電容分析:業(yè)界專家講解高壓、大容量電容器應(yīng)用與選型
電容器是各種電子產(chǎn)品終端必不可少的元件,在電子系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電子產(chǎn)品制造水平的提升和系統(tǒng)性能需求越來越苛刻,系統(tǒng)廠商的工程師和采購人員對電容器的性能提出了新的要求。在工業(yè)、電源等應(yīng)用中,系統(tǒng)廠商對高容量、低ESR、小體積的電容器的需求更加迫切,而在汽車、軍工和航空航天等應(yīng)用中,則對電容器壽命、耐壓、可靠性等提出了更高的要求。
在歷年來的中國電子展(CEF)上,電容器廠商一直是展會的常客,并占據(jù)參展商數(shù)量很大的比例,在剛剛結(jié)束的第74屆中國電子展上,組委會特意安排了電容器專區(qū),國內(nèi)多家電容器廠商參與展示了各種電容器產(chǎn)品,為觀眾提供了一站式采購平臺。展會第一天,本刊組織了電容器應(yīng)用與選型研討會,與電容器展區(qū)交相輝映,致力為電容器供應(yīng)商提供更好的宣傳與推廣服務(wù),并為觀眾提供更好的技術(shù)支持和內(nèi)容服務(wù)。
諸如電源、工業(yè)、汽車、軍工和航空航天等領(lǐng)域?qū)Ω邏?、大容量電容器有很大的需求,在這些領(lǐng)域,通常有一下幾種類型可供選擇:鋁電解電容器、薄膜電容器、陶瓷電容器。演講嘉賓分別就不同領(lǐng)域的電容器選型為聽眾進行講解。
高壓、長壽命應(yīng)用的電容器選型
在新能源汽車電源部分的設(shè)計中,需要采用高耐壓的電容器進行平滑(smoothing)和濾波(filter)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、可靠性高,壽命長,此時薄膜電容相比鋁電解電容具備較大的優(yōu)勢。
演講嘉賓日本MACHINE-TECHNOLOGY中國區(qū)代表趙福寧為聽眾介紹了薄膜電容在新能源汽車的應(yīng)用和發(fā)展。趙福寧舉例說道:“鋁電解電容顯著弱點是在高溫下壽命低下。比如第一代豐田普銳斯(PRIUS)混合動力汽車,采用的是鋁電解電容,電壓是450V,容量為1000μF,壽命在105℃時僅為1000小時,長期使用會面臨更換電容的問題。所以第二代普銳斯開始就采用薄膜電容,電壓達到600V,壽命為15年以上,而到最新的第三代普銳斯采用的薄膜電容,電壓已經(jīng)達到750V,壽命同樣在15年以上?!?/P>
趙福寧表示,舊一代的混合動力汽車,功率部分IGBT支持600V電壓,平滑部分需要450V電壓和60A電流,此時采用鋁電解電容可以勝任。到最近幾年,IGBT已經(jīng)達到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,相同容量的薄膜電容和電解電容,薄膜電容的體積大概會小一半。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,如此可以省去電極箔的厚度,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:無極性,絕緣阻抗很高,頻率特性優(yōu)異(頻率響應(yīng)寬廣),而且介質(zhì)損失很小。
高容量、成本敏感應(yīng)用的電容器選型
盡管薄膜電容器在壽命、耐壓能力等方面具備較大優(yōu)勢,不過在PC、消費電子等較低電壓和成本敏感的應(yīng)用,我們看到最多的還是MLCC和鋁電解電容器。鋁電解電容器重要廠商臺灣立隆電子有限公司的總經(jīng)理吳志銘介紹了各種電容針對容量和電壓不同的一個選型指南。吳志銘先生表示:“低壓、低容量領(lǐng)域MLCC搶占了鋁電解電容器的大量空間,而在高壓、低容量領(lǐng)域電解電容又收到薄膜電容的威脅,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值?!崩?,在LCD TV、LCD monitor、notebook、臺式電腦主板、STB、交換器、UPS、Power Inverter和LED照明等應(yīng)用中,電解電容器仍然處于絕對的市場領(lǐng)先地位。
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