Кондензатори за високо напрежение 2012 пазари и технологии
Въведение - Кондензатори за високо напрежение
Тази статия обсъжда състоянието на световния пазар за високоволтови кондензатори. Читателят трябва да разбере, че за всеки основен тип диелектрик, използван в кондензатори, определението за високо напрежение е различно. По-голямата част от кондензаторите, предназначени за приложения с високо напрежение, са електростатични пластмасови филмови кондензатори, в който случай най-често споменаваните диелектрици са тип полипропиленов филм. Полипропиленовите кондензатори се използват с напрежение от стотици хиляди волта и в това отношение пропиленовите филми наистина се отличават от останалите диелектрици. Предлагат се керамични кондензатори (също електростатични) за напрежение до 100 000 волта. Статията също така обсъжда алуминиеви електролитни кондензатори, особено с винтови клеми и ключалки, които се предлагат за напрежение до 500 волта на клетка. Други кондензатори, предназначени за приложения с високо напрежение, включват танталови електролитни кондензатори, слюдени кондензатори, стъклени кондензатори и въглеродни кондензатори. Тези видове диелектрици обаче представляват малък дял от общите продажби през 2012 г. в сравнение с по-големия пазар за филмови кондензатори с високо напрежение, керамични кондензатори с високо напрежение и алуминиеви електролитни кондензатори с високо напрежение.
Фигура 1. Кондензатори за високо напрежение по диелектричнитипове и приложими напрежения. 2012 г.
Високоволтови филмови кондензатори
Алуминиево електролитно високо напрежениекондензатори
Част от целия пазар на алуминиеви електролитни кондензатори може да се класифицира като високоволтови кондензатори. Тази група включва алуминиеви електролитни кондензатори със закопчаващи се и винтови клеми, които могат да работят във вериги с напрежение от 100 до 500 волта. Тези електролитни кондензатори се използват главно в инвертори и двигатели, където се използват за филтриране на напрежение. Алуминиевите кондензаторине могат да издържат на същите видове високи напрежения като електростатичните кондензатори. Те обаче осигуряват значителен капацитет в сравнение както с филмовите кондензатори, така и с керамичните електростатични кондензатори. Това им позволява да заемат уникално място в приложенията на силовата електроника. Всъщност много алуминиеви кондензатори с винтови клеми в инверторни приложения могат да варират от 380 до 25 000 микрофарада. Те могат също така да се инсталират паралелно или последователно, за да се увеличи общото напрежение и капацитет, необходими за работа на инвертора, двигателя или захранването.
Керамични кондензатори с високо напрежение
Семейството керамични високоволтови кондензатори обикновено включва само кондензатори, работещи с напрежение най-малко 500 волта. Такова напрежение може да се счита по своето естество за наистина високо напрежение. Тези кондензатори могат да се считат за оторизирани представители на пазара на високоволтови керамични кондензатори. Те включват многослойни, еднослойни и полусферични керамични високоволтови кондензатори. Керамичните кондензатори за високо напрежение обикновено се прилагат от 500 волта до 100 000 волта и се използват главно вспециални източници на енергия и свързаната с тях силова електроника. По целия свят такива приложения са в отбраната, медицината и приложенията за изпомпване в дупки.
Други високоволтови кондензатори
За да не оставяме настрана други диелектрици, трябва да се отбележи, че някои продукти, базирани на тях, също могат да се считат за високо напрежение. Те не трябва да се изключват от прегледа и затова са споменати тук.
- Танталови електролитни кондензатори
Танталови кондензатори, базирани на електролит с висока проводимост, се използват в медицински импланти. Работят с напрежение от 600 волта до 1 kV. Тези кондензатори са електролитни кондензатори по природа и техният уникален дизайн осигурява висок капацитет, сравним с алуминиевите електролитни кондензатори. Танталовите кондензатори обаче издържат по-дълго.
- Кондензатори от слюдеста хартия
Пазарът на намалени слюдени кондензатори е сравнително малък, но техният уникален дизайн предоставя на потребителите две специфични възможности - работа при температура от 200 градуса по Целзий и работа при високо напрежение, от 1 kV до 30 kV. Слюдените кондензатори се използват почти изключително в отбранителни приложения като детонатори и системи за запалване на реактивни двигатели.
Специалните стъклени кондензатори се произвеждат изключително по военни спецификации, в съответствие с MIL-C-11272. Тези стъклени кондензатори работят при 500 волта и се използват както за защита, така и за изпомпване в дупки.
Въглеродните кондензатори се характеризират с уникален дизайн и структура и предлагат на потребителите високоенергийна плътност при високо напрежение (до 1,2 kV). Използването на такива кондензатори има почти изключително военен характер.
Кондензатори за високо напрежение като част от общия пазар на кондензатори: 2012година.
Основният резултат от този доклад е, че през 2012 г. размерът на пазара на кондензатори за високо напрежение ще бъде 16% от размера на целия пазар на кондензатори годишно. Това е голям глобален пазар, където търсенето се генерира основно от приложения, свързани с оборудване за поддръжка на електрически линии, както и приложения от специално естество, като отбранително, нефтено и газово оборудване и медицински устройства.
