[發(fā)明專利]與溫度有關(guān)的電容器和電容器模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080058797.0
• 申請(qǐng)日: 2010-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN102667979A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德烈埃·特斯蒂諾;京特·恩格爾;米夏埃爾·朔斯曼;馬庫斯·科伊尼;克里斯蒂安·霍夫曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 愛普科斯公司
• 主分類號(hào): H01G4/258
• 分類號(hào): H01G4/258
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出一種根據(jù)權(quán)利要求1的電容器。

背景技術(shù)

電容器普遍存在的問題是提高其功率。

至今為止，所述問題由此解決：具有不同摻雜的介電材料設(shè)置在彼此重疊的層序列中，例如作為芯和外殼。在傳統(tǒng)的電容器中，對(duì)于介電材料通常使用介電常數(shù)在大的范圍內(nèi)盡可能與溫度無關(guān)的材料。由此應(yīng)該避免的是，在環(huán)境溫度變化時(shí)，電容器的介電材料的介電常數(shù)的變化以及電容器的電特性的變化。

發(fā)明內(nèi)容

該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器得以實(shí)現(xiàn)。電容器的其他實(shí)施形式以及電容器模塊是其他從屬權(quán)利要求的主題。

本發(fā)明的實(shí)施形式涉及一種電容器，其包括下面的組成部分：

–第一加熱元件，

–第一電容器區(qū)域，包括：

--介電層，

--內(nèi)部電極，其設(shè)置在介電層之間，

其中第一加熱元件和第一電容器區(qū)域?qū)岬乇舜诉B接。

由于電容器包括與電容器區(qū)域?qū)岬剡B接的加熱元件，能夠?qū)⒃诩訜嵩挟a(chǎn)生的熱傳輸?shù)诫娙萜鲄^(qū)域上。通過到電容器區(qū)域上的受控制的供熱能夠有針對(duì)性地提高電容器的有效功率。功率提高例如能夠通過介電層的介電常數(shù)隨著增高的溫度而提高來產(chǎn)生。因此通過介電層的由于由加熱元件的供熱增加而提高的介電常數(shù)，能夠提高電容器的功率。

這樣的電容器例如良好地適用于高功率AC/DC轉(zhuǎn)換器和高功率DC/DC轉(zhuǎn)換器的使用，因?yàn)樗鲭娙萜骶哂懈吖β拭芏取?/p>

在本發(fā)明的實(shí)施形式中，介電層包括具有介電常數(shù)與溫度相關(guān)的材料。

優(yōu)選地，介電常數(shù)與溫度非常有關(guān)。特別優(yōu)選地，介電常數(shù)隨著溫度的升高而提高。從而，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的電容器優(yōu)選地使用如下材料，所述材料的介電常數(shù)與在傳統(tǒng)的電容器中不同盡可能與溫度無關(guān)，而是相反在溫度升高時(shí)，所述電容器的介電常數(shù)明顯地升高。因此，通過供熱到介電層中能夠有針對(duì)性地提高介電常數(shù)。通過升高介電層的介電常數(shù)，能夠提高電容器的功率。相反，這意味著，能夠制成相對(duì)于介電層的容積明顯較小的電容器，所述電容器具有與不具有加熱元件的不根據(jù)本發(fā)明的、傳統(tǒng)的電容器相同的功率。因此，電容器的微型化是可能的。此外，這帶來材料的節(jié)約，所述材料的節(jié)約也帶來費(fèi)用的節(jié)約。

在本發(fā)明的另一實(shí)施形式中，第一加熱元件設(shè)置為，使得能夠加熱到如下溫度，在所述溫度下，材料的介電常數(shù)達(dá)到高于平均值的值，所述平均值由用于在室溫下的介電常數(shù)的值和對(duì)于材料而言最大可能的介電常數(shù)的值得出。

優(yōu)選地，第一加熱元件能夠加熱到如下溫度，在所述溫度下，介電常數(shù)與平均值相比，更接近于最大可能的介電常數(shù)。特別優(yōu)選地，第一加熱元件能夠加熱到如下溫度，在所述溫度下，介電層的材料具有最大的介電常數(shù)。同樣優(yōu)選地，加熱元件能夠設(shè)置為，使得介電層的材料加熱到如下溫度，在所述溫度下，電容器的總功率是最優(yōu)的，即介電常數(shù)和介電損耗的總和得出最優(yōu)的值。

一方面，這通過使第一加熱元件與介電層的材料相一致來實(shí)現(xiàn)，即能夠調(diào)節(jié)到如下溫度，在所述溫度下，介電層具有高的介電常數(shù)。另一方面，同樣可能的是，例如通過在預(yù)設(shè)的第一加熱元件上的、能夠達(dá)到一定的加熱溫度的摻雜來調(diào)節(jié)介電層。

在又一實(shí)施形式中，介電層包括Ba_1-xSr_xTi_1-yZr_yO₃，其中適用：0<x<1；0≤y<1。

鈦酸鋇或者其相應(yīng)的摻雜的變體能夠是鐵電物質(zhì)。即便在沒有外部的所施加的場的情況下也具有極化的一類材料被稱為鐵電物質(zhì)。在特征溫度、即居里溫度（Curie-Temperatur）之上，鐵電性的特征消失。該過渡被稱為相過渡。在所述溫度之上，極化消失，并且因此所述物質(zhì)被稱為順電體。在鐵電狀態(tài)下，正電荷和負(fù)電荷的中央，例如陰離子和陽離子，相對(duì)于彼此移動(dòng)。在鈦酸鋇的情況下，例如Ti⁴⁺相對(duì)于氧離子O^2-移動(dòng)。在120°C之上，鈦酸鋇的鐵電性消失，并且鈦酸鋇表現(xiàn)為如順電的電介質(zhì)。

在鈦酸鍶鋇（BST）的情況下，在居里溫度T_C的范圍內(nèi)發(fā)生從四邊形的、鐵電相到立方形的、順電相的相過渡。準(zhǔn)確的居里溫度T_C在此與鈦酸鍶鋇的準(zhǔn)確的成分，即摻雜相關(guān)。

在本發(fā)明的又一實(shí)施形式中，介電層作為摻雜材料包括下面的離子或其組合：Pb、Ca、Sn、Zr、Sr、Bi、Hf。