NL8800558A - Elektrolytische wikkelcondensator. - Google Patents

Description

t t \ PHN 12.462 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken "Elektrolytische wikkelcondensator“

De uitvinding heeft betrekking op een elektrolytische wikkelcondensator met een, aan één zijde van een afdichting uit elektrisch isolerend materiaal voorziene open metalen omhulling en een zich daarin bevindend om een metalen pen gewikkeld samenstel van een 5 door formeren van een diêlektrische oxidehuid voorziene strook van een anodefolie, twee of meer stroken van met elektrolytvloeistof geïmpregneerde separatorfolies en een strook van een kathodefolie, die tezamen tot een wikkel zijn opgerold, waarbij de metalen pen door de afdichting aan de open zijde van de omhulling is uitgevoerd, en waarbij 10 de kathodefolie is voorzien van een uit de wikkel stekende eerste lip, die mechanisch en elektrisch is verbonden met de omhulling.

Uit het Amerikaanse octrooischrift ÜS 3754113 is een dergelijke condensator bekend, waarbij de anodefolie mechanisch en elektrisch via de korte zijde van de strook met de metalen pen is 15 verbonden en de metalen pen van een axiale aansluitdraad is voorzien, terwijl de kathodefolie is voorzien van een uit de wikkel stekende lip, die mechanisch en elektrisch met de omhulling aan de bodemzijde van de omhulling is verbonden en de laatste van een tweede aansluitdraad is voorzien.

20 Hoog-capacitieve anodefolies, voor het vervaardigen van elektrolytische wikkelcondensatoren met een groot product van bedrijfsspanning en capaciteit, hebben een door poriën sterk vergroot oppervlak. Zo'n folie is bros en kan niet op betrouwbare wijze met de metalen pen worden verbonden met gebruikelijke technieken, zoals 25 koudlassen of ultrasoon lassen. Ook lijmen geeft problemen bij het totstandkomen van een elektrisch geleidende verbinding.

Een ander probleem dat bij de bekende elektrolytische condensatoren kan optreden, is het gevolg van het feit dat het eerste deel van de anodefolie niet door de kathodefolie is omgeven. Daardoor 30 onstaan in bepaalde frequentiebereiken een daling van de capaciteit en een toename van de elektrische verliezen.

Doordat de aansluitingen van de anodefolie en de .8800558 PHN 12.462 2 ƒ y kathodefolie asymmetrisch zijn, heeft de condensator een verhoudingsgewijs grote zelfinductie (ESL). Dit is ongewenst in verband met toepassing bij hoge frequenties.

Een bijkomstig probleem is de verhoudingsgewijs hoge 5 equivalente serieweerstand die het gevolg is van het feit dat een lange strook anodefolie aan slechts één van de uiteinden elektrisch is verbonden met de anodepen.

De uitvinding beoogt een elektrolytische wikkelcondensator te verschaffen, waarbij ook hoog-capacitieve 10 anodefolie op betrouwbare wijze elektrisch kan worden verbonden met de anodepen en met verbeterde elektrische eigenschappen, vooral met betrekking tot de (on)afhankelijkheid van capaciteit en verliesfactor van de toegepaste frequentie. Daarnaast beoogt de uitvinding een verlaging van de zelfinductie en de equivalente serieweerstand te 15 bewerkstelligen. De uitvinding beoogt daarbij tijdens het vervaardigen van de elektrolytische wikkelcondensator gebruik te maken van de beproefde penconstructie vanwege de daarmee te verkrijgen voordelen bij het vervaardigen en het transport van de wikkel, bijvoorbeeld tijdens het impregneren van de separatorfolies en het .inbouwen in een huis, 20 zoals bijvoorbeeld beschreven in het hiervoor genoemde Amerikaanse octrooischrift US 3754113.

Aan deze opgave wordt volgens de uitvinding voldaan door een elektrolytische wikkelcondensator zoals in de aanhef is beschreven, welke condensator verder is gekenmerkt, doordat de wikkel via een korte 25 zijde van een strook van een separatorfolie mechanisch is verbonden met de metalen pen, en doordat de anodefolie is voorzien van een uit de wikkel stekende tweede lip, die mechanisch en elektrisch is verbonden met de metalen pen.

Bij voorkeur is aan de binnenzijde van de wikkel de 30 strook kathodefolie zoveel langer dan de strook anodefolie, dat de kathodefolie ten minste één volledige omwenteling om de metalen pen maakt voor het begin van de anodefolie. Opgemerkt wordt dat noch de anodefolie, noch de kathodefolie in mechanisch contact zijn met de metalen pen, welke alleen verbonden is met een strook van een 35 separatorfolie.

Bijzonder gunstige elektrische eigenschappen, bijvoorbeeld een lage zelfinductie en lage equivalente serieweerstand, ,8800558 δ λ ? ΡΗΝ 12.462 3 worden verkregen als de eerste en tweede lip zijn geplaatst nabij het Bidden van de stroken van respectievelijk de kathodefolie en de anodefolie, gemeten in de lengterichting van de stroken.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van een 5 vergelijkingsvoorbeeld en een uitvoeringsvoorbeeld en aan de hand van een tekening, waarin

Figuur 1 de samenstelling van een wikkel en een doorsnede door een condensator volgens de stand der techniek weergeeft, en waarin Figuur 2 de samenstelling van een wikkel en een doorsnede 10 door een condensator volgens de uitvinding weergeeft.

