肇慶綠寶石羅偉:固態電容徹底解決LED驅動壽命短板
摘要: 在“2013新世紀LED高峰論壇”技術峰會IV“LED驅動與智能化控制技術”專題分會上,肇慶綠寶石電子有限公司技術中心主任 羅偉先生發表了題為“關于高端LED電源采用固態電容選型指引”的主題演講。在演講中,羅偉先生講到LED驅動電源對電容的要求。
【新世紀LED網訊】2013年6月10日下午,在“2013新世紀LED高峰論壇”技術峰會IV“LED驅動與智能化控制技術”專題分會上,肇慶綠寶石電子有限公司技術中心主任 羅偉先生發表了題為“關于高端LED電源采用固態電容選型指引”的主題演講。
肇慶綠寶石電子有限公司技術中心主任 羅偉
在演講中,羅偉先生講到,LED驅動電源對電容的要求主要有:對于LED內置驅動電源,工作溫度可達到95℃以上,要求電解電容能夠在高溫環境連續工作;LED的超長壽命特點,要求電解電容也要具備超長的使用壽命;為達到良好的濾波效果,要求電容器在高頻下的阻抗值要特別低;戶外LED燈要求電容低溫特性要達到-55 ℃以下;LED電源追求輕薄的特點,要求電容小型化、扁平化。
他還指出,固態電容多方面的優勢,比如:
1.具有超長的使用壽命,徹底解決LED驅動電源壽命短板--固態電容使用溫度每降低20℃,壽命提升10倍;
2.優異的頻率特性,固電容從120HZ~100KHZ容量變化率極小,大幅提升電容高頻下的濾波效果;
3.良好的低溫特性,即使在-65℃下固態電容仍保持75%以上容量,徹底解決LED低溫啟動問題,實現用較低容量替代液態電容,電路小型化。
4.超低的ESR特性,大幅提升電容耐紋波能力。
接著,羅先生為大家介紹了固態電容替換參考參數:
據羅偉先生介紹,上圖是常規大功率LED驅動電源電路:其中CZ為輸入平滑濾波電容,隨著IC不斷向高電壓升級,大部分中小功率LED驅動電源輸入部分已不使用濾波電容,即使用濾波電容,通常也是250~500V工作電壓的電解電容,由于高壓電解電容器的電解液本身是不含水的,所以相對比較容易做到較長壽命。
圖中CX電容用于IC供電,CY屬于輸出平滑濾波。這兩個重要位置電解電容器的特點是:CX 電容容量及耐壓不需要多大,但擔負著IC供電驅動的作用,一旦容量不足或失效,將引起IC無法啟動,從而導致整個電路無輸出。值得注意的是該電容通常安裝于 IC 及變壓器、三極管等主要發熱源的旁邊,通過測試發現該電容所處溫度較電路板其它部位會高出10度左右,同比會降低電容近一倍的使用壽命,而且低電壓小尺寸的鋁電解電容本身壽命也做的不會很長,這就與LED驅動電源其它元件壽命極不匹配,嚴重制約了LED燈的壽命。他認為最急待大幅提升使用壽命的是此顆電容。
輸出CY電容:為獲得穩定的輸出電流,工程師在設計輸出濾波電容所選擇的電容容量特別大,輸出電容也必須具備高頻下的等效串聯電阻即ESR要特別低,以減少電解電容的發熱,同時達到良好的濾波效果。固態電容在高頻下的超低ESR正是普通電容無法媲美的重要特性之一。
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