DE102005031367A1 - Power capacitor for use in power electronics module, has mechanical spring units arranged between housing and corresponding capacitor windings, and dielectric of windings is made of e.g. polyester, where units are formed as spring-pad - Google Patents

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Abstract

The capacitor has a housing (1), capacitor windings (18a, 18b), and mechanical spring units (19a, 19b) arranged between the housing and the corresponding capacitor windings, where the spring units are formed as the spring-pad. The capacitor windings are designed based on metallized polymer multilayer winding technique. The dielectric of the capacitor windings is made of e.g. polyester, polypropylene. The thickness of the dielectric is 3 mu meter. Profiled insulation jackets are provided between the capacitor windings and the housing for mechanical fixation of the spring units.

Description

Ein Kondensator ist bekannt aus der Druckschrift EP 0 598 256 B1 .A capacitor is known from the document EP 0 598 256 B1 ,

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Leistungskondensator anzugeben, der gegen Vibrationen geschützt ist.A to be solved The object is to provide a power capacitor, the protected against vibrations is.

Es wird ein Leistungskondensator angegeben, der einen Kondensatorwickel und ein Gehäuse aufweist. Der Kondensatorwickel kann beispielsweise in einer MPM-Schichtwickeltechnik ausgeführt sein. Als Dielektrikum für den Schichtwickel kommt beispielsweise Polyester, PEN, PPS oder auch Polypropylene in Betracht. Es kommen auch Flachwickel und Rundwickel in Betracht.It a power capacitor is specified, which is a capacitor winding and a housing. The capacitor winding can, for example, in an MPM-layer winding technique be executed. As a dielectric for The layer wrap comes, for example, polyester, PEN, PPS or Polypropylene into consideration. There are also flat wraps and round wraps into consideration.

In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Dielektrikum aus Polyester eine Dielektrizitätskonstante von 3,3 aufweisen. Ein Dielektrikum aus Polyester kann thermisch hoch stabil sein.In an exemplary embodiment a polyester dielectric has a dielectric constant of 3.3. A polyester dielectric can be highly thermally stable.

Es wird ein Leistungskondensator angeben, der zur Aufnahmen eines hohen elektrischen Stroms geeignet ist. Der maximale Strom kann vorzugsweise zwischen 50 und 300 Ampere betragen.It will specify a power capacitor that is used to record a high power electric current is suitable. The maximum current may preferably be between 50 and 300 amps.

Die Nennspannung des Leistungskondensators beträgt vorzugsweise zwischen 150 und 600 Volt.The Nominal voltage of the power capacitor is preferably between 150 and 600 volts.

In dem Gehäuse des Kondensators können eine oder auch mehrere Kondensatorwickel vorgesehen sein, die zur Kapazität des Kondensators beitragen. Beispielsweise können zwei Kondensatorwickel mit jeweils einer Kapazität von einem Millifarad übereinander gestapelt werden und mittels einer Parallelschaltung zu einer Nennkapazität CNenn = 2mF verschaltet werden. Die Kapazität kann aber auch andere Werte annehmen.In the housing of the capacitor, one or more capacitor windings may be provided, which contribute to the capacitance of the capacitor. For example, two capacitor windings, each having a capacity of one milli-radad, can be stacked on top of one another and interconnected by means of a parallel circuit to a nominal capacitance C rated = 2mF. The capacity can also take other values.

Die Filmdicke des im Schichtwickel enthaltenen Dielektrikums beträgt vorzugsweise einige Mikrometer, besonders bevorzugt circa 3 μm. Dadurch kann eine besonders große Kapazität bei geringem Platzbedarf und dennoch ausreichender Spannungsfestigkeit erreicht werden.The Film thickness of the dielectric contained in the layer coil is preferably a few microns, more preferably about 3 microns. This can be a special size capacity in a small footprint and yet sufficient dielectric strength be achieved.

In einer besonderen Ausführungsform des Leistungskondensators ist ein Kondensatorwickel vorgesehen, der an zwei Seitenflächen mit einer Schoopschicht versehen ist. Dabei kann es sich vorzugsweise um eine flamm- oder lichtbogengespritzte metallische Schicht handeln, die vorzugsweise Zink oder einen Schichtaufbau, enthaltend eine Schicht mit Zink und eine weitere Schicht mit Zink sowie eine Schicht mit Kupfer enthält.In a particular embodiment of the power capacitor, a capacitor winding is provided, the on two side surfaces provided with a Schoop layer. It may preferably to be a flame or arc sprayed metallic layer, preferably zinc or a layered structure containing one Layer with zinc and another layer with zinc as well as a layer containing copper.

