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太陽光発電パワーコンディショナに最適な「パワーエレクトロニクス用フィルムキャパシタ」を製品化

パナソニック 2012年08月31日 10時18分
From PR TIMES



パナソニック株式会社 デバイス社は、太陽光発電パワーコンディショナなどのインバータ電源の入力フィルタ用や直流平滑用に最適な、長寿命と高い安全性を実現した「パワーエレクトロニクス用フィルムキャパシタ[1]」を製品化しました。

近年、著しく需要が伸長している太陽光発電システムでは、パワーコンディショナと呼ばれるインバータ電源により、太陽電池モジュールで発電された直流電流を、家庭で使える交流電流に変換しています。このパワーコンディショナには、ノイズ除去フィルタ用や直流平滑用のために多くのキャパシタが使われています。当社では、「HEV/EV向けインバータ用フィルムキャパシタ」を量産し、市場から高い評価をいただいておりますが、この技術を展開し、長寿命と高い安全性を備えた「パワーエレクトロニクス用フィルムキャパシタ」を製品化、量産を開始します。

■パワーエレクトロニクス用フィルムキャパシタ DC-Link EZPEシリーズの特長
(※)当社従来品:電気機器用コンデンサ(家電機器などのモーター運転用)

1.高耐圧フィルムと新規蒸着電極で長寿命化を実現
期待寿命:10万時間 当社従来品(※)比 約5倍
(太陽光発電パワーコンディショナとしては約25年相当)

太陽光、風力発電システムなどのインバータ電源のノイズ除去フィルタ用や直流平滑用に使用されるキャパシタには、長寿命と高い安全性が要求されています。当社では、「HEV/EV向けインバータ用フィルムキャパシタ」を量産しており、この車載用途で培った信頼性技術を展開し、今回、長寿命と高安全性を実現した「パワーエレクトロニクス用フィルムキャパシタ」を製品化しました。高耐圧フィルムを採用し、当社独自のパターン蒸着にて内部電極を形成することで、キャパシタの信頼性を向上、製品寿命を大幅に伸ばす(当社従来品比、約5倍)ことに成功、期待寿命10万時間(太陽光発電パワーコンディショナとしては約25年相当)を実現しました。これにより、太陽光、風力発電システムをはじめ、無停電電源装置(UPS)、産業用DCモータドライバなど、長期にわたり使用される機器の保証時間の拡大に貢献できます。

2.独自のパターン蒸着電極の導入で安全性を向上
保安機構付きで、安全性を向上

製品安全に対する意識が高まる中、部品単体に対しても安全性の向上が強く求められています。当社では、独自のパターン設計技術と蒸着要素技術を融合し、高安全性を付加した蒸着パターン電極の開発により保安機構[2]を内蔵したキャパシタを製品化しました。これにより、経年劣化を含む部分的な弱点部が発生した場合でも、ヒューズ機能にて弱点部を切り離すことができるため、キャパシタ全体の破壊に至らず、正常機能を維持します。キャパシタとしての故障、破壊時のモードはショートモード[3] ではなく、オープンモード[4] であるため、高い安全性を実現しました。

3.広範囲な電圧、静電容量で幅広いニーズに対応
定格電圧範囲:500V(DC)~1300V(DC)
静電容量範囲:10μF~110μF

本製品では、定格電圧と定格静電容量にバリエーションを持たせ、端子形状は2ピンタイプと4ピンタイプに対応し、幅広い品揃えを図りました。これにより、太陽光、風力発電システムをはじめ、無停電電源装置(UPS)、産業用DCモータドライバなど、お客様の多様なご要望に対応してまいります。

■生産・販売計画
・量産開始:2012年9月
・サンプル価格:800円
・月産数量:15万個/月

■用途
太陽光発電システム、風力発電システム、無停電電源装置(UPS)、産業用DCモータドライバなどのインバータ電源(入力フィルタ用および直流平滑用)

■基本仕様
・期待寿命:10万時間
・カテゴリ温度範囲:-40℃~85℃
・定格電圧範囲:500V(DC)~1300V(DC)
・静電容量範囲:10μF~110μF

【用語説明】
[1]フィルムキャパシタ
誘電体にプラスチックフィルムを用いたキャパシタ。一般的に、フィルム表面にアルミニウムなどの金属材料を蒸着することで電極を形成する。本製品は誘電体にポリプロピレンフィルムを使用しており、誘電体の絶縁性能が高く、電気的損失が小さいことから、高電圧・大電流対応を実現する。
[2]保安機構
瞬時的な過電圧や経年劣化によって、誘電体である蒸着フィルムに部分的な故障(絶縁破壊)が生じた際に、キャパシタの絶縁破壊箇所を電気的に切り離すヒューズ機能のことを保安機構という。キャパシタの電極形成を行う蒸着フィルムの一部にパターン加工を施すことで電流ヒューズを形成し、部分的な故障(絶縁破壊)時に流入する短絡電流を利用して、それを溶断する機構のこと。
[3]ショートモード
蒸着フィルムに部分的な故障(絶縁破壊)が生じた場合、そこへ短絡電流が流入し、発熱→フィルム溶融を伴う絶縁破壊→故障箇所拡大→さらに発熱、と故障箇所が拡大進行し、キャパシタ全体の絶縁破壊(ショート)に繋がる。
[4]オープンモード
蒸着フィルムに部分的な故障(絶縁破壊)が生じた場合、保安機構によるヒューズ機能により、故障箇所のみを切断、分離し、残りの箇所は正常機能を維持する。その繰り返しにより、キャパシタの容量は、若干減少するが、キャパシタ全体の破壊には至らない。

▼本件に関するお問合せ先
パナソニック株式会社 デバイス社 経営企画グループ 広報・調査チーム
TEL:06-6904-4732
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