Glimmerkondensatoren
Kleinkondensatoren
- Klein und kompakt
- Kapazität: bis 2,2 µF
- Spannung: bis 3 kV
- Leistung: bis 12 A
Leistungskondensatoren
- Maximale Leistung
- Kapazität: bis 6 µF
- Spannung: bis 50 kV
- Leistung: bis 250 KVA
L-C-Netzwerke
- Präzise Rechteckimpulse
- Glimmerkondensatoren
- Induktivitäten
- In Kombination
Kapazitätsnormale
- Äusserst genaue Kapazität
- Wechselspannung: bis 30kV
- Nennverlust: = 1 x 10-5
- Mit Messprotokoll
Die entscheidenden Vorteile von Glimmerkondensatoren.
- Ein nahezu frequenzunabhängiger Verlustfaktor.
- Die sehr große Betriebszuverlässigkeit.
- Die Langzeitstabilität.
- Einsatzfähig bei erhöhten Betriebstemperaturen.
- Äußerst induktionsarm.
Unserer Kondensatoren besitzen Eigenschaften die nur
mit dem Dielektrikum Glimmer erreicht werden können.
- Glimmerkondensatoren von Jahre werden seit über neunzig Jahren eingesetzt in Anwendungsbereichen der professionellen Elektronik mit besonders hohen Anforderungen an die Präzision und Zuverlässigkeit der Bauelemente.
- Glimmer als Dielektrikum hat außergewöhnliche Eigenschaften. Sehr wesentlich sind der kleine Verlustfaktor, die hohe elektrische Spannungsfestigkeit und die hohe Temperaturstabilität, die Glimmerkondensatoren für extreme Betriebstemperaturen besonders einsatzfähig macht.
- Das für den Aufbau unserer Glimmerkondensatoren verwendete Material ist ein Kalium-Aluminium-Silikat von besonders gleichmäßiger, kristalliner Struktur mit der Bezeichnung Muskovit, Qualität „ruby clear“. Vor der Verarbeitung wird jedes Glimmerblatt bis dicht an die Grenze der theoretischen Durchschlagfestigkeit kontrolliert, um eine gleichbleibende Güte der Produkte zu gewährleisten.
- Mit dünnen Plättchen aus natürlich gealtertem Glimmer als Dielektrikum wird durch den direkten Auftrag und festen Einbrand der genau definierten Silberelektrode – auf beiden Seiten des Glimmerblattes – ohne kleinste Zwischenräume zwischen Dielektrikum und Elektrode eine ausgezeichnete Stabilität erreicht. Hierdurch werden besonders die Eigenschaften der Kapazitätsstabilität und des Temperatur-koeffizienten der Kapazität maßgeblich beeinflußt. Die Stapeltechnik für die einzelnen Glimmerblättchen und die stirnseitige Kontaktierung ergeben einen besonders induktivitätsarmen Aufbau. Zur optimalen Ausnutzung der Eigenschaften des Glimmers als Dielektrikum gehören auch eine spezielle Vakuumimprägnierung sowie die Umhüllung mit sorgfältig erprobten Kunstharzen, die neben guten Isolationseigenschaften erhöhte mechanische und klimatische Festigkeit bieten.
- Die verschiedenen Ausführungen der Richard Jahre Glimmerkondensatoren sind zum überwiegenden Teil nach deutschen und internationalen Normen qualifiziert. Sie entsprechen den mechanischen, klimatischen und elektrischen Anforderungen der professionellen Elektronik.
- Nach Vereinbarungen mit unseren Kunden können zahlreiche spezielle Messungen und Prüfungen sowie Sonderverfahren wie Burn-in und Screening an Einzelstücken oder kompletten Fertigungslosen durchgeführt und dokumentiert werden.
- Der Glimmerkondensator ist bereits seit den Anfängen der Nachrichtentechnik ein vielfach verwendetes Bauelement und dennoch heute so modern wie damals. Gerade wenn höhere Anforderungen an die Betriebszuverlässigkeit, die Stabilität und die Einsatz-fähigkeit bei erhöhten Betriebstemperaturen gestellt werden, bietet sich der Glimmerkondensator als ideales Bauelement an.