Durch eine geeignete Wahl der Geometrien von Kondensatorwickel, Schoopschicht und Gehäuse kann eine Kapazität zwischen den Kondensatorelementen und dem Gehäuse (auch Belag-Gehäuse-Kapazität) eingestellt werden, die zur Entstörung eines Umrichters geeignet und die allgemein günstige Eigenschaften hinsichtlich EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) aufweist.By a suitable choice of the geometries of capacitor winding, Schoopschicht and housing can have a capacity set between the capacitor elements and the housing (also pad housing capacity) be used for filtering a Inverter suitable and the generally favorable characteristics regarding EMC (Electromagnetic Compatibility) having.

In einer Ausführungsform des Leistungskondensators ist es vorgesehen, dass ein Wickel kontaktiert wird mittels zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Schichtwickels angeordneten Kontaktschichten. Diese Kontaktschichten können beispielsweise Schoopschichten sein.In an embodiment of the power capacitor, it is provided that contacts a winding is by means of two on opposite Side of the layer winding arranged contact layers. These contact layers can for example Schoopschichten.

In einer Ausführungsform des Leistungskondensators sind in dem Kondensatorgehäuse mehrere Kondensatorwickel enthalten, wobei die jeweils an einem gemeinsamen äußeren Pol anzuschließenden Kontaktschichten der einzelnen Wickel auf der selben Seite des Leistungskondensators liegen.In an embodiment of the power capacitor are in the capacitor housing a plurality of capacitor windings included, each at a common outer pole to be connected contact layers the individual winding on the same side of the power capacitor lie.

Es wird darüber hinaus ein Leistungskondensator angegeben, bei dem ein Kondensatorgehäuse vorgesehen ist. Darüber hinaus ist im Inneren des Gehäuses wenigstens ein Kondensatorwickel vorgesehen. Zwischen einem Kondensatorwickel und dem Gehäuse ist ein mechanisch federndes Element vorgesehen. Mit Hilfe eines solchen federnden Elementes kann beispielsweise die Volumenausdehnung des Kondensatorwickels bei Erwärmen aufgefangen werden. Zum anderen hat ein solches federndes Element aber auch den Vorteil, dass Vibrationen, wie sie beispielsweise beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs auftreten, gedämpft werden können.It gets over it In addition, a power capacitor specified in which a capacitor housing provided is. About that in addition, inside the case provided at least one capacitor winding. Between a capacitor winding and the housing a mechanically resilient element is provided. With help of a such resilient element, for example, the volume expansion of the capacitor winding when heated be caught. On the other hand has such a resilient element but also the advantage of vibration, as for example occur during operation of a motor vehicle, can be damped.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Kondensators sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten eines Kondensatorwickels mechanisch federnde Elemente angeordnet, so dass die mechanische Fixierung des Kondensatorwickels besonders gut gelingt. Die federnden Elemente könne auch allseitig in einer Umfangsrichtung angeordnet sein.In a preferred embodiment of the capacitor are on two opposite sides of a capacitor winding arranged mechanically resilient elements, so that the mechanical Fixation of the capacitor winding succeeds particularly well. The springy Elements could also be arranged on all sides in a circumferential direction.

