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鋁電解P.K.薄膜電容,誰(shuí)主沉浮?
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發(fā)布時(shí)間:2016-12-20 |
近年,政府在大力倡導(dǎo)清潔能源,因此很多公司在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電電源管理系統(tǒng)的時(shí)候,對(duì)高電壓、大容值的電容選型有很大的需求增長(zhǎng),也因此,薄膜電容和鋁電解電容在新能源領(lǐng)域順勢(shì)崛起。 風(fēng)能產(chǎn)品電容應(yīng)用場(chǎng)景多 以風(fēng)能產(chǎn)品為例,薄膜電容應(yīng)用場(chǎng)景前三處分別為高壓吸收、DC-Link和并網(wǎng)抗干擾。在這三個(gè)使用場(chǎng)景中,最受關(guān)注的就是DC-Link用電容器,單就這個(gè)場(chǎng)景而言,鋁電解電容和薄膜電容均可選擇。 那就有人有疑問(wèn)了:DC-DC轉(zhuǎn)換單元工作電壓為700V,容量為3300uF到4700uF。而鋁電解電容最高耐壓通常在630V,問(wèn)題來(lái)了,700V的電壓值要求下,630V耐壓的電容器要怎么工作呢? 真相只有一個(gè)。那就是使用兩個(gè)450V鋁電解電容進(jìn)行串聯(lián),達(dá)到900V耐壓,這樣就能滿足啦! 其實(shí),像這種穩(wěn)壓和濾波電容器,若使用鋁電解電容則會(huì)出現(xiàn)很多電容器串、并聯(lián)的情況才能達(dá)到大容值和耐高壓的使用要求。所以呢,在直流應(yīng)用場(chǎng)景中,薄膜電容便成為更優(yōu)的選擇,因?yàn)楸∧る娙莸碾娙葜岛弯X電解電容器一樣,但前者的耐壓值可直接做到700V,無(wú)需串、并聯(lián),單機(jī)用量更少。 薄膜 or 鋁電解,我要怎么選? 問(wèn)題來(lái)了,完全相同的應(yīng)用場(chǎng)合,到底要采用哪個(gè)電容器呢? 1.使用年限角度。 由于風(fēng)能產(chǎn)品維修困難費(fèi)用昂貴,因此產(chǎn)品壽命要求一般是大于15年。鋁電解為液體電容器,存在電解液的揮發(fā)問(wèn)題,使用壽命有限,若要達(dá)到15年的要求則意味著要人工更換2-3次。薄膜電容為固體電容器,能夠滿足15年的使用壽命。 2.材料特性角度。 薄膜電容ESR值較低,因此發(fā)熱量非常低。此外薄膜電容有更寬的使用環(huán)境范圍,低溫狀態(tài)下工作穩(wěn)定性更好。這也是液體電容與固體電容的差別。從這個(gè)角度考慮,薄膜電容更優(yōu)。 3.濾波能力角度。 薄膜電容濾波能力比鋁電解要強(qiáng)很多倍,因此采用薄膜電容轉(zhuǎn)換效率更高。 4.價(jià)格角度。 通過(guò)以上三點(diǎn)的對(duì)比,在清潔能源產(chǎn)品的使用中,鋁電解電容和薄膜電容的優(yōu)劣好像不難分辨。但是假如價(jià)格因素的話,事實(shí)上薄膜電容替代鋁電解電容最大的障礙在于價(jià)格。 當(dāng)然啦,新能源行業(yè)除對(duì)耐高壓、大容量鋁電解電容、薄膜電容行業(yè)帶來(lái)市場(chǎng)需求外,對(duì)其他常規(guī)電容器的需求也會(huì)帶來(lái)新的增長(zhǎng)。 技術(shù)革新提出新要求 再以汽車市場(chǎng)為例,目前在新能源汽車電源部分的設(shè)計(jì)中,需要采用高耐壓的電容器進(jìn)行平滑和濾波的應(yīng)用。汽車內(nèi)部通常工作環(huán)境惡劣,要求電容器耐高溫,性能強(qiáng)、可靠性高,壽命長(zhǎng),此時(shí)薄膜電容相比鋁電解電容具備較大的優(yōu)勢(shì)。鋁電解電容顯著弱點(diǎn)是在高溫下壽命低。 單就豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車而言,第一代采用的是鋁電解電容,電壓450V,容量1000μF,105℃時(shí)壽命僅為1000小時(shí),長(zhǎng)期使用會(huì)面臨更換電容的問(wèn)題。所以第二代普銳斯開(kāi)始采用薄膜電容,電壓達(dá)到600V,壽命15年以上。第三代普銳斯采用的薄膜電容電壓已經(jīng)達(dá)到750V,壽命同樣在15年以上。 此外,技術(shù)的革新也對(duì)電容器的特性產(chǎn)生了新的需求。在舊一代混合動(dòng)力汽車中,功率部分IGBT支持600V電壓,平滑部分需要450V電壓和60A電流,此時(shí)采用鋁電解電容可以勝任。而最近幾年,IGBT已經(jīng)達(dá)到900V電壓,平滑部分也需要750V電壓和90A電流,只有采用薄膜電容才能勝任。 薄膜電容還具備小體積的優(yōu)勢(shì),相同容量的薄膜電容和鋁電解電容,薄膜電容的體積會(huì)小一半。尤其是金屬化薄膜電容器,其制法是在塑料薄膜上以真空蒸鍍上一層很薄的金屬以做為電極,縮小電容器單位容量的體積。此外,薄膜電容器還有下面的一些優(yōu)勢(shì):無(wú)極性、絕緣阻抗高、頻率特性優(yōu)異(頻率響應(yīng)寬廣)、介質(zhì)損失小。 價(jià)格敏感時(shí)電容選型怎么辦? 盡管薄膜電容在壽命、耐壓能力等方面具備較大優(yōu)勢(shì),不過(guò)在PC、消費(fèi)電子等較低電壓和成本敏感的市場(chǎng)中,我們看到最多的還是MLCC和鋁電解電容。低壓、低容量領(lǐng)域,MLCC搶占了鋁電解電容器的部分空間,而在高壓、低容量領(lǐng)域鋁電解電容又受到了薄膜電容的威脅,因此高壓、高容量與低單位容量成本才是鋁電解電容器存在的價(jià)值。 例如,在充電器,LCD TV、LCD monitor、notebook、臺(tái)式電腦主板、機(jī)頂盒、交換器、UPS電源,Power Inverter,儀器儀表和LED照明等市場(chǎng)中,鋁電解電容仍然處于絕對(duì)領(lǐng)先地位。 概括而言,目前鋁電解總體的發(fā)展趨勢(shì)是 :在工業(yè)、電源等高壓產(chǎn)品領(lǐng)域,小型化、長(zhǎng)壽命化和紋波電流提升;在通信、資訊等低壓產(chǎn)品領(lǐng)域,則朝著小型化、低阻抗、大紋波電流和長(zhǎng)壽命的趨勢(shì)在發(fā)展。 經(jīng)分析,電容應(yīng)用市場(chǎng)也是“物競(jìng)天擇,適者生存”啊!每一種電容都在屬于它自己的細(xì)分市場(chǎng)不斷創(chuàng)新,也惟其如此才能確保整個(gè)電容家族枝繁葉茂,延綿不絕。(來(lái)源:中國(guó)電子網(wǎng))
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