- Geringe Verluste und kleiner Temperaturbeiwert sind besonders hervorragende Merkmale des Glimmerkondensators. Der Fertigungs- und Materialaufwand ist größer als bei anderen Kondensatoren. Die Vorteile, die der Glimmerkondensator bietet, und die technischen Möglichkeiten, die zum Teil noch gar nicht voll genutzt werden, rechtfertigen jedoch den größeren Aufwand.
- Die Qualität eines Glimmerkondensators wird beeinflußt durch die verwendete Glimmersorte und seine Verarbeitung. Die Isolationsabstände werden wegen der relativ hohen Prüfspannung von 2 bis 3 x Un reichlich bemessen, aber auch um einen guten Isolationswiderstand zu erreichen, so dass im Dauerbetrieb bei Nennspannung praktisch keine Randüberschläge auftreten.
- Im Dauerbetrieb mit Nennspannung und einer Umgebungstemperatur von 100°C kann man bei Glimmerkondensatoren mit 10 hoch 7 Bauelementestunden rechnen. Bei 1000 Bauelementen ist im Durchschnitt nach 10000 Stunden ein Ausfall zu erwarten, falls sich nicht Sondereinflüsse bemerkbar machen, die z. B. durch Zersetzung der Imprägnierung oder der Umhüllung entstehen können. Derartige Effekte werden bei Typenerprobungen nach 5000 Betriebsstunden und mehr beobachtet, wenn ungeeignete Werkstoffe verwendet werden.
- Durch Reduzierung der Betriebsspannung um 30 % wird die Lebensdauer erfahrungsgemäß um eine Zehnerpotenz erhöht. Wenn ein 500 V Kondensator mit 30 V betrieben wird, verlängert sich die Lebensdauer um mehr als das 1000-fache.
- Der Glimmerkondensator ist für Umgebungstemperaturen von -55°C bis +150°C, geeignet. wenn die Umhüllung und eine eventuelle Imprägnierung ausreichend temperaturstabil sind. Der Glimmer selbst und die Einbrennversilberung der Belegung widerstehen auch Dauerbetriebstemperaturen von +350°C.
- Langjährige Untersuchungen haben gezeigt, daß bei kunstharzumhüllten Kleinkondensatoren nach 5-jähriger Bewitterung in mitteleuropäischem Klima (leicht regen- und sonnengeschützte Lagerung in Stadtluft) die zeitliche Kapazitätsabweichung besser 1 x 10-3 ist. Dauertests mit der 1,5-fachen Nennspannung bei der maximal zulässigen Umgebungstemperatur von +85°C bis +125°C über 100000 Stunden zeigen, daß Qualitätskondensatoren eine Abweichung besser 0,3% erreichen.
- Der Temperaturbeiwert streut im allgemeinen zwischen 10 und 40 x 10-6/K und kann durch die Bauart und Umhüllungstechnik in gewissen Umfang beeinflußt werden. Der Verlustfaktor liegt normal bei 5 x 10-4 gemessen bei 1 MHz. Bei höheren Frequenzen werden die Verluste weitgehend vom geometrischen Aufbau bestimmt. Sogenannte Verklatschungskondensatoren mit Bandanschlüssen erreichen bei 50 MHz noch einen Verlustfaktor von 10 x 10-4.
- Für Kleinkondensatoren werden überwiegend Glimmerblattstärken zwischen 20 und 35 µ verarbeitet bei Betriebsspannungen von 125 V bis 1000 V. Glimmer läßt sich aber auch in Blattstärken von 1 bis 2 µ spalten, d. h. bei entsprechender Reduzierung der Betriebsspannung auf 10 V bis 30 V, die für viele Anwendungen ausreichend ist, könnten das bisherige Kondensatorvolumen auf 10 % bis 20 % reduziert bzw. ein 10000 pF Kondensator könnte mit den Abmessungen 2,5 x 5 x 5 mm und Anschlußdrähten im 2,5 mm Raster hergestellt werden, wenn es fertigungstechnisch gelingt, derartige dünne Folie zu verarbeiten.
