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石家庄代孕公司_MLCC完全替代LED电源中电解电容的可行性分析

11-23 LED芯片

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日本注重LED灯具的寿命和舒适性。LED灯具频闪曾经让一名日本市政厅官员晕倒。TDK专家将LED照明灯具里的MLCC替换为电解电容,并且做了频闪测试。测试发现,用MLCC去替换电解电容时不能同等容量进行替换。日本一些领先厂商已经开发出全部使用MLCC的LED灯具,这种替换思路已经在日本获得广泛认同。

众所周知,日本今年发生了很多事情,大海啸和日本地震,引起日本主要电子供应厂商交货出现一些问题,另外一个是日本限电的因素,由于他们的产线不能按照预期去营运,所以日本厂商的电子货品出现一些交货灯具背后的灰尘宜用干布或掸子清扫。如今,led灯因其拥有安全、节能、环保等优点,因而被人们广泛使用。期的隐患。另外一个因素是日币升值,间接引起日本电子元器件的价格偏高,所以在日本的电子元器件厂商成本管控方面压力非常大。

LED照明主要分为两大类:一是室内照明,一是室外照明。室内照明里有应用在公共场所或者产线上大型的照明,它的使用环境非常恶劣。这种使用环境也间接导致使有寿命的隐患。二是室外照明,比较典型的是路灯照明。路灯照明长期在外部温度下使用,特别是像北方温差比较大的情况下,LED照明会受比较大的温差影响,用在灯具里面的电解电容比较多。电解电容在高低温下,性能表现较差,间接影响了它的寿命。目前在LED照明行业里,寿命方面仍存在一些隐患性的问题,短时间出现故障的问题也没有得到彻底的解决。

以LED室内灯为例,由于在密封环境下使用,所以它在使用过程中会出现电子自身发热的现象,而且内部环境的温度也是非常高的。目前LED照明主流的电解电容在高温下的表现不是很好。从这个隐患来考虑,TDK建议用MLCC去替代电解电容解决使用寿命上存在的隐患问题。TDK从1971开始生产MLCC,在日本本土有4间主工厂,主要做陶瓷电解电容核心的工序。TDK在日系的元器件厂商当中,是唯一一家把前工序放在日本本土的企业,说明TDK在品质管控方面的要求也非常高。

电解电容与MLCC的特性比较

电解电容有一个很大的特点,就是ESR值比较高。如果ESR比较高,会以发热的形式损耗掉,所以电解电容自身发热是比较严重的。另外,它的纹波电流比较高,同样会引起自身发热非常严重。ESR加上纹波电流,自身发热达到一定程度会加速电解液挥发的速度,容量也会衰减,整个呈现恶性循环的趋势。

另外,助焊剂里面我们会使用卤素元素,也会间接引起电压的变化。MLCC跟电解电容一样,也有它的缺点和优点。MLCC最主要的特点是寿命比较长,另外它在高温和低温下的表现非常一致,它的特性在高温和低温下面不会有太大差异。

MLCC缺点:
1.跟同等容量的电解电容相比,MLCC单价会比较高;
2.MLCC有偏压的特性,它的容量跟施加的电压呈衰减的趋势,
3.MLCC的容量范围比较小,MLCC不可能像电解电容那样随随便便就可以做到200万、 300万。

LED灯具频闪导致日本一位官员晕倒

日本业界目前发生比较普遍的现象是,人们长期在房间里面工作时容易感到疲劳,后来发现原因是频闪。如果电灯电力供应不足会出现频闪现象,大约小于30%时人们容易感到疲劳感。

目前LED照明比较流行,日本政府市政厅把普通的节能灯全部换成LED照明,后来发生一件事,一个政府官员在工作当中突然晕倒了,后来查明原因是跟LED频闪现象有关,LED频闪会让人引起疲劳感。为了解决这种现象,各个厂商也做了很多的努力,有一种回路叫PFC回路,像国内的厂商已经在用了,这个属于PFC回路的填谷回路。在第一次整流过后,在第一次平滑的阶段,如果电压下去,电流会有一个中断现象。如果有中断现象,就会出现频闪。

我们也是在实际的基础上做了一个这样的测试,把电解电容替换为MLCC来看一下它的频闪效果会不会得到很好的解决。首先粉红色的地方是输入的电压,黄色部分是填谷后电压的曲线,蓝色部分是在LED电流的一个表现。客户在原来的设计里面,在这里用了4.7uf的电解电容。大家可以看一下它的电流曲线,虽然它呈现出一种波形,但中间没有断,所以这种设计不会有闪频的现象。

我们也用MLCC做了一个替换来看一下它整体的表现。用MLCC替换电解电容的时候,像电压跟容量怎么选,也是大家一直在考虑的问题,所以我们也做了一个测试,就是用比4.7uf小一个型号2.2uf做测试。测试以后发现,黄色电压部分就会下去。下去的话,这边电流流过去就会出现中断的现象,这样会出现频闪。就是说用MLCC替代电解电容的时候,如果用小容量进行替换就不能解决闪频的现象。

我们接下来用大一点的容量,用10uf做试验。用10uf做了试验之后就是左下边的图,发现这种现象可以得到解决。从结果来看,这个试验可以证明按照这个用途去用的话,其实用MLCC去替换电解电容是尽管如此,仍然有一部分企业业绩惨淡。其中盈利下滑最严重者莫过于实益达,高达687.48%,完全可以的。从这张图上大家可以看到用MLCC去替换电解电容时就不能同等容量进行替换,你要选一个容量稍微大的MLCC才可以进行替换。如果大家做出口,如果往日本出口的话,日本是一个保证4万小时寿命的国家。如果你用电解电容的话,根本没办法满足他们灯泡要4万小时的要求,所以大家普遍会考虑用MLCC去做。特别是是像这种室内灯,电解电容本身体积就很大,如果是这种小基板的话,MLCC就非人类出产日子的质量规范和技能规矩从事灯具的研制和出产,这关于当时的灯饰照明职业起到了活跃的规范和引导效果,常有优势。

在日本,MLCC替换电解电容的思路已经铺开

现在在日本电解电容的寿命隐患也成为一个很大的问题,日本一些尖端的LED厂商也在开发全部用MLCC去做灯泡。日本某一个前端厂商,已经研发出这种电源,整个电源用的电容全部换成MLCC。(保密原因,图片不能展示,仅仅是思路介绍)。在日本这种思路已经完全铺开,像一些尖端的厂商已经在用MLCC去替换电解电容。

从三个方面考虑MLCC在LED照明领域的应用还是有可能性。接下来可能前端厂商走的这个路线比较多:从高寿命、小基板、薄型基板考虑,这种基板只有MLCC才可以贴上去。

在LED照明领域主要应用的MLCC分三类:一是中耐压产品,100V到630V的产品;二是 高温对应产品,150度对应的;三是叠容(耐机械应力,耐热冲击16V-630V)。叠容是旁边用金属支架支撑的电容,它在高温下的性能非常高,在路灯上,比如交通灯、路灯应用的比较多一点。

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