上海工品實業有限公司攜手唯電電子的技術工程師關于高壓、大容量電容器應用與選型做了分析
唯電科技近日推出600V電解，700v高度電解電容
電容器各種電子產品終端必不可少的元件，在電子系統中起著至關重要的作用。隨著電子產品制造水平的提升和系統性能需求越來越苛刻，系統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、電源等應用中，系統廠商對高容量、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?？?，并占據參展商數量很大的比例，在剛剛結束的第74屆中國電子展上，組委會特意安排了電容器專區，國內多家電容器廠商參與展示了各種電容器產品，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用與選型研討會，與電容器展區交相輝映，致力為電容器供應商提供更好的宣傳與推廣服務，并為觀眾提供更好的技術支持和內容服務。
諸如電源、工業、汽車、軍工和航空航天等領域對高壓、大容量電容器有很大的需求，在這些領域，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域的電容器選型為聽眾進行講解。
干貨/高壓、大容量電容器應用與選型
高壓、長壽命應用的電容器選型
在新能源汽車電源部分的設計中，需要采用高耐壓的電容器進行平滑(smoothing)和濾波(fiLTEr)的應用，汽車內部通常工作環境惡劣，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勢。
演講嘉賓日本MACHINE-TECHNOLOGY中國區代表趙福寧為聽眾介紹了薄膜電容在新能源汽車的應用和發展。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勢：無極性，絕緣阻抗很高，頻率特性優異(頻率響應寬廣)，而且介質損失很小。
干貨/高壓、大容量電容器應用與選型
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高容量、成本敏感應用的電容器選型
盡管薄膜電容器在壽命、耐壓能力等方面具備較大優勢，不過在PC、消費電子等較低電壓和成本敏感的應用，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、低容量領域MLCC搶占了鋁電解電容器的大量空間，而在高壓、低容量領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。”例如，在LCD
TV、LCD monitor、notebook、臺式電腦主板、STB、交換器、UPS、Power
Inverter和LED照明等應用中，電解電容器仍然處于絕對的市場領先地位。
此外，高性能的電解電容也在汽車電子領域得到了廣泛應用。比如立隆電子的U787D系列產品，滿足AEC-Q200汽車電子規范對元件工作溫度、震動、溫度穩定性等項目的要求，其工作溫度能達到+150℃，且滿足汽車蓄電池36V和42V的電壓標準。
另一家國內高性能電容器廠商，唯電科技也在研討會上發表了精彩講演。唯電科技總工程師劉科都表示，針對工業用電容器選型，需要考慮下面一些因素：長壽命、高可靠(品質穩定)、高穩定(安全性能)、低成本、個性化設計。
針對鋁電解電容通常壽命相對較低的特點，唯電進行一系列技術攻關，有效提升了鋁電解電容的壽命。丁繼華介紹道，提升壽命首先要降低工作溫度，因為工作溫度與功率P相關，而P=I2
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ESR，所以首先要降低ESR，江海采用多種方式減低電容器ESR，比如采用多對引線條引出(并聯電阻以減少ESR)，負極延伸等工藝。此外，還需要減小電容器中心與環境之間的熱阻，即加強散熱，江海采取的是無固定劑結構，以及厚底加散熱膜等工藝。
目前鋁電解的趨勢，在工業、電源等高壓產品領域，是小型化、長壽命化和紋波電流提升;在通信、資訊等低壓產品領域，是小型化、低阻抗、紋波電流提升和長壽命的趨勢。
圖：各類電容的溫度特性——ESR相對溫度的變化，容量相對溫度的變化(AL – 鋁電解電容;Ta – 鉭電容;OS –
有機半導體固體電容;CR(X5U) – X5U陶瓷電容器;CR(X5P) – X5P陶瓷電容器)
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