“随着大批中国制造商进入铝电解电容市场,竞争呈现白热化的趋势。我们无法在价格上和他们比拼,唯一的出路就是通过推出高性能产品从而突出自己的差异性。” 松下电子部品株式会社电容事业部总工程师Takeyasu Yamagishi说。
该公司已经推出的TS-EE系列铝电解电容器具有400到450V的额定电压范围,将其现有产品的额定纹波电流增加了大约1.5倍。该系列电容容量从82uF到560uF。例如,450V电容的额定纹波电流高达3.18A。Yamagishi宣称:“该级别的性能是绝大多数中国和日本的竞争对手达不到的。”该电容瞄准AC/DC转换器(开关电源电路)中的初级滤波电容,主要应用在数控家电和白色家电的逆变器电路中。
通过提高额定纹波电流,作为用户的电子设备制造商可以获得减少安装面积或减少安装高度的好处。例如,如果采用松下现有的TS-HC系列,为了承受大约3A的RMS纹波电流,就必须安装直径35mm、高度40mm的电容。而新开发的电容只要直径25mm、高度40mm就能够承受相同的纹波电流,这样就减少50%的安装面积。相反,在安装高度很重要的应用中,直径35mm、高度25mm的产品能承受的RMS电流就达3A,即把高度减少了15mm。
另外一个优势是:在承受更大的纹波电流时所需要的并联电容数量可以减少1/3。所以,减少的不仅是安装面积,还有元件成本和安装成本。
然而,有一点必须注意,以新开发的电容替换现有产品(如松下现有的型号)的时候如果仅仅关注纹波电流,那么所选电容数值可能要下降20%。当用做AC/DC转换器的初级平波电容时,电压降如果超过电容耐压的数倍将发生短路。Yamagishi表示:“对电压瞬降的响应时间设定因电子设备厂商而异。对于设计一个相对长响应时间的厂商而言,由于额定纹波电流是一样的(变化慢),所以无法仅用新电容进行简单替换,”
图1: 松下公司具有高额定纹波电流的铝电解电容器。
能够如此容易地增加额定纹波电流有两个主要原因。首先是因为松下发明了新方法来制成阳极铝电极箔表面上的氧化膜。尽管没有披露技术细节,但Yamagishi表示:“通过实施这种新方法可以制造出比现有产品均匀性更好的氧化膜。”这意味着能避免由于电流仅聚集在氧化膜较薄部分而引发高温的现象。
其次,因为采用了具有较低电阻值的电解液,所以等效串联电阻(ESR)和电容的介质损耗因子(tanδ)被降低了,从而使得热辐射受到了抑制。
这些改进不仅仅对增大额定纹波电流做出了贡献,而且也延长了产品的使用寿命。TS-EE系列型电容的寿命为105°C下3,000小时。这就是说,在相同的纹波电流条件下,产品寿命大约是现有型号的两倍。例如,在环境温度为60°C时以相同的3.08mA 纹波电流测试,该新型电容的寿命据称达到了10年,而松下现有的型号的寿命为4年。
这种电容的批量生产已经从2006年2月开始,样品单价为150日元。
作者:Katsumi Yamashita
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