101 steht weiterhin zur Verfügung, um über die Anschlüsse 103b, 104b aufgeladen und entladen zu werden. Dabei ist der erste Ladungsspeicherabschnitt 101 weiterhin über sein elektrisches Feld mit dem elektrischen Feld des zweiten Ladungsspeicherabschnitts 102 gekoppelt. In der 1 ist der Abschnitt der Metallplatt, welche die Verbindung 105 aufweist, vergrößert dargestellt. Dadurch wird deutlich, wie die Verbindung 105 durch einen Strom zerstört werden kann. Die relativ zu den Metallplatten 107a, 107b geringere Dicke der Verbindung bzw. des Grabens 105 bewirkt einen erhöhten elektrischen Widerstand, der bei Überschreiten eines bestimmten Stromes durchschmilzt und die elektrische Verbindung an diesen Stellen galvanisch trennt. Selbstverständlich sind die in den Figuren verwendeten Größen rein prinzipieller Art, um die Funktionen der Verbindungen hinsichtlich der Metallplatten und des zweiten Ladungsspeicherabschnitts darzustellen. Der zweite Ladungsspeicherabschnitt 102 ist durch das Rechteck mit gepunkteter Linie eingezeichnet. 1 shows a capacitor 100 according to one embodiment. The capacitor shown can be a film capacitor or a ceramic capacitor. The condenser 100 has a right connection layer 103a and a left connection layer 104a to the respective connection contacts 103b , 104b are soldered on. Between the connection layers 103a , 104a there is a dielectric 106 . Furthermore, there are thin metal plates between the connection layers 107a , 107b which either with the right connection layer 103a or with the left connection layer 104a are connected. The metal plates are also called metallization. The connections 108 between the metal plates and the connection layers are represented by the triangles. One of the illustrated metal plates also includes a connection 105 . This connection is essentially a trench in the metal plate that is close to the connector 108 the metal plate with the connection layer 104a lies. The ditch 105 is made much thinner than the rest of the metal plates 107a or. 107b . Due to the thinner-walled design of the connection 105 it is configured in such a way that it is destroyed at a given current. However, this current is not so high that it hits the metal plates 107a , 107b would damage. By breaking the connection 105 the corresponding metal plate from the respective Terminal contacts isolated and the second charge storage section 102 is isolated from the first charge storage section 101 and from the contact terminals 103b , 104b . Furthermore, the metal plates are set up with a current via the connection contacts 103b and 104b to be charged. Particularly when a current pulse blows the connection 105 is applied to the capacitor, this current pulse can be configured such that the metal plate and the dielectric around it is charged with a predetermined amount of charge Q0. After the connection has blown 105 this amount of charge is galvanic from the connections 103b and 104b isolated. This creates a second charge storage section 102 , which comprises a given charge Q0 and which isolates from the rest of the capacitor 100 is. A first charge storage section 101 is still available to access the connections 103b , 104b to be charged and discharged. Here is the first charge storage section 101 furthermore via its electric field with the electric field of the second charge storage section 102 coupled. In the 1 is the section of metal plate that makes the connection 105 has, shown enlarged. This makes it clear how the connection 105 can be destroyed by a current. The relative to the metal plates 107a , 107b thinner connection or trench thickness 105 causes an increased electrical resistance, which melts when a certain current is exceeded and galvanically separates the electrical connection at these points. Of course, the sizes used in the figures are purely of a principle in order to illustrate the functions of the connections with regard to the metal plates and the second charge storage section. The second charge storage section 102 is indicated by the rectangle with a dotted line.

2 zeigt eine Metallfolie 200 zur Verwendung in einem Folienkondensator oder einem Filmkondensator, zum Beispiel einen Kondensator 100 gemäß 1. Die Metallfolie 200 weist Sicherungsgräben 201 auf, die dazu eingerichtet sind, bei einer Überlastung der Kondensatorfolie durch einen zu hohen Strom den entsprechenden Abschnitt so von der restlichen Kondensatorfolie zu isolieren, dass durch die Überspannung nicht der gesamte Kondensator zerstört wird. Des Weiteren weist die Metallfolie 200 einen zweiten Ladungsspeicherabschnitt 202 auf. Dieser ist über einen 8-eckigen Graben definiert. Der Graben wirkt in gleicher Weise wie die Verbindung 105 in 1. Durch die Größe des zweiten Ladungsspeicherabschnitts 202 wird in Verbindung mit einem Dielektrikum eine Kapazität festgelegt und damit eine Aufladung des Kondensators abhängig von einer vorgegebenen Spannung. Der erste Ladungsspeicherabschnitt betrifft den Teil der Folie, der nicht von der 8-eckigen Verbindung 205 eingeschlossen ist. 2 shows a metal foil 200 for use in a foil capacitor or a film capacitor, for example a capacitor 100 according to 1 . The metal foil 200 has security trenches 201 which are set up to isolate the corresponding section from the rest of the capacitor film in the event of an overload of the capacitor film due to a current that is too high so that the entire capacitor is not destroyed by the overvoltage. Furthermore, the metal foil 200 a second charge storage section 202 on. This is defined by an octagonal trench. The trench acts in the same way as the connection 105 in 1 . By the size of the second charge storage section 202 a capacitance is determined in connection with a dielectric and thus a charging of the capacitor depending on a specified voltage. The first charge storage section relates to the part of the foil which is not from the octagonal connection 205 is included.