Besonders bevorzugt wird als mechanisch federndes Element ein so genanntes „Spring Pad" verwendet. Ein Spring Pad wird vorzugsweise hergestellt aus einem Kunststoffschaum, wobei die einzelnen Poren des Schaums gasdichte, geschlossene Zellen bilden, die mit einem Gas, beispielsweise CO2, gefüllt sind. Ein solchermaßen hergestelltes „Spring Pad" hat den Vorteil, dass es sehr unempfindlich ist gegenüber Materialermüdung. Die Federeigenschaften werden nicht in erster Linie durch Kompression und Dekompression von einem Festkörper sondern durch die geschlossenen Gasblasen und damit durch Kompression bzw. Dekompression eines Gasvolumens bewirkt. Solche federnden Elemente haben eine Lebensdauer von vielen Jahren, ohne dass sie ihre federnden Eigenschaften durch Alterung oder andere Prozesse verlieren.A spring pad is preferably produced from a plastic foam, wherein the individual pores of the foam form gas-tight, closed cells which are filled with a gas, for example CO 2 , as a mechanically resilient element. A spring pad made in this way has the advantage that it is very insensitive to material fatigue. The spring properties are not primarily due to compression and decompression of a solid but by the closed gas bubbles and thus by Compression or decompression causes a gas volume. Such resilient elements have a lifetime of many years without losing their resilient properties through aging or other processes.

Mit Hilfe eines oder mehrerer federnder Elemente zwischen Kondensatorwickel und Gehäuse kann eine lagefeste Positionierung des Kondensatorwickels im Gehäuse erreicht werden. Für den Fall, dass das Gehäuse ein elektrischer Leiter ist kann so für eine weitgehend konstante Kapazität zwischen einer Kontaktschicht eines Kondensatorwickels und dem Gehäuse und damit für eine konstante und relativ genau einstellbare Belag-Gehäuse-Kapazität gesorgt werden, was den Vorteil von sehr günstigen Eigenschaften hinsichtlich EMV bzw. was für die Entstörung eines Umrichters verwendet werden kann.With Help one or more resilient elements between capacitor winding and housing can achieved a positionally stable positioning of the capacitor winding in the housing become. For the case that the case An electrical conductor can be so for a largely constant capacity between a contact layer of a capacitor winding and the housing and with it for a constant and relatively precisely adjustable pad housing capacity ensured which is the advantage of very favorable properties EMC or what for the filtering an inverter can be used.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Kondensators ist es vorgesehen, dass das Gehäuse die Form einer Wanne hat, wobei die Wanne einen Boden und beispielsweise vier Seitenwände sowie ein offenes oberes Ende aufweist. An den Seitenflächen der Wanne können Montageösen bzw. Montageelemente vorgesehen sein, mit deren Hilfe der Leistungskondensator an ein weiteres elektronisches Element montiert werden kann. Auf der Oberseite des Gehäuses kann auch eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines Dichtungsrings vorgesehen sein.In a particularly preferred embodiment of the capacitor, it is provided that the housing has the shape of a trough, the tub has a bottom and, for example, four side walls as well has an open upper end. On the side surfaces of the Can tub Mounting eyelets or Mounting elements may be provided, with the help of the power capacitor can be mounted on another electronic element. On the top of the case can also have a circumferential groove for receiving a sealing ring be provided.

Zur Fixierung eines Kondensatorwickels im Gehäuse kann eine isolierende Schale vorgesehen sein, die – gewissermaßen als zweite Wanne – in den unteren Bereich des Gehäuses eingelegt wird. In die isolierende Wanne wird dann der Kondensatorwickel eingelegt. Zum isolierenden Abschluss des Kondensators zum offenen Ende des Gehäuses hin wird eine zweite isolierende Schale auf der Oberseite aufgelegt.to Fixing a capacitor winding in the housing can be an insulating shell be provided, which - as it were second tub - in the bottom of the case is inserted. The capacitor winding is then inserted into the insulating tub. For isolating the capacitor from the open end of the capacitor housing towards a second insulating shell is placed on the top.

In einer bevorzugten Ausführungsform ergänzen sich die untere und die obere Schale zu einem weitgehend geschlossenen Gehäuse.In a preferred embodiment complete The lower and the upper shell to a largely closed Casing.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Kondensators kann es vorgesehen sein, dass die obere Schale Öffnungen aufweist, durch die die äußeren Kontaktelemente, bzw. Paare von Kontaktelementen hindurch treten können. An den Öffnungen der oberen Schale können elektrisch isolierende Krägen angeordnet sein, die zur Isolierung der äußeren Kontaktelemente dienen.According to one particular embodiment of the Condenser may be provided that the upper shell openings through which the outer contact elements, or pairs of contact elements can pass through. At the openings of the upper shell can electrically insulating collars be arranged, which serve for the isolation of the outer contact elements.

