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长时间工作时LED灯具易导致铝电解电容的寿命不足

LED驱动电源寿命偏低的一个重要原因是驱动电源所需的铝电解电容的寿命不足,主要原因是长时间工作时LED灯具内部的环境温度很高,导致铝电解电容的电解液很快被耗干,寿命大为缩短,一般只能工作5千小时左右。而LED光源的寿命是5万小时,因此铝电解电容的工作寿命就成为了LED驱动电源寿命的短肋。

现在有些供应商为了解决这个问题,发明了无铝电解电容的LED驱动电源方案。但并不是所有的LED驱动电源供应商都赞成这种做法。陈嵘指出:“目前量产的led照明驱动电源中没有一款是采用了无电解电容的驱动方案,因为没有它的话,很多试验标准通不过,如EMI测试和无闪烁测试。”

而采用铝电解电容的LED驱动电源方案很容易通常以上测试,如果换成薄膜电容和陶瓷电容或钽电容,情况如何呢?薄膜电容要达到相同的电容量(一般为100-220uF),体积就会很大,而且成本也太高,陶瓷电容一般容量太小,如用多个陶瓷电容实现这么大的容量,占板面积和成本都太大,钽电容要具有这么大容量,一是太贵,而是耐压太低达不到要求,因此换成其它任何种类的电容,基本上不是体积太大,就是太贵,如为了这些缺点换成容量较小的电容,消除纹波的效果就没有那么好,很多出口产品所需的严格认证测试指标就无法通过,因此目前高质量的LED驱动电源还是普遍采用铝电解电容。

很多供应商宣称的无电解电容LED驱动电源方案,5050LED软灯条很可能只是去掉了AC输入端的铝电解电容,恒流输出端的铝电解电容应该是很难去掉或替代的。

NXP推了一款可TRIAC调光的内嵌了驱动电源的13W LED灯泡,这款基于SSL2102的驱动电源方案采用了铝电解电容。当笔者问及该灯泡的工作寿命时,铝电解电容的工作寿命问题肯定会影响到整个LED灯泡的寿命,但可以采取一些物理方法来缓解这个问题,如将铝电解电容在pcb上位置靠近灯尾,一般来说,最靠近LED光源部分的温度最高,可达到100-200℃,散热金属外壳部分其次,一般为100℃左右,灯尾部分最低,一般为70℃左右,因此只要注意把铝电解电容的位置靠近灯尾,其寿命就不会衰减得太厉害。我们的实验表明,它的寿命还可达到1万小时左右,相当于10年使用时间,这对于一般家庭用户来说,十年换一次LED灯泡基本上是可以接受的。

从LED驱动电源的架构上来说,陈嵘表示,日本和美国将以非隔离式方案为主流,因为他们的电网输入电压只有110V。而中国和欧洲将以隔离式方案为主流,因为它们的电网输入电压高达220V,隔离方案的安全性有保障,尽管成本可能会偏高一些。

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