3 zeigt einen elektrischen Schaltkreis 300. Der elektrische Schaltkreis umfasst eine Gleichspannungsquelle 301. Die Gleichspannungsquelle versorgt einen Wechselspannungsmotor 302. Zur Umwandlung des Gleichstroms in eine Wechselspannung für den Wechselspannungsmotor wird ein PWM-gesteuerter Umrichter eingesetzt, der in dem Wechselspannungsmotor enthalten und nicht extra dargestellt ist. Parallel zur Gleichspannungsquelle 301 und zum Wechselstrommotor 302 ist ein Kondensator 100 verschaltet. Dieser Kondensator kann insbesondere ein Kondensator gemäß 1 sein. Der Kondensator 100 ist dazu eingerichtet, die Gleichspannungsquelle 301 mit dem Wechselspannungsmotor 302 so zu verkoppeln, dass Rückwirkungen des Wechselspannungsmotors auf die Gleichspannungsquelle reduziert werden. Eine solche Verschaltung eines Kondensators wird auch Zwischenkreis genannt. Bei einer Verwendung eines nicht vorpolarisierten Kondensators kann beobachtet werden, dass bei einer Spannung der Gleichspannungsquelle 201 von U_DC = 0 V der Kondensator schwingt und Störgeräusche abstrahlt. Bei einer Spannung von U_DC = 36,2 V ist keine Schwingung am Kondensator beobachtbar. Zwichen 0 V und 36,2 V vermindert sich die Schwingung linear. Durch Verwendung eines vorpolarisierten Kondensators 100, dessen zweiten Ladungsspeicherabschnitt so vorpolarisiert wurde, dass der Kondensator eine Spanung von U = 36,2V aufweist, wird die Schwingung des Kondensators vermieden. Insbesondere kann die Vorpolarisierung des Kondensators je nach Betriebspunkt der Spannungsquelle 201 gewählt werden. Liegt der Betriebspunkt bei U_DC = 400 V, dann ist ein Kondensator 100 zu verwenden, der auf U_C = 400 V vorpolarisiert wurde und somit eine entsprechende isolierte Ladungsmenge Q0 aufweist. Noch zu erwähnen ist, dass ein entsprechend vorpolarisierte Kondensator 100 eventuell richtig gepolt in die Schaltung eingebaut werden muss. Ansonsten ändert sich die Kompensationswirkung des Kondensators, da die Vorpolarisierung richtungsabhängig sein kann. 3 shows an electrical circuit 300 . The electrical circuit comprises a DC voltage source 301 . The DC voltage source supplies an AC motor 302 . To convert the direct current into an alternating voltage for the alternating voltage motor, a PWM-controlled converter is used, which is contained in the alternating voltage motor and is not shown separately. Parallel to the DC voltage source 301 and to the AC motor 302 is a capacitor 100 interconnected. This capacitor can in particular a capacitor according to 1 be. The condenser 100 is set up for this purpose, the DC voltage source 301 with the AC motor 302 to be coupled in such a way that the effects of the AC motor on the DC voltage source are reduced. Such an interconnection of a capacitor is also called an intermediate circuit. If a non-prepolarized capacitor is used, it can be observed that the DC voltage source is at one voltage 201 from U_DC = 0 V the capacitor oscillates and emits interference. At a voltage of U_DC = 36.2 V, no oscillation can be observed on the capacitor. The oscillation decreases linearly between 0 V and 36.2 V. By using a pre-polarized capacitor 100 , whose second charge storage section has been prepolarized so that the capacitor has a voltage of U = 36.2V, the oscillation of the capacitor is avoided. In particular, the pre-polarization of the capacitor can be performed depending on the operating point of the voltage source 201 to get voted. If the operating point is U_DC = 400 V, then there is a capacitor 100 to be used, which has been pre-polarized to U_C = 400 V and thus has a corresponding isolated amount of charge Q0. It should also be mentioned that a correspondingly pre-polarized capacitor 100 may have to be installed in the circuit with the correct polarity. Otherwise the compensation effect of the capacitor changes, since the pre-polarization can be direction-dependent.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
Kondensator nach einer AusführungsformCapacitor according to one embodiment
101101
erster Ladungsspeicherabschnittfirst charge storage section
102102
zweiter Ladungsspeicherabschnittsecond charge storage section
103a, 104a103a, 104a
KontaktschichtContact layer
103b, 104b103b, 104b
KontaktanschlussContact connection
105105
Verbindungenlinks
106106
Dielektrikumdielectric
107a107a
Metallfolie zum Kontaktanschluss 103bMetal foil for contact connection 103b
107b107b
