作者:Katsumi Yamashita
“隨著大批中國制造商進入鋁電解電容市場,競爭呈現白熱化的趨勢。我們無法在價格上和他們比拼,的出路就是通過推出高性能產品從而突出自己的差異性。” 松下電子部品株式會社電容事業部總工程師Takeyasu Yamagishi說。
該公司已經推出的TS-EE系列鋁電解電容器具有400到450V的額定電壓范圍,將其現有產品的額定紋波電流增加了大約1.5倍。該系列電容容量從82uF到560uF。例如,450V電容的額定紋波電流高達3.18A。Yamagishi宣稱:“該級別的性能是絕大多數中國和日本的競爭對手達不到的。”該電容瞄準AC/DC轉換器(開關電源電路)中的初級濾波電容,主要應用在數控家電和白色家電的逆變器電路中。
通過提高額定紋波電流,作為用戶的電子設備制造商可以獲得減少安裝面積或減少安裝高度的好處。例如,如果采用松下現有的TS-HC系列,為了承受大約3A的RMS紋波電流,就必須安裝直徑35mm、高度40mm的電容。而新開發的電容只要直徑25mm、高度40mm就能夠承受相同的紋波電流,這樣就減少50%的安裝面積。相反,在安裝高度很重要的應用中,直徑35mm、高度25mm的產品能承受的RMS電流就達3A,即把高度減少了15mm。
另外一個優勢是:在承受更大的紋波電流時所需要的并聯電容數量可以減少1/3。所以,減少的不僅是安裝面積,還有元件成本和安裝成本。
然而,有一點必須注意,以新開發的電容替換現有產品(如松下現有的型號)的時候如果僅僅關注紋波電流,那么所選電容數值可能要下降20%。當用做AC/DC轉換器的初級平波電容時,電壓降如果超過電容耐壓的數倍將發生短路。Yamagishi表示:“對電壓瞬降的響應時間設定因電子設備廠商而異。對于設計一個相對長響應時間的廠商而言,由于額定紋波電流是一樣的(變化慢),所以無法僅用新電容進行簡單替換,”
能夠如此容易地增加額定紋波電流有兩個主要原因。首先是因為松下發明了新方法來制成陽極鋁電極箔表面上的氧化膜。盡管沒有披露技術細節,但Yamagishi表示:“通過實施這種新方法可以制造出比現有產品均勻性更好的氧化膜。”這意味著能避免由于電流僅聚集在氧化膜較薄部分而引發高溫的現象。
其次,因為采用了具有較低電阻值的電解液,所以等效串聯電阻(ESR)和電容的介質損耗因子(tanδ)被降低了,從而使得熱輻射受到了抑制。
這些改進不僅僅對增大額定紋波電流做出了貢獻,而且也延長了產品的使用壽命。TS-EE系列型電容的壽命為105°C下3,000小時。這就是說,在相同的紋波電流條件下,產品壽命大約是現有型號的兩倍。例如,在環境溫度為60°C時以相同的3.08mA 紋波電流測試,該新型電容的壽命據稱達到了10年,而松下現有的型號的壽命為4年。
這種電容的批量生產已經從2006年2月開始,樣品單價為150日元。