Vergelijkingsvoorbeeld. niet volgens de uitvinding:

Figuur 1a toont de opbouw van een wikkel voor een elektrolytische condensator volgens de stand der techniek, waarin 1 een 15 metalen pen voorstelt, waaraan een strook van een anodefolie 2 mechanisch en elektrisch is bevestigd. De wikkel bestaat vervolgens nog uit een strook van een separatorfolie 4, bijvoorbeeld uit papier, een strook van een kathodefolie 3 en een strook van een separatorfolie 5. De kathodefolie 3 is voorzien van een kathodelip 7, bijvoorbeeld uit een 20 aluainiumstrip.

Figuur 1b toont een opgerolde wikkel 11 welke in een Betalen huis 10 is geplaatst. Het metalen huis is afgesloten met een schijf 9 uit elektrisch isolerend materiaal, waardoorheen de anodepen 1 naar buiten is gevoerd. De kathodelip 7 is inwendig verbonden met het 25 huis 10, bijvoorbeeld op de in het Amerikaanse octrooischrift US 3754113 aangegeven wijze. De pen 1 is verbonden met een axiale aansluitdraad 12, het metalen huis 10 is verbonden met een axiale aansluitdraad 13.

Uitvoeringsvoorbeeld. volgens de uitvinding: 30 Figuur 2a toont de opbouw van een wikkel voor een elektrolytische condensator volgens de uitvinding, waarbij 21 een metalen pen voorstelt waaraan een strook van een separatorfolie 24 Mechanisch is bevestigd. De separatorfolie 24, bijvoorbeeld een papierstrook, kan op betrouwbare wijze worden bevestigd door middel van 35 kleamen of lijmen. De wikkel bestaat achtereenvolgens hog uit een strook van een kathodefolie 23 en een strook van een separatorfolie 25. Na één omwenteling van de kathodestrook 23 volgen een strook van een .&800558

V

/ % PHN 12.462 4 anodefolie 22 en desgewenst nog een strook van een separatorfolie 26.

De anodefolie bestaat uit een door formeren van een diëlektrische oxidehuid voorziene strook van een ventielmetaal, bijvoorbeeld aluminium. Ook de kathodefolie bestaat bij voorkeur uit 5 aluminium. De anodefolie 22 is voorzien van een anodelip 28, de kathodefolie 23 is voorzien van een kathodelip 27. Elk van de lippen is bijvoorbeeld vervaardigd uit een aluminiumstrip en is bij voorkeur geplaatst nabij het midden van de stroken van de respectievelijke folies. De lippen zijn bijvoorbeeld door middel van koudlassen of nieten 10 bevestigd.

Figuur 2b toont een opgerolde wikkel 31 welke in een metalen huis 30 is geplaatst. De separatorfolies zijn op bekende wijze geïmpregneerd met een elektrolytvloeistof. Het metalen huis is afgesloten met een schijf 29 uit elektrisch isolerend materiaal, 15 waardoorheen de anodepen 31 naar buiten is gevoerd. De anodelip 28 is bijvoorbeeld door middel van lassen elektrisch verbonden met de anodepen 31. De kathodelip 27 kan bijvoorbeeld door laserlassen inwendig worden verbonden met het huis 30, waarbij de laserenergie van buiten het huis kan worden aangevoerd. Tussen de aansluiting van de anodelip aan de 20 anodepen en de aansluiting van de kathodelip aan het huis bevindt zich bij voorkeur een plaatje 34 uit elektrisch isolerend materiaal, bijvoorbeeld een folie uit polyvinylchloride. Dit plaatje kan daarbij tevens dienst doen als aandrukplaatje, met name tijdens het laserlassen. De metalen pen 31 is verbonden met een axiale aansluitdraad 25 32, het metalen huis 30 is verbonden met een axiale aansluitdraad 33.

.8800558

Claims (3)

1. Elektrolytische wikkelcondensator met een, aan één zijde van een afdichting uit elektrisch isolerend materiaal voorziene open metalen omhulling en een zich daarin bevindend om een metalen pen gewikkeld samenstel van een door formeren van een diêlektrische 5 oxidehuid voorziene strook van een anodefolie, twee of meer stroken van met elektrolytvloeistof geïmpregneerde separatorfolies en een strook van een kathodefolie, die tezamen tot een wikkel zijn opgerold, waarbij de metalen pen door de afdichting aan de open zijde van de omhulling is uitgevoerd, en waarbij de kathodefolie is voorzien van een uit de wikkel 10 stekende eerste lip, die mechanisch en elektrisch is verbonden met de omhulling, met het kenmerk, dat de wikkel via een korte zijde van een strook van een separatorfolie mechanisch is verbonden met de metalen pen en dat de anodefolie is voorzien van een uit de wikkel stekende tweede lip, die mechanisch en elektrisch is verbonden met de metalen pen. 15

2. Elektrolytische wikkelcondensator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat aan de binnenzijde van de wikkel de strook kathodefolie zoveel langer is dan de strook anodefolie, dat de kathodefolie ten minste één volledige omwenteling om de metalen pen maakt voor het begin van de anodefolie. 20

3. Elektrolytische wikkelcondensator volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de eerste en tweede lip zijn geplaatst nabij het midden van de stroken van respectievelijk de kathodefolie en de anodefolie, gemeten in de lengterichting van de stroken. .8800558