《Hi，我是電解電容器》之十五：革新的制造工藝引領(lǐng)電解電容器性能的提高

1、電解電容器從信息電子技術(shù)走入電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)經(jīng)歷了電子管的無線電和工業(yè)電子學時代，變流機組時代，晶閘管的經(jīng)典電力電子技術(shù)時代、以開關(guān)電源為標志的現(xiàn)代電力電子技術(shù)時代和即將開始的以寬禁帶功率半導體器件引領(lǐng)的射頻電力電子技術(shù)時代。

電解電容器也從最開始的適應無線電時代的紙筒封裝；晶體管時代的小體積需求；變流機組和晶閘管似乎與電解電容器無緣；

開關(guān)電源問世標志著電力電子技術(shù)進入了現(xiàn)代電力電子技術(shù)，電能轉(zhuǎn)換不再是變流機組、不再是電子管變流器，也不再僅僅是晶閘管變流器。

由于電力半導體器件不再像晶閘管、二極管那樣只能靠陽極反向電壓關(guān)斷，而是可以用控制極信號關(guān)斷電力半導體器件。

這時的電力電子電路的控制模式和工作狀態(tài)發(fā)生了本質(zhì)性變化。從電流源功率變換器變?yōu)殡妷盒凸β首儞Q器，而且隨時隨地可以任意的關(guān)斷電力半導體器件。這時，直流母線需要具有良好的“全頻段”低阻抗特性，而直流電源不具備這個特性，需要在直流母線并聯(lián)電容量比較大的電容器。如變頻空調(diào)、電視機、變頻器、逆變焊機、光伏逆變、電機驅(qū)動器、電動汽車車載充電器、充電樁、智能電網(wǎng)的SVG等據(jù)需要中、大型電解電容器。甚至電子照明同樣需要大量的電解電容器。

現(xiàn)代電力電子技術(shù)時代需要電解電容器能夠承受越來越高的有效值電流、良好的高頻特性、進一步減小到體積，更長的壽命和更高的工作溫度。

現(xiàn)在的電解電容器似乎可以滿足現(xiàn)在電力電子電路對電解電容器性能的要求。

2、射頻電力電子技術(shù)對電解電容器提出更高的要求

隨著寬禁帶電力半導體器件不如實用化，電力電子電路的開關(guān)頻率至少要提高一個數(shù)量級，中小電解電容器需要滿足開關(guān)頻500kHz的需求，需要在1MHz具有良好的低阻抗特性。要求電解電容器不僅具有更高的電流耐受能力和小體積，最關(guān)鍵的是要設(shè)法降低電解電容器的寄生電感，而且要減小一個數(shù)量級甚至兩個數(shù)量級，現(xiàn)有的制造方式將不再滿足要求。如果電解電容器不能適應這一技術(shù)要求，電解電容器在射頻電力電子技術(shù)領(lǐng)域?qū)⑻幱谳o助其他電容器的地位。

射頻電力電子技術(shù)用電解電容器不僅僅是體積更小的電解電容器，而是需要具有更低寄生電感、可以承受更高紋波電流、可以耐受更高溫度的電解電容器。

3、電解電容器的未來

電解電容器的發(fā)展也將遵循奧林匹克精神“更快、更高、更強”。更快就是要具有更低的寄生電感，更高則是具有更高的電流耐受能力，更強則是適應各種嚴酷工作條件沖擊。

如現(xiàn)在的固態(tài)鋁電解電容器，可以將相同耐壓電解電容器的單位電容量的耐電流能力提高一個甚至兩個數(shù)量級；通過負極延伸電解電容器中心部位強迫冷卻，提高耐電流能力；通過疊片式制造技術(shù)消除卷繞式固有的卷繞寄生電感，只剩下物理長度的寄生電感；通過二次甚至多次含浸、老化，基本消除液態(tài)電解電容器老化不良的固有瑕疵。

未來：甚至可以借鑒穿心電容器理論實現(xiàn)“穿心電解電容器”進一步削弱由于物理長度產(chǎn)生的寄生電感；可以借鑒薄膜電容器的無感制造技術(shù)，實現(xiàn)卷繞芯子的“無感”化；將釘卷后的芯子進行正極箔“化成”，再含浸電解液，極大的減小了老化過程產(chǎn)氣量，極大的減小由于老化不良的漏電流引起的凸底甚至內(nèi)爆現(xiàn)象。有利于提高電解電容器的可靠性和運行壽命，大大地減小電解電容器的失效率。

如果能設(shè)法提高電解電容器的比容一個數(shù)量級，則可以實現(xiàn)高壓（如400V甚至更高）的超級鋁電解電容器，替代現(xiàn)有耐壓僅僅2.7V的雙電層超級電容器，極大的提高超級電容器的可靠性和運行壽命。如有有朝一日，能量密度達到或超過100Wh/kg的“電池級”超級電容器，就可能會替代現(xiàn)有的大部分動力電池，因為不需要大量的串聯(lián)或很少串聯(lián)，電儲能系統(tǒng)的可靠性會極大地提高！

一切一切，在于電解電容器研發(fā)、設(shè)計、制造專家學者的智慧與努力，將夢想變成現(xiàn)實。

——— 全系列 完 ————

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載

《Hi，我是電解電容器》之一：電容器不是用來玩的

《Hi，我是電解電容器》之二：電解電容器是時代需要的產(chǎn)物

《Hi，我是電解電容器》之三：最初的電解電容器

《Hi，我是電解電容器》之四：晶體管電路需要小型電解電容器

《Hi，我是電解電容器》之五：電解電容器封裝形式的變化

《Hi，我是電解電容器》之六：電解液的革新

《Hi，我是電解電容器》之七：加強了安全性的強制措施

《Hi，我是電解電容器》之八：開關(guān)電源讓電解電容器飛速發(fā)展

《Hi，我是電解電容器》之九：電源適配器需要的電解電容器

《Hi，我是電解電容器》之十：變頻器、新型能源與智能電網(wǎng)

《Hi，我是電解電容器》之十一：電子照明給了電解電容器第三次飛速發(fā)展機會

《Hi，我是電解電容器》之十二：手機充電器給了固態(tài)電解電容器大發(fā)展

《Hi，我是電解電容器》之十三：鉭電解電容器

《Hi，我是電解電容器》之十四：鈦電解電容器與“鐵電解電容器”的無奈