电源用铝电解电容选型经验

 一般客户关心的问题总是这几个.质量.性能.价格.交期

质量.做制造的就不可能没有质量问题,只是不良率有大有小.

在工厂影响质量的因素有两个半.

一是机器.现在铝电解电容的生产机器更新得很快,也有很多旧机器仍在服役.一般在机器的问题上面,看工厂规模就可以说明问题.旧机器,烂机器做出的产品不良率就高一些.大厂的机器管理都还比较好,所以一般一说大品牌的铝电解质量比较可靠..当然这不是绝对.

二是生产工艺.这里面包含着 生产过程管理与人员的问题 .这是影响各厂家铝电解电容质量因素的最大原因.好的管理与差的管理差距太大了.就如我们常见的日系电容,一板一眼的日本人,他们就可以把不良率控制在10个PPM的范围,这就是为什么我们很信任日系电容的原因.在审厂时有些直观的现象就可以反映这个厂家的管理水平,比如员工着装,车间的布置..

这里也就有衍生出品牌的问题,一般大品牌的东西这两项做得都比小厂做得好,所以大家一般比较信任大品牌的产品就是因为它们的不良率低,质量可靠…当然我还是要强调,这不是绝对的,小而精的工厂是存在的.
还有一个对质量影响特别大的因素是材料, 材料有质量问题就直接影响到成品的质量,材料问题不能完全算在工厂身上,所以说是半个原因..

性能,现在跑市场的业务在夸大性能方面非常厉害,导致一部分懂技术的跑客户不知道怎么应对.更恶劣的是整个品牌,整个工厂一起夸大性能,规格书都是浮夸的.现在国内的品牌很多这样做的,搅乱行业,而且让客户受骗,让真正为铝电解行业做出贡献人们哑巴吃黄莲.

目前对于性能描述,我遇到的焦点问题也就是 尺寸和寿命 还一个纹波电流

纹波电流这个好解决,真正上机之后,抗纹波电流达不到要求的产品会发烫.可以很直观判断出来.
最要命的是寿命问题.做电源的各位老大.铝电解电容的寿命很大一部分是电解液的原因,电解液是液体,会不停地挥发,温度升高就挥发地更快.所以铝电解电容的设计工程就是想尽办法让电解液挥发慢一点,好让电容的寿命加长一点.方法也不多

一是加多点电解液,这就要放大体积

二是加快散热,让里面温度低点,这可以加衬箔或放大体积等都可以

三是增强密封性,减少挥发.通是改变束腰,更换胶塞.

然后再一个原因就是铝箔容量衰减影响寿命.这是材料选型问题.

这里就跟尺寸联系起来了,尺寸又小,寿命又长的铝电解存在吗?我是一直怀疑的.可是就有很多国内厂家信誓旦旦地说有.我也不知道怎么辩驳..我只是铝电解电容最基本的原理上面把这个否决了,如果连基本原理都不符合,那就是扯蛋的说法.

多加电解液需要大体积,加快散热也要加大体积,增加衬箔也会稍微加大体积,容量衰减慢的铝箔耐压比较高的,也是比较厚的,这也是加大体积..做长寿命的所有条件中,只有换胶塞,改束腰是不变体积的..所以体积尺寸才是铝电解电容寿命的关键..

现在电子产品是往小型化发展,大家也就没有办法的跟着走了.电解电容行业也就是这样才被带到坑里的…就刚才有客户问我 82UF 450V 16X30 105度 5000小时我有没有?我说这尺寸太小,做不了这样的产品.人家就觉得我没水平,我我我…….又要解释

价格的问题.正统的铝电解电容制造.成本相差不远.特别是设计的时候用同等级材料的单价不会差得老远..但是现状是市场上各品牌的价格差别挺大的. 这里面有设计的问题在里面.按日本工业标准,铝电解电容正箔耐压是额定电压的1.4倍以上.但到我们国内的时候,这个比值就变成1.3了.这里面问题跟铝电解行业以外的朋友讲讲. 同样400V的高压铝电解 按日本标准的 要用550V的正箔.按国内标准 用530V的正箔.假如这两种箔的质量一样.550V的箔要比530V的箔要贵..然后550V的箔单位比容比530V要低..所以做相同容量的电容,用 550V的箔要使用更大的面积,也就是要用更多的材料.. 本身单价就高,又用更大量的正箔.所以就产生了两种价格.像丰宾,万裕,立隆等厂家,用日系标准..然后国内厂家用国内标准.这个价格阶梯就产生了..