Metallfolie zum Kontaktanschluss 104bMetal foil for contact connection 104b
108108
Anschluss der Metallfolie an KontaktschichtConnection of the metal foil to the contact layer
200200
MetallfolieMetal foil
201201
SicherungsstreifenSecurity strip
202202
zweiter Ladungsspeicherabschnittsecond charge storage section
205205
Verbindungenlinks
300300
elektrischer Schaltkreiselectrical circuit
301301
GleichspannungsquelleDC voltage source
302302
Wechselstrommotor mit PWM-VerstärkerAC motor with PWM amplifier

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung eines Kondensators (100), umfassend den Schritt: - Erstellen eines Ladungsspeicherabschnitts (102), der eine vorgegebene Polarisation aufweist.A method of manufacturing a capacitor (100) comprising the step of: - Creating a charge storage section (102) which has a predetermined polarization. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators (100), umfassend die Schritte: - Erstellen eines ersten Ladungsspeicherabschnitts (101) und eines zweiten Ladungsspeicherabschnitts (102); - Einbringen einer vorgegebenen Ladungsmenge (Q0) in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt (102); wobei der Ladungsspeicherabschnitt, der eine vorgegebene Polarisation aufweist, der erste und/oder der zweite Ladungsträgerabschnitt ist; - Kontaktieren des ersten Ladungsspeicherabschnitts (101) mit Ausgangskontakten (103b, 104b) des Kondensators; - galvanisches Isolieren des zweiten Ladungsspeicherabschnitts (102) von dem ersten Ladungsspeicherabschnitt (101) und/oder von wenigstens einem der Ausgangskontakte (103b, 104b) des Kondensators.A method for manufacturing a capacitor (100) comprising the steps of: - creating a first charge storage section (101) and a second charge storage section (102); - Introducing a predetermined amount of charge (Q0) into the second charge storage section (102); wherein the charge storage section having a predetermined polarization is the first and / or the second charge carrier section; - Contacting the first charge storage section (101) with output contacts (103b, 104b) of the capacitor; - Galvanic isolation of the second charge storage section (102) from the first charge storage section (101) and / or from at least one of the output contacts (103b, 104b) of the capacitor. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Einbringen der Ladung (Q0) durch einen vorgegebenen Spannungsimpuls und/oder einen vorgegebenen Stromimpuls erfolgt.Method according to the preceding claim, wherein the charge (Q0) is introduced by a predetermined voltage pulse and / or a predetermined current pulse. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 2-3, wobei das Erstellen der Ladungsspeicherabschnitte ein vorgegebenes Erzeugen einer oder mehrerer Verbindungen (105) zwischen dem ersten Ladungsspeicherabschnitt (101) und dem zweiten Ladungsspeicherabschnitt (102) umfasst, durch die der zweite Ladungsspeicherabschnitt definiert wird.Procedure according to one of the previous ones Claims 2 - 3 wherein the creation of the charge storage sections comprises a predetermined creation of one or more connections (105) between the first charge storage section (101) and the second charge storage section (102), by which the second charge storage section is defined. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Verfahren den Schritt umfasst: - Ausheilen des Kondensators (100), wobei Schwachstellen im Kondensator beseitigt werden; und wobei dabei auch die Verbindungen (105) zerstört werden, die den zweiten Ladungsspeicherabschnitt (102) definieren, so dass dieser galvanisch isoliert von dem ersten Ladungsspeicherabschnitt (101) und/oder von wenigstens einem der Ausgangskontakte (103b, 104b) wird.The method according to the preceding claim, wherein the method comprises the step of: - Healing the capacitor (100), weak points in the capacitor being eliminated; and the connections (105) which define the second charge storage section (102) are also destroyed, so that this is galvanically isolated from the first charge storage section (101) and / or from at least one of the output contacts (103b, 104b). Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Ausheilen des Kondensators auch das Einbringen einer vorgegebenen Ladungsmenge (Q0) in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt (102) umfasst.Method according to the preceding claim, wherein the annealing of the capacitor also comprises introducing a predetermined amount of charge (Q0) into the second charge storage section (102). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 2-6, wobei die Ladungsmenge (Q0) abhängig von einem vorgegebenen Parameter ist, der insbesondere eine Spannung und/oder einen Strom umfasst.Procedure according to one of the previous ones Claims 2 - 6th , wherein the amount of charge (Q0) is dependent on a predetermined parameter, which in particular comprises a voltage and / or a current. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Parameter einen Parameter einer Leistungselektronik (302) umfasst und/oder einen Parameter einer Strom- und/oder einer Spannungsquelle umfasst, insbesondere einen Betriebspunkt.Method according to the preceding claim, wherein the parameter comprises a parameter of power electronics (302) and / or comprises a parameter of a current and / or voltage source, in particular an operating point. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine oder mehrere Verbindungen Stege und/oder Gräben umfassen.Procedure according to Claim 4 , wherein one or more connections comprise webs and / or trenches. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 2-9, das Einbringen einer vorgegebenen Ladungsmenge (Q0) in den zweiten Ladungsspeicherabschnitt (102) und das Isolieren des zweiten Ladungsspeicherabschnitts durch ein Spannungssignal oder Stromsignal erfolgen.Procedure according to one of the previous ones Claims 2 - 9 , introducing a predetermined amount of charge (Q0) into the second charge storage section (102) and isolating the second charge storage section by means of a voltage signal or current signal. Kondensator (100) umfassend: - einen Ladungsspeicherabschnitt (102), der eine vorgegebene Polarisierung aufweist.A capacitor (100) comprising: - a charge storage section (102) having a predetermined polarization. Kondensator (100) umfassend: - einen ersten Ladungsspeicherabschnitt (101); - einen zweiten Ladungsspeicherabschnitt (102); wobei der erste Ladungsspeicherabschnitt nicht galvanisch mit dem zweiten Ladungsspeicherabschnitt gekoppelt ist; und der zweite Ladungsspeicherabschnitt eine vorgegebene Ladungsmenge (Q0) umfasst; und der Ladungsspeicherabschnitt, der eine vorgegebene Polarisation aufweist, der erste und/oder der zweite Ladungsspeicherabschnitt (102) ist.A capacitor (100) comprising: - a first charge storage section (101); - a second charge storage section (102); wherein the first charge storage section is not galvanically coupled to the second charge storage section; and the second charge storage portion comprises a predetermined amount of charge (Q0); and the charge storage section having a predetermined polarization is the first and / or the second charge storage section (102). Kondensator nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die vorgegebene Ladungsmenge (Q0) des zweiten Ladungsspeicherabschnitts (102) abhängig von einem Einsatzzwecks des Kondensators (100) ist, insbesondere abhängig eines Parameters einer Gleichspannungsquelle und/oder einer Leistungselektronik.Capacitor according to the preceding claim, wherein the predetermined amount of charge (Q0) of the second charge storage section (102) is dependent on an intended use of the capacitor (100), in particular dependent on a parameter a DC voltage source and / or power electronics. Verfahren zur Messung einer isolierten Ladungsmenge (Q0) in einem Kondensator mit den Schritten: - Betreiben des Kondensators mit einer Gleichspannung und einer Wechselspannung; - Variieren der Gleichspannung; - Identifizieren der Ladungsmenge (Q0) bei der eine Kondensatorschwingung minimal ist.Procedure for measuring an isolated amount of charge (Q0) in a capacitor with the steps: - Operating the capacitor with a direct voltage and an alternating voltage; - Varying the DC voltage; - Identify the amount of charge (Q0) at which capacitor oscillation is minimal. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Kondensatorschwingung eine mechanische Schwingung umfasst, insbesondere eine Oberflächenschnelle, und/oder eine elektrische Schwingung umfasst, insbesondere eine kapazitive Schwingung.Method according to the preceding claim, wherein the capacitor oscillation comprises a mechanical oscillation, in particular a surface velocity, and / or comprises an electrical oscillation, in particular a capacitive oscillation.
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