In einer anderen Ausführungsform des Kondensators kann es vorgesehen sein, dass die untere Isolierschale eine Strukturierung oder Profilierung ihrer Außenseite bzw. auch eine Strukturierung oder eine Profilierung ihrer Innenseite aufweist, wodurch die Reibung zwischen der isolierenden Schale und einem mechanisch federnden Element erhöht werden kann. Dadurch kann die Positionsfestigkeit bzw. die Lagestabilität des mechanisch federnden Elementes (z. B. springpad) verbessert werden. Ein Verrutschen des Federelementes wird durch die Strukturierung oder Profilierung der Schale erschwert.In another embodiment of the capacitor, it may be provided that the lower insulating shell a structuring or profiling their outer side or a structuring or has a profiling on its inside, reducing friction between the insulating shell and a mechanically resilient Element increased can be. As a result, the positional stability or the positional stability of the mechanical resilient element (eg springpad) can be improved. A slipping The spring element is characterized by structuring or profiling the shell is difficult.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Kondensators ist auf der Oberseite eine Kühlfläche vorgesehen, die zum Kühlen des Kondensators dienen kann. Eine solche Kühlfläche kann besonders bevorzugt gebildet werden durch einen Blechstreifen bzw. eine Bandleitung. Beispielsweise kann das Obere von zwei elektrisch leitenden Blechen als Kühlelement verwendet werden. Durch eine geeignete Ausbildung kann dafür Sorge getragen werden, dass das Obere der elektrisch leitenden Bleche hinreichend gut mit der oberen Kante des Gehäuses abschließt, womit für einen guten mechanischen Kontakt, bevorzugt für einen guten thermomechanischen Kontakt des oberen Blechs zu einem auf der Oberseite zu montierenden weiteren Gehäuse – das z. B. eine Kühlplatte bereitstellt – gesorgt werden kann.In a particularly preferred embodiment of the capacitor is provided on the top of a cooling surface, which is used to cool the capacitor can serve. Such a cooling surface can be formed by a sheet metal strip or a ribbon line. For example, the upper of two electrically conductive sheets as a cooling element be used. Through a suitable training can take care be worn that the upper of the electrically conductive sheets sufficiently well with the upper edge of the housing closes, bringing for one good mechanical contact, preferred for a good thermomechanical Contact the upper sheet to one to be mounted on top further housing - the z. B. a cooling plate providing - taken care of can be.

Um die Gefahr eines Kurzschlusses zu reduzieren ist es vorteilhaft, wenn auf der Oberfläche des Kühlelementes noch eine elektrische Isolation angeordnet ist. Beispielsweise kann eine solche Isolation gebildet sein durch eine durchsichtige Isolierstofffolie, die beispielsweise nur wenige Mikrometer dick ist und somit den Wärmetransport nur unwesentlich behindert. In einer anderen Ausführungsform wird die elektrische Isolation durch die obere von zwei Isolierschalen gewährleistet, was im wesentlichen dadurch gelingt, dass die Wandstärke der Isolierschale ausreichend dünn gewählt wird. Die Wandstärke kann beispielsweise 0,3 mm betragen.Around to reduce the risk of a short circuit it is advantageous if on the surface of the cooling element nor an electrical insulation is arranged. For example, can such insulation may be formed by a transparent insulating film, for example, only a few microns thick and thus the heat transport only insignificantly obstructed. In another embodiment The electrical insulation is through the top of two insulating shells guaranteed which essentially succeeds in that the wall thickness of the Insulating bowl sufficiently thin chosen becomes. The wall thickness may for example be 0.3 mm.

Es wird darüber hinaus ein elektrisches Modul beschrieben, wobei eine erste Einheit des Moduls ein elektronisches System betrifft, das z. B. IGBT-Module enthält. Allgemein kann die erste Einheit eine elektrische Vorrichtung für die Leistungselektronik sein. Eine weitere Einheit des Moduls ist der hier beschriebene Kondensator. Vorzugsweise ist die Oberseite des Kondensators bzw. des Gehäuses des Kondensators flächig verbunden mit der Unterseite der ersten Einheit. Die Außenkontakte des Kondensators ragen dabei in das Gehäuse der ersten Einheit und sind dort, beispielsweise mittels Verschraubung, mit den dort befindlichen IGBTs verbunden. Die erste Einheit muss nicht notwendigerweise IGBTs enthalten, sie kann auch andere elektronische Bauelemente oder auch mechanische Bauelemente enthalten.It gets over it an electrical module described, wherein a first unit the module relates to an electronic system that z. IGBT modules contains. In general, the first unit may be an electrical device for the power electronics. Another unit of the module is the capacitor described here. Preferably, the top of the capacitor or the housing of the Capacitor surface connected to the bottom of the first unit. The external contacts of the capacitor protrude into the housing of the first unit and are There, for example by means of screwing, with the there IGBTs connected. The first unit does not necessarily have IGBTs They may also contain other electronic components or else mechanical components included.