Конфигурация на пазарни компоненти на високоволтови кондензатори за 2012 г. (малък цилиндричен, голям цилиндричен, оловен и SMD)
Индивидуалните кондензаторни "цилиндри" съставляват най-голямата част от пазара на високоволтови кондензатори. Те представляват около 74% от общото потребление, докато традиционните компоненти (чипове, с аксиални и радиални изводи) представляват само 26% през 2012 г. в парично изражение. "Цилиндричните" кондензатори се използват за предаване и разпределение на енергия и за управление на двигателя. Това включва филмови кондензатори с висока мощност, промишлени кондензатори за коригиране на мощността, магнитни дросели, кондензатори за микровълнова фурна и алуминиеви кондензатори със скоби и щракащи се кондензатори. Компонентите в тази група включват филмови кондензатори с импулсен и променлив ток (с радиални проводници), керамични кондензатори(многослойни, еднослойни, с аксиални и радиални изводи и полусферични). Това включва електролитни танталови кондензатори (с аксиални изводи), слюдени кондензатори (с аксиални изводи) и стъклени кондензатори (с радиални изводи). Диаграмата по-долу разделя "цилиндричните" високоволтови кондензатори на групи. Първата група включва малки цилиндрични кондензатори (за управление на двигатели, промишлено регулиране на мощността, за магнитни дросели, микровълнови печки и закопчаващи се алуминиеви кондензатори - 45% от потреблението). Втората група включва "големи цилиндрични" кондензатори (кондензатори, използвани при пренос и разпределение на енергия и кондензатори с алуминиеви скоби - 29% от цялата консумация на кондензатори с високо напрежение). Диаграмата също така показва чипове за повърхностен монтаж (всички многослойни), използвани за приложения с високо напрежение (9% от общия обем), както и оловни кондензатори (както аксиални, така и радиални) като импулсни и AC радиални изводни кондензатори (те съставляват 17% от обема на всички високоволтови кондензатори). Тази група включва също керамични изходни кондензатори, танталови електролитни кондензатори и слюдени кондензатори.
Фигура 3. Кондензатори за високо напрежение: Обща консумация,групирани по конфигурация на компоненти: 2012
Високоволтови кондензатори: Търсене на пазара за крайни потребители: 2012
Следната диаграма илюстрира потреблението на високоволтови кондензатори в пазарния сегмент за крайни потребители. В тази диаграма показваме общата консумация на кондензатори, независимо от вида на диелектрика.Читателят трябва да отбележи, че много от пазарите за крайни потребители консумират повече от един тип високоволтов кондензатор. Основните такива пазари са доставчици на енергия - организации, които доставят и разпределят електричество, индустриални генератори и инвертори, двигатели, както и отбранителна електроника, индустриални системи за контрол на мощността и други пазари, свързани с електрическите мрежи. Фокусът е върху малки, специализирани сегменти на крайните потребители, където изискването за високо напрежение се допълва и от други изисквания като висока температура (200 градуса по Целзий и повече), висока честота (над 1 GHz), способност за работа при условия на радиация, корозия или много силна вибрация за дълги периоди от време. Тези пазари включват отбраната, нефтената и газовата електроника, медицинската електроника, производството на полупроводници и други нестандартни пазари, които заедно представляват 13% от потреблението на високоволтови кондензатори през 2012 г.
Прогноза: Перспективата за високоволтови кондензатори за крайния потребителски сегмент през 2017 г.
Основният растящ пазар за високоволтови кондензатори ще бъдат промишлени задвижвания и инвертори, PSC двигатели, нефтена и газова електроника и медицинска електроника. Спадът ще бъде при телевизорите (размагнитване), микровълновите фурни (сериозен натиск за намаляване на цените) и баластното осветление (замяна с LED). През следващите пет години се очаква основните пазари за високоволтови кондензатори да останат в трите основни региона на света.- Азиатско-тихоокеански регион, САЩ и Европа. Ръстът във видовете кондензатори ще бъде основно в сегмента на големи цилиндрични електролитни кондензатори, високоволтови многослойни кондензатори, както и танталови електролитни кондензатори, слюда и стъклени кондензатори. Ръстът при филмовите кондензатори ще остане стабилен, въпреки че ще има спад в някои сегменти. Това са сегменти като дроселни кондензатори, кондензатори за микровълнова фурна и размагнитващи кондензатори. В резултат на това растежът на филмовите кондензатори ще бъде намален в сравнение с алуминиевите и керамичните кондензатори. Но като цяло кондензаторите за високо напрежение ще останат значителна част от глобалната кондензаторна индустрия и ще останат в тези пазарни сегменти, които ще продължат да бъдат значително печеливши за производителите. Тази тенденция ще се увеличи особено, тъй като изискванията за високо напрежение се изравнят с тези за висока температура, висока честота, силни вибрации, корозия, радиация и други аспекти на една наистина сурова среда.