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如何選擇LED照明行業(yè)專用電容？
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作者:深圳容全電子
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發(fā)布時間: 2023-10-11
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調查結果顯示80%的LED節(jié)能燈失效是由驅動電源引起的，而驅動電源的壽命又取決于電解電容的質量。在LED節(jié)能燈高溫的燈腔內，如果器件選型不當，鋁電解電容可能成為LED驅動上最容易損壞的元器件。而鋁電解電容器在高溫環(huán)境中壽命相對低下，基本不足10000個小時，所以鋁電解電容一直都是長壽命LED驅動電源發(fā)展的瓶頸。
目前LED照明行業(yè)技術逐漸走向了成熟，LED燈具正朝著輕、薄、小的趨勢發(fā)展，這對驅動電源的要求也越來越高。作為LED驅動電源中的重要部件，鋁電解電容也必須達到耐高溫、小型化、長壽命等要求。從而導致LED的設計變更頻繁。由于行業(yè)準入門檻低及市場檢驗標準不一，以致于LED產(chǎn)品參差不齊。
鋁電解電容作為應用于LED上的被動元器件，當前市場上很多新的設計方案及工藝改進非常勉強，設計余量消弱，加之LED變換速度太快，相關的驗證又不足，故LED應用端在電容材料的選用上容易存在誤區(qū)。
一、LED市場端對產(chǎn)品的體積最小越好
因為LED體積的限制，體積小型化是未來的必然趨向。與節(jié)能燈相比，LED設計工程師對小體積電容的追求幾近苛求，節(jié)能燈的設計工程師深知電解壽命決定燈的壽命，所以在電解電容的選用上面非常的慎重，因為他們知道，適當加大體積對電解的散熱及耐紋波能力都有重要幫助。
近兩年來，LED產(chǎn)品更新?lián)Q代過快，留給LED產(chǎn)品實驗驗證的時間極短，以致于LED工程師降低了對產(chǎn)品驗證的周期，甚至于對鋁電解電容采用簡易檢測或唯小型化及LOW ESR為標準論，這對電解電容的應用是一個極大的風險及挑戰(zhàn)。
在2014年高工LED年會上，業(yè)界一個做電源驅動的老總也感嘆說：大家都說做LED品質保證，但小體積化后，電解電容的壽命誰來保證。
二、鋁電解電容的阻抗越低越好
阻抗低到什么程度才算合理，是不是越低越好，這個在LED應用中并無明顯的共識或相應的標準。國內低阻抗的電解設計方案中對降低阻抗通常采用兩個方案，一是提高電解液的含水量，一是用低密度或低厚度的電解紙。
然而過猶不及， 許多設計工程師認為，低阻抗產(chǎn)品在高頻電路中應用時，可有效地減少電解自身發(fā)熱，從而達到提高電解應用壽命的目的。
理論上單從電解自身發(fā)熱來看，LOWE S R電解的設計是滿足于上述理論條件的，但電解在LED應用中我們不得不考量LED應用的實際溫度環(huán)境，即產(chǎn)品耐高溫的特性，這個特性與LOW ESR電解通常設計方案相當于天平的兩端，阻抗越低，耐高溫能力反而就越弱。
因為，越低阻抗的電解，電解液含水量率越高或電解紙密度及厚度較小，電解液的飽和蒸汽壓降低，在高溫狀況下容易出現(xiàn)鼓底。這樣我們通過改進ESR值，帶來的自身發(fā)熱微弱的優(yōu)勢，與產(chǎn)品在耐高溫特性大幅減弱相比，便得不償失。
東莞市榮譽電子有限公司在LED應用的研究及長時間照明產(chǎn)品驗證的過程中，始終注重產(chǎn)品壽命的改進，并把以下幾點作為產(chǎn)品設計的根本原則：
1、節(jié)能燈的應用環(huán)境耐壓要求與LED是基本相似的，我們開發(fā)的每款電解的鋁箔耐壓要求必須是工作電壓的1.4倍以上；
2、無論高低壓產(chǎn)品，我們始終堅持在照明領域中用IIR材質的膠粒，以確保產(chǎn)品本身長時間耐高溫的能力符合長壽命的要求；
3、適當降低產(chǎn)品阻抗適應于LED高頻應用的同時，決不犧牲產(chǎn)品的耐高溫特性，即我們低壓的電解液含水率要求也要低于20%。
電解電容的小型化與LOW ESR電容的選用上面，必須考量到在LED應用環(huán)境中耐高溫能力，適用于LED基本設計是根本，如果僅以上述兩項指標來作為電解電容質量好壞的評定標準，則很容易陷入上述電解選用的誤區(qū)。
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