Vorzugsweise ist die Unterseite der ersten Einheit, das heißt die Seite der ersten Einheit, die mit dem Kondensator in Kontakt steht, mit einer Vorrichtung zur Wärmeabführung ausgestattet. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise eine mit Löchern versehene Metallplatte sein. Eine solche Vorrichtung kann aber auch in Form von Kühlrippen ausgestaltet sein.Preferably, the underside of the first unit, that is, the side of the first unit that is in contact with the capacitor, with a Vorrich equipped for heat dissipation. Such a device may be, for example, a perforated metal plate. However, such a device can also be designed in the form of cooling ribs.

Vorzugsweise besteht ein guter flächiger Kontakt zwischen der oberen Stromschiene im Kondensator und der Kühlvorrichtung der ersten Einheit. Dadurch kann in vorteilhafter Weise im Kondensator entstehende Wärme gut nach außen abgeführt werden. In einer Ausführungsform des Kondensators wird die Oberseite des Kondensators gebildet durch eine dünne Isolierfolie, die nur einen geringen Wärmewiderstand hat und somit für einen guten Wärmetransport vom Kondensator zur ersten Einheit des elektronischen Moduls sorgt.Preferably there is a good area contact between the upper bus bar in the condenser and the cooling device the first unit. This can advantageously resulting in the capacitor Heat well outward dissipated become. In one embodiment of the capacitor, the top of the capacitor is formed by a thin insulating film, the only low thermal resistance has and therefore for a good heat transfer from the capacitor to the first unit of the electronic module.

Die hier beschriebenen Gegenstände werden im folgenden anhand von Figuren näher erläutert.The items described here will be explained in more detail below with reference to figures.

1 zeigt einen Kondenstor in einer perspektivischen Ansicht. 1 shows a Kondenstor in a perspective view.

2 zeigt beispielhaft die Konstruktion des Kondensators aus 1. 2 exemplifies the construction of the capacitor 1 ,

3 zeigt den oberen Teil einer Isolierschale als Konstruktionszeichnung. 3 shows the upper part of an insulating shell as a construction drawing.

4 zeigt den unteren Teil einer Isolierschale als Konstruktionszeichnung. 4 shows the lower part of an insulating shell as a construction drawing.

5 zeigt ein elektrisches Modul in einem schematischen Querschnitt. 5 shows an electrical module in a schematic cross section.

Die in den Figuren angegebenen Maßangaben sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Sie schränken die hier beschriebenen Gegenstände nicht ein. Gleich Elemente oder Elemente mit der gleichen Funktion sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The Dimensions indicated in the figures are merely exemplary. They limit that not described here one. Equal elements or elements with the same function are denoted by the same reference numerals.

1 zeigt einen Kondensator mit einem Gehäuse 1, an dessen Oberseite in Umfangsrichtung mehrere Montageösen 2 angeordnet sind. Mit Hilfe der Montageösen 2 kann der Kondensator an eine weitere elektronische Einheit montiert werden. Eine solche Einheit ist beispielsweise in 7 gezeigt. 1 shows a capacitor with a housing 1 , on the upper side in the circumferential direction a plurality of mounting eyelets 2 are arranged. With the help of the mounting eyelets 2 The capacitor can be mounted on another electronic unit. Such a unit is for example in 7 shown.