- Neu ist die Herstellung mehrerer Teilkapazitäten, die zu einem Netzwerk auf einem Glimmerblatt gehören. Die Mehrfachbelegungen aus Silber werden auf die Einzel-blätter aufgebrannt. Durch Stapeln mehrerer solcher Blätter, die anschließend bei ca. +500°C zusammengesintert werden, entsteht dann das komplette C-Netzwerk, das mit Spulen oder Widerständen zu Filtern oder Dämpfungsgliedern zuammen-geschaltet werden. Für Oberwellenfilter werden z. B. fünf Kapazitäten in einem Sinterblock zusammengefaßt, der nur vier externe Anschlüsse hat. Je nach Kapa- zität wird eine Toleranz von 2 % bis 5 % erreicht.
- Vorteilhaft sind bei der beschriebenen Ausführung die geringen Abmessungen und ein kleinerer Fertigungsaufwand bei großen Stückzahlen. Aber auch mehrere Einzelkondensatoren in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt ergeben eine Platzersparnis und erfordern weniger Montagearbeit bei der Weiterverarbeitung. Von dieser Möglichkeit wird in steigendem Maß besonders bei Glimmerkondensatoren Gebrauch gemacht, die wegen ihres quaderförmigen Aufbaus eine gute Raumausnutzung haben.
- Das Sintern mehrerer mit leitfähiger Silberfarbe bedruckter Glimmerblätter zu einem Block ist nicht neu. Diese sogenannten Glimmerchips werden ohne Anschlußdrähte und Umhüllung direkt mit den lötfähigen metallisierten Sinterseiten auf gedruckte Schaltungen gelötet. Neben den wesentlich reduzierten Abmes-sungen entsteht ein fast induktivitätsloser Aufbau, der ebenfalls für Frequenzen bis zu einem GHz geeignet ist.
- Die für Glimmerkondensatoren charakteristische Stapeltechnik ist auch für Leistungs- und Hochspannungskondensatoren besonders vorteilhaft. Sie gestattet kurze und flache Belegungen und Elektrodenanschlüsse, deren Stärke dem erforderlichen Leitungswiderstand und der abzuführenden Verlustwärme angepaßt werden kann. Teilkapazitäten können in fast beliebiger Anzahl bei besonders kompaktem Aufbau abgegriffen werden. Die Kapazitätstoleranz läßt sich bis auf 1 % einengen. Zur Ableitung der Verlustwärme stehen mehrere Kühlverfahren zur Auswahl. Üblich ist bei geringer Leistung Zwangskühlung durch Gebläseluft oder Kühlwasser. Als Beispiel für das erreichbare Leistungsvolumen sei ein wassergekühlter Schwingkreiskondensator angeführt, der in ein Gehäuse von 30 x 30 x 25 cm für eine Blindleistung von 2MVA bei 1 MHz eingebaut wurde. Der Kondensator hat eine Kapazität von 0,03 µF und eine Betriebsspannung von 3 kV. Ein Kühlölkreislauf über Wärmeaustauscher dürfte unter bestimmten Voraussetzungen Vorteile bieten gegenüber herkömmlichen Methoden.
- Zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen großer Leistung mit annähren rechteck- bzw. trapezförmigen Strom- und Spannungsverlauf werden mehrere Glimmerleistungskondensatoren mit Spulen zu LC-Netzwerken zusammen-geschaltet. Diese Laufzeitenketten, die bei relativ geringen Abmessungen bisher für max. 6 µsec. lange Impulse von 20 kV und 2 KA mit einer Impulsfolgefrequenz von 50 Hz gefertigt wurde, werden vorzugsweise in der Radartechnik eingesetzt. Die Weiterentwicklung zu noch größeren Leistungen ist möglich.