铝电解P.K.薄膜电容，谁主沉浮？
0赞
发表于 2016/12/1 10:51:56
阅读（1756）
老司机说
清洁能源发展大趋势下，铝电解电容和薄膜电容选型存在什么玄妙之处？整个电容制造业的发展又有哪些趋势？易容老司机今天为你解剖。
近年，政府在大力倡导清洁能源，因此很多公司在设计太阳能发电、风能发电电源管理系统的时候，对高电压、大容值的电容选型有很大的需求增长，也因此，薄膜电容和铝电解电容在新能源领域顺势崛起。
风能产品电容应用场景多
以风能产品为例，薄膜电容应用场景前三处分别为高压吸收、DC-Link和并网抗干扰。在这三个使用场景中，最受关注的就是DC-Link用电容器，单就这个场景而言，铝电解电容和薄膜电容均可选择。
那就有人有疑问了：DC-DC转换单元工作电压为700V，容量为3300uF到4700uF。而铝电解电容最高耐压通常在630V，问题来了，700V的电压值要求下，630V耐压的电容器要怎么工作呢？
真相只有一个。那就是使用两个450V铝电解电容进行串联，达到900V耐压，这样就能满足啦！
其实，根据老司机的经验，像这种稳压和滤波电容器，若使用铝电解电容则会出现很多电容器串、并联的情况才能达到大容值和耐高压的使用要求。所以呢，在直流应用场景中，薄膜电容便成为更优的选择，因为薄膜电容的电容值和铝电解电容器一样，但前者的耐压值可直接做到700V，无需串、并联，单机用量更少。
薄膜 or 铝电解，我要怎么选？
但是问题来了，完全相同的应用场合，到底要采用哪个电容器呢？听老司机从不同的考量角度跟你唠唠嗑：
但是问题来了，完全相同的应用场合，到底要采用哪个电容器呢？听老司机从不同的考量角度跟你唠唠嗑：
1.使用年限角度。
而由于风能产品维修困难费用昂贵，因此产品寿命要求一般是大于15年。铝电解为液体电容器，存在电解液的挥发问题，使用寿命有限，若要达到15年的要求则意味着要人工更换2-3次。薄膜电容为固体电容器，能够满足15年的使用寿命。
2.材料特性角度。
薄膜电容ESR值较低，因此发热量非常低。此外薄膜电容有更宽的使用环境范围，低温状态下工作稳定性更好。这也是液体电容与固体电容的差别。从这个角度考虑，薄膜电容更优。
3.滤波能力角度。
薄膜电容滤波能力比铝电解要强很多倍，因此采用薄膜电容转换效率更高。
4.价格角度。
通过以上三点的对比，在清洁能源产品的使用中，铝电解电容和薄膜电容的优劣好像不难分辨。但是假如价格因素的话就··· ···，事实上薄膜电容替代铝电解电容最大的障碍在于价格。
当然啦，新能源行业除对耐高压、大容量铝电解电容、薄膜电容行业带来市场需求外，对其他常规电容器的需求也会带来新的增长。
技术革新提出新要求
再以汽车市场为例，目前在新能源汽车电源部分的设计中，需要采用高耐压的电容器进行平滑和滤波的应用。汽车内部通常工作环境恶劣，要求电容器耐高温，性能强、可靠性高，寿命长，此时薄膜电容相比铝电解电容具备较大的优势。铝电解电容显著弱点是在高温下寿命低。
单就丰田普锐斯混合动力汽车而言，第一代采用的是铝电解电容，电压450V，容量1000μF，105℃时寿命仅为1000小时，长期使用会面临更换电容的问题。所以第二代普锐斯开始采用薄膜电容，电压达到600V，寿命15年以上。第三代普锐斯采用的薄膜电容电压已经达到750V，寿命同样在15年以上。
此外，技术的革新也对电容器的特性产生了新的需求。在旧一代混合动力汽车中，功率部分IGBT支持600V电压，平滑部分需要450V电压和60A电流，此时采用铝电解电容可以胜任。而最近几年，IGBT已经达到900V电压，平滑部分也需要750V电压和90A电流，只有采用薄膜电容才能胜任。
薄膜电容还具备小体积的优势，相同容量的薄膜电容和铝电解电容，薄膜电容的体积会小一半。尤其是金属化薄膜电容器，其制法是在塑料薄膜上以真空蒸镀上一层很薄的金属以做为电极，缩小电容器单位容量的体积。此外，薄膜电容器还有下面的一些优势：无极性、绝缘阻抗高、频率特性优异（频率响应宽广）、介质损失小。
价格敏感时电容选型怎么办？
尽管薄膜电容在寿命、耐压能力等方面具备较大优势，不过在PC、消费电子等较低电压和成本敏感的市场中，我们看到最多的还是MLCC和铝电解电容。低压、低容量领域，MLCC抢占了铝电解电容器的部分空间，而在高压、低容量领域铝电解电容又受到了薄膜电容的威胁，因此高压、高容量与低单位容量成本才是铝电解电容器存在的价值。
例如，在充电器，LCD TV、LCD monitor、notebook、台式电脑主板、机顶盒、交换器、UPS电源，Power Inverter，仪器仪表和LED照明等市场中，铝电解电容仍然处于绝对领先地位。
概括而言，目前铝电解总体的发展趋势是 ：在工业、电源等高压产品领域，小型化、长寿命化和纹波电流提升；在通信、资讯等低压产品领域，则朝着小型化、低阻抗、大纹波电流和长寿命的趋势在发展。
经过分析，老司机发现电容应用市场也是“物竞天择，适者生存”啊！每一种电容都在属于它自己的细分市场不断创新，也惟其如此才能确保整个电容家族枝繁叶茂，延绵不绝。