2 zeigt das Gehäuse als Konstruktionszeichnung. Das Gehäuse 1 kann beispielsweise aus Aluminium bestehen oder Aluminium enthalten. Die Länge des Gehäuses beträgt in etwa 25 cm. Die Breite des Gehäuses beträgt cirka 12 cm. Am Umfang des Gehäuses sind 10 Montageösen angeordnet. Die Anzahl der Montageösen kann aber variieren, je nachdem wie groß das Gehäuse ist und welche mechanische Stabilität für die Anbindung des Gehäuses an eine weitere elektronische Einheit gefordert wird. Die Tiefe des wannenförmigen Gehäuses beträgt etwa 6 cm. Auf der Oberseite des Gehäuses ist eine umlaufende Nut 1a angeordnet, die zur Aufnahme einer Dichtmasse beziehungsweise eines Dichtrings dient. 2 shows the housing as a construction drawing. The housing 1 may for example consist of aluminum or aluminum. The length of the case is about 25 cm. The width of the case is about 12 cm. At the periphery of the housing 10 mounting lugs are arranged. However, the number of mounting eyelets can vary, depending on how large the housing is and what mechanical stability is required for the connection of the housing to another electronic unit. The depth of the tub-shaped housing is about 6 cm. On the top of the housing is a circumferential groove 1a arranged, which serves to receive a sealant or a sealing ring.

Die 3 zeigt den oberen Teil einer isolierenden Schale, die zwischen dem oder den Kondensatorwickeln und dem Gehäuse des Kondensators angeordnet werden kann. Die Schale besteht vorzugsweise aus isolierendem Material, zum Beispiel Polycarbonat oder PP mit einer bevorzugten Dicke von 0,3 bis 0,5 mm. Die obere Halbschale 13 ist so geformt, dass sie quasi als Deckel über den Kondensatorwickel gelegt werden kann. Sie ist mit Langlöchern 14 versehen, durch die die Außenkontakte der Stromzuführungselemente hindurchragen können. Im Bereich der Löcher 14 können bevorzugt Krägen 15 angeordnet sein, die den unteren Bereich der Außenanschlüsse isolieren.The 3 shows the upper part of an insulating shell, which can be arranged between the capacitor windings or the capacitor and the housing of the capacitor. The shell is preferably made of insulating material, for example polycarbonate or PP with a preferred thickness of 0.3 to 0.5 mm. The upper half shell 13 is shaped so that it can be placed as a kind of cover over the capacitor winding. She is with oblong holes 14 provided, through which the external contacts of the power supply elements can protrude. In the area of the holes 14 can preferably collars 15 be arranged, which isolate the lower portion of the external terminals.

Die Wandstärke der oberen Halbschale 15 sollte zumindest im oberen (Deckel-)Bereich relativ dünn sein, um eine gute Kühlung von der Oberseite des Kondensators her zu gewährleisten.The wall thickness of the upper half shell 15 should be relatively thin, at least in the upper (lid) area, to ensure good cooling from the top of the condenser.

4 zeigt eine untere Halbschale 16, die vorzugsweise vor dem Einlegen der Kondensatorwickel in das Gehäuse eingelegt wird. Sie ist wie die obere Halbschale 13 vorzugsweise aus isolierendem Material gefertigt. 4 shows a lower half shell 16 , which is preferably inserted before inserting the capacitor winding in the housing. It is like the upper half shell 13 preferably made of insulating material.

Die untere Halbschale ist mit einer Oberflächenprofilierung 17 ausgestattet, die in 4 dargestellt ist. Die Oberflächenprofilierung kann sich sowohl auf die Außenseite als auch auf die Innenseite der isolierenden Schale beziehen.The lower half shell has a surface profiling 17 equipped in 4 is shown. The surface profiling may refer to both the outside and the inside of the insulating shell.

Die Oberflächenprofilierung hat den Vorteil, dass ein mechanisch federndes Element, das gegen die untere Halbschale und mithin gegen die Oberflächenstruktur drückt, aufgrund der erhöhten Reibung nicht so leicht verrutschen kann. Ein Verrutschen des Federelements kann dadurch gehemmt werden. Dabei kann das Federelement sowohl an der Außenwand der Schale 16 als auch an der Innenwand der Schale 16 liegen.The surface profiling has the advantage that a mechanically resilient element, which presses against the lower half shell and thus against the surface structure, can not slip so easily due to the increased friction. Slippage of the spring element can be inhibited. In this case, the spring element on both the outer wall of the shell 16 as well as on the inner wall of the shell 16 lie.