刚刚说的是铝箔的耐压,现在又说回铝箔的质量.进口材料,国产材料,一等箔,二等箔,边角料,拆机箔..相同的耐压,做出来的产品单价也千差万别.产品质量也随着变化.不细说大家也明白. 最后说说最关键的,性价比的问题.日本工业标准也是过去了几十年了,它上面说的设计在当今来说合不合适我不敢说.但我敢说现在铝电解电容行业性价比最差劲的是日系电容.日本人赚取我们的利润是毫不含糊..明明性能一样,而且国内品牌交货还比日系好,但是单价上面,日系就是要贵好多..说有差别的就是在不良率上面. 性价比是一个相对的概念.日系电容虽好,但品质过剩也是一种浪费.电源中铝电解算是一个寿命最短的元件,不同档次的电源也就应该选用不同档次的电解. 这主要看实际使用中的一些对铝电解的期望值,达到期望值以后价格越低的产品当然就是性价比最好的产品.
选型中有几个因素是已确定的频率 脚距 耐压 纹波电流 待确定的因素是容量 最高温度 寿命 预期不良率 单价这几个待确定因素有很大的关联性容量是确定了频率,耐压和纹波电流就可确定下来最高温度,当前最通用的温度是105度,在大尺寸高压电容上面因为 105度与85度之间会产生价差,所以在满足要求的情况下会选择85度品..电容温度的选择完全是看研发设计的板子电解电容所在位置.寿命的选择由电解电容工作时的温度,再加上整机预期寿命,用10度法则推算出来..只能推算出一个大概,准确计算没人能做到..重点在于整机预期寿命上面.预期不良率这里面就涉及到品牌选择与单价,众所周知日系电容不良率低,价格高.选择一个不良率又低,价格又好的产品是大家都想的事情,可惜的是市场上鱼龙混杂,各说各话, 也无从判定.只能按品牌大小,规模大小来做粗略的判断了.大品牌的产品不良率低.单价.最终原理是一分钱一分货

这上面的那么多费话是我说的么.看来闲着吐槽了还真的话挺多.当年刚做铝电解电容的时候,前两年就发觉,这铝电解电容的结构,原理,材料这太简单了..简单得不得了的东西..再过了两年,更加深入的了解的时候就发现,其实知道的越多,越不懂电解电容.当时我记得我的主管举了个最简单的例子..各家的引针的区别.引针每一家做的看起来都差不多.但是用放大镜看微观世界的时候,就会发现差距..引针与胶塞的契合度,,与胶塞咬合度差,气体分子有从缝隙中逸出的空间就大,电解液减少地就快,寿命短,然后延伸到各家用的铝壳的内壁与胶塞的契合度.这些我们这些所谓的技术根本没有注意到的地方,也大有学问.

再举一个例子,素子要占铝壳空间的多大比例才是最优化的??4年了我都没有找到答案.嗯,话多了,又跑到铝电解电容技术上面去了.

在很多开关电源里面,铝电解的使用不外乎几块.前端输入的400V或450V高压铝电解.这一颗铝电解的选择上..首先看终端客户对不良的容忍度.选择使用哪家产品.正常来讲,贵的产品不良率低,因为有些成本就是花在了质量控制上面..再者终端客户的使用环境,全电压产品还是销住山区或是第三世界这种电压极不稳定的地区.这种情况就要选用使用铝箔耐压高的产品..正常的台系,日系厂家用的耐压比国产的高..当然如果已经指定了品牌厂家,可以要求正箔按额定电压的1.4倍去做产品..当然这样一来单价会高一些.但安全好多..这一类的国产的和台系日系的,因为设计不同,所以价格差比较远..需要慎重考虑, 哪一种才是最合适的.

中间的那一部分小电解.被中高端的品牌抛弃了..像5X11 6.3X11等这样的小尺寸.丰宾 万裕 立隆等都是不愿做的产品..它们把单价定得很高,以此来减少这方面的生产.因为第一:这种产品价值低,大厂做这些产品没有利润.第二:这类产品本身对产品要求不高,没有大纹波电流及高电压冲击.所以对于这部电解的选型只要是正规厂家生产的一般都没有问题..所以这一块没有争议的性价比最高的是国产小厂.. 因为大厂做的一般比他倍贵1倍或更多..
输出滤波的 高频低阻 铝电解..这个位置的铝电解是所有电解中难度最大的铝电解..因为每一个电源研发设计的板都不一样,最终输出的时候纹波电流到底是多少.做铝电解的人基本不知道,只是按照采购给的容量,电压,尺寸提供铝电解产品..在07年以前,有大量的品质问题是因为铝电解电容耐纹波电流能力没有达到 电源实际输出的纹波电流值..后来慢慢地大家注意起这个问题才减少很多..这也是为什么在市场上铝电解电容的业务员相比其它被动元件是最少原因..超纹波使用,红宝石也要完蛋.

再者,高频低阻铝电解,为了达到低阻..不可避免地要用水来增加电解液的电导度,铝是活性金属,它与水会起化学反应..所以抗水合技术也是个老大难的问题了....立隆最干脆,高频低阻全部改成无水电解液.回避了水合的问题.但这样一来,说好的低阻呢?? 阻值高了,那抗纹波能力降低了..无水电解液多贵啊,使产品单价高得很,跟红宝石电容一样贵...丰宾就比较聪明地专门开辟了一个无水的系列叫GH系列, 任君选择.反正大家各有各招..日本红宝石的抗水合技术是比较领先的,所以它们的高频低阻铝电解比同等品牌的价格要低一些..水是多便宜的原材料啊..在这一块的铝电解选择上..一般情况下,大品牌的研发能力强些,所以抗水合的水平高一些,可靠性会高很多..国内小厂家也有一些民间高手存在..电源工程师最好在选型的时候与铝电解电容的FAE沟通一下纹波的问题...如果不偷工减料的情况下,大家价格应该是差不多的,价格差都在研发成本,管理成本,品牌效应上面.