原创 替代电解电容的薄膜电容技术

DC-Link电容器应用​

在过去多年的发展中，使用金属化膜以及膜上金属分割技术的DC滤波电容得到了长足的发展，现在薄膜生产商开发出更薄的膜，同时改进了金属化的分割技术极大的帮助了这种电容的发展，聚丙烯薄膜电容能够比电解电容更加经济地覆盖600VDC到2200VDC的电压范围。薄膜电容具有的许多优势，使它替代电解电容成为工业和电力电子功率变换市场的趋势。 这些优点包括了：

●承受高的有效电流的能力

●能承受两倍于额定电压的过压

●能承受反向电压

●承受高峰值电流的能力

●长寿命，可长时间存储

但是，只种替代并非“微法对微法”的替代，而是功能上的替代.当然，尽管膜电容技术有了长足的进展，但不是所有的应用领域都能替代电解电容。

电解电容技术

典型的电解电容的最大标称电压为500到600V。所以在要求更高电压的情况下，使用者必须将多只电容串联使用。同时，由于各电容的绝缘电阻不同，使用者必须在每个电容上连接电阻以平衡电压。 此外，如果超过额定电压1.5倍的反向电压被加在电容上时，会引起电容内部化学反应的发生。如果这种电压持续足够长的时间，电容会发生爆炸，或者随着电容内部压力的释放电解液会流出。为了避免这种危险，使用者必须给每个电容并联一个二极管。 在特定应用中电容的抗浪涌能力也是考察电容的重要指标。实际上，对电解电容而言，允许承受的最大浪涌电压是VnDC的1.15或1.2倍（更好的电解电容）。这种情况迫使使用者不得不考虑浪涌电压而非标称电压。

直流支撑滤波：高电流设计和电容值设计

a) 使用电池供电的情况 应用为电车或电叉车​

在这种情况下，电容被用来退耦。膜电容特别适合这种应用。因为直流支撑电容的主要标准是有效值电流的承受能力。这意味着直流支撑电容能够以有效值电流来设计

以电车为例， 要求的数据:

工作电压: 120VDC

允许的纹波电压: 4Vrms

有效值电流: 80 Arms @ 20 kHz

最小容值为:​

在膜电容中，很容易找到接近的容值。

与电解电容比较： 以每μF 20 mA为例，为了承受80A有效值电流，

最小容值​

电压的额定

对于要求高额定电压的场合，膜电容的解决方案无疑很有优势。 但如果要求高容值的场合，膜电容解决方案的竞争力就会减弱。的确，如果没有过压，有效值电流很低，同时需要大容值的场合，在900V以下的应用中，膜电容很难与电解电容竞争。​

寿命计算:

膜电容允许有很长的寿命期望，其寿命的长短由负载电压条件（工作电压）与热点温度决定。 对于直流滤波电容，其寿命符合下面的曲线：​

我们可以从这些曲线中看出，在工作电压为额定电压并且热点温度为70°C的情况下，膜电容的设计寿命为100,000小时。 寿命结束的标准为2％的电容容值的减少。然而，这是寿命结束的理论值，因为，在到达该点以后，电容仍然能够使用。如果在应用中允许5%的容值减少，寿命将得到显著的增加。​

结论

以上我们为工程师进行设计优化提供了技术参考，在实际应用中仍然需要完整的计算。 然而，如果设计要求为低电压、低有效电流、无反向电压，同时也没有峰值电流，那膜电容技术不合适。 但如果设计要求为高电压、高有效电流、有反向电压和过压，同时也有峰值电流，还有长寿命要求，那么 聚丙烯金属化膜电容是最好的选择。​

XK电容 jinyong 著​

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