5 zeigt einen Kondensator als Bestandteil einer elektronischen Einheit, die beispielsweise ein Umrichter sein kann. Die elektronische Einheit 21 enthält dabei in einem Gehäuse 21a mehrere IGBT-Module. Auf der Unterseite des Gehäuses 21a ist ein Kondensator angeordnet, der beispielsweise durch Verschrauben mittels der Montageösen 2 an dem Gehäuse 21a befestigt ist. 5 shows a capacitor as part of an electronic unit, which may be for example a converter. The electronic unit 21 contains it in a housing 21a several IGBT modules. On the bottom of the case 21a a capacitor is arranged, for example, by screwing by means of the mounting eyelets 2 on the housing 21a is attached.

Durch Löcher im Gehäuse 21a ragen die Außenanschlüsse 3a beziehungsweise 3b in das Innere der elektronischen Einheit 21. An der Unterseite des Gehäuses 21a ist eine Kühlplatte 20 vorgesehen, die zum Abtransport von Wärme geeignet ist. Die Unterseite der Kühlplatte 20 steht dabei in direktem thermischen Kontakt mit den Elementen des Kondensators, insbesondere mit der den oberen Abschluss des Kondensators bildenden Oberseite der oberen Halbschale gemäß 5. Die Oberseite des Kondensators kann aber auch gebildet werden durch eine durchsichtige isolierende Folie gemäß 1, insbesondere für den Fall, dass im Kondensator keine isolierenden Halbschalen angeordnet sind, sondern dass die Kondensatorwickel durch einen Verguss in dem Gehäuse des Kondensators gehalten werden.Through holes in the housing 21a the external connections protrude 3a respectively 3b in the interior the electronic unit 21 , At the bottom of the case 21a is a cooling plate 20 provided, which is suitable for the removal of heat. The underside of the cooling plate 20 stands in direct thermal contact with the elements of the capacitor, in particular with the upper end of the capacitor forming upper side of the upper half-shell according to 5 , The top of the capacitor can also be formed by a transparent insulating film according to 1 in particular for the case in which no insulating half shells are arranged in the capacitor, but that the capacitor windings are held by a potting in the housing of the capacitor.

In 5 wird die Kapazität des Kondensators im wesentlichen gebildet durch zwei Kondensatorwickel 18a, 18b, die übereinander in das Gehäuse eingelegt sind. Zwischen den Kondensatorwickeln und dem Gehäuse 1 des Kondensators ist noch eine isolierende Halbschale 16 in Form einer unteren Halbschale angeordnet. Zwischen der unteren Halbschale 16 und den Kondensatorwickeln sind Federelemente angebracht. Bodenseitig ist dabei das Federelement 19a angebracht und wandseitig das Federelement 19b. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Kondensators sind die Federelemente allseitig angebracht.In 5 the capacitance of the capacitor is essentially formed by two capacitor windings 18a . 18b , which are placed one above the other in the housing. Between the capacitor windings and the housing 1 the capacitor is still an insulating half-shell 16 arranged in the form of a lower half-shell. Between the lower half shell 16 and the capacitor windings spring elements are mounted. Bodenseitig is the spring element 19a attached and wall side, the spring element 19b , In a particularly preferred embodiment of the capacitor, the spring elements are mounted on all sides.

Durch die Federelemente können die Kondensatorwickel vibrationsarm im Gehäuse gehalten werden. Das bodenseitige Federelement 19a erfüllt dabei noch eine andere Funktion. Indem es die Kondensatorwickel 18a, 18b und die darüber befindlichen Elemente nach oben drückt, kann für einen verbesserten Wärmekontakt der Kühlplatte 20 mit den den oberen Abschluss des Kondensators bildenden Elementen gesorgt werden. Dadurch wird die Abfuhr von Verlustwärme des Kondensators verbessert.Due to the spring elements, the capacitor windings can be held in the housing with little vibration. The bottom-side spring element 19a fulfills another function. By making the capacitor windings 18a . 18b and pushes up the overlying elements can, for improved thermal contact of the cooling plate 20 provided with the upper end of the capacitor forming elements. As a result, the dissipation of heat loss of the capacitor is improved.

11
Gehäusecasing
1a1a
Vertiefungdeepening
22
Montageösemounting eye
3a3a
Außenanschluss der ersten Polaritätexternal connection the first polarity
3b3b
Außenanschluss der zweiten Polaritätexternal connection the second polarity
4a, 4b4a, 4b
Kontaktlöchervias
55
Isolierfolieinsulation
1313
Obere HalbschaleUpper half shell
1414
LanglochLong hole
1515
Kragencollar
1616
untere Halbschalelower half shell
1717
Oberflächenprofilierungsurface profiling
18a, 18b18a, 18b
Kondensatorwickelcapacitor winding
19a, 19b19a, 19b
Federelementspring element
2020
Kühlplattecooling plate
2121
Elektrische Einheitelectrical unit
21a21a
Gehäusecasing

Claims (8)

Leistungskondensator mit einem Gehäuse (1) und wenigstens einem Kondensatorwickel (18a, 18b), wobei zwischen dem Gehäuse (1) und dem Kondensatorwickel (18a, 18b) ein mechanisches Federelement (19a, 19b) angeordnet ist.Power capacitor with a housing ( 1 ) and at least one capacitor winding ( 18a . 18b ), between the housing ( 1 ) and the capacitor winding ( 18a . 18b ) a mechanical spring element ( 19a . 19b ) is arranged. Leistungskondensator nach Anspruch 1, wobei das mechanische Federelement (19a, 19b) als Spring-Pad ausgebildet ist.Power capacitor according to claim 1, wherein the mechanical spring element ( 19a . 19b ) is designed as a jumping pad. Leistungskondensator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei auf zwei gegenüber liegenden Seiten eines Kondensatorwickels (18a, 18b) jeweils wenigstens ein mechanisches Federelement (19a, 19b) angeordnet ist.Power capacitor according to one of claims 1 or 2, wherein on two opposite sides of a capacitor winding ( 18a . 18b ) at least one mechanical spring element ( 19a . 19b ) is arranged. Leistungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur mechanischen Fixierung eines Federelements (19a, 19b) eine profilierte Isolierschale zwischen Kondensatorwickel (18a, 18b) und Gehäuse (1) vorgesehen ist.Power capacitor according to one of claims 1 to 3, wherein for the mechanical fixation of a spring element ( 19a . 19b ) a profiled insulating between capacitor winding ( 18a . 18b ) and housing ( 1 ) is provided. Modul der Leistungselektronik, – mit einem Kondensator enthaltend ein wannenförmiges Gehäuse (1) mit wenigstens einem Kondensatorwickel (18a, 18b) – mit einem am Boden des Kondensatorgehäuses angeordneten mechanischen Federelement (19a, 19b), – und mit einer elektrischen Einheit (21), an deren Bodenbereich der Kondensator montiert ist, wobei das Federelement (19a, 19b) einen Kondensatorwickel (18a, 18b) an den Boden der elektrischen Einheit (21) andrückt.Module of the power electronics, - with a capacitor containing a trough-shaped housing ( 1 ) with at least one capacitor winding ( 18a . 18b ) - with a arranged at the bottom of the capacitor housing mechanical spring element ( 19a . 19b ), - and with an electrical unit ( 21 ), at the bottom region of which the capacitor is mounted, wherein the spring element ( 19a . 19b ) a capacitor winding ( 18a . 18b ) to the floor of the electrical unit ( 21 ). Modul nach Anspruch 5, bei dem am Boden der elektrischen Einheit (21) eine Kühlplatte vorgesehen ist, die in Wärmekontakt mit einer Kühlfläche des Kondensators steht, die durch eine Stromschiene gebildet ist.Module according to claim 5, wherein at the bottom of the electrical unit ( 21 ) is provided a cooling plate, which is in thermal contact with a cooling surface of the capacitor, which is formed by a busbar. Modul nach Anspruch 5, wobei auf der der elektrischen Einheit (21) zugewandten Seite der Kühlfläche eine elektrische Isolierfolie (5) angeordnet ist.Module according to claim 5, wherein on the said electrical unit ( 21 ) facing side of the cooling surface an electrical insulating film ( 5 ) is arranged. Modul nach einem der Ansprüche 5 bis 7, das IGBTs enthält.Module according to one of claims 5 to 7, which contains IGBTs.
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