LED驅(qū)動(dòng)電路專用電解電容器詳解
低壓電解電容器是問題的關(guān)鍵。
相對(duì)而言低壓電解電容器獲得105℃1萬小時(shí)的壽命要比105℃1萬小時(shí)壽命的高壓電解電容器難得多。最主要的原因是低壓電解電容器需要極低的ESR,而極低的ESR需要大幅度提高電解液的導(dǎo)電率,而大幅度提高電解液電導(dǎo)率的最簡單的辦法就是提高電解液的含水量。所帶來的問題就是“水合”反應(yīng)的過早出現(xiàn)而導(dǎo)致電解電容器的早期失效。
國外超長壽命鋁電解電容器的水平
在LED驅(qū)動(dòng)工程師研究無鋁電解電容器LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)的同時(shí)。隨著鋁電解電容器材料和制造技術(shù)的提高,鋁電解電容器制造商在努力克服鋁電解電容器壽命的問題。鋁電解電容器在105℃溫度下率先突破1萬小時(shí)的鋁電解電容器制造商是RUBYCON。
最難突破的難點(diǎn)是低壓鋁電解電容器,原因是低壓鋁電解電容器需要很低甚至極低的ESR,而要想獲得極低的ESR,通常的技術(shù)就是提高電解液的含水量,所帶來的問題就是因“水合”反應(yīng)而導(dǎo)致鋁電解電容器的早期失效,違背了超長壽命的技術(shù)要求。RUBYCON對(duì)這個(gè)問題非常重視,在不斷的探索后推出了比較低含水率電解液的105℃/1萬小時(shí)壽命的低壓鋁電解電容器。
105℃萬小時(shí)級(jí)的低壓鋁電解電容器有RUBYCON的ZLH系列,這是一款高含水率的鋁電解電容器,需要控制、抑制“水合反應(yīng)”難度很大,因此現(xiàn)在RUBYCON建議采用相對(duì)低一些含水量的XYJ系列替代ZLH系列。
我國高壓鋁電解電容器現(xiàn)狀
經(jīng)過多年的節(jié)能燈用高壓鋁電解電容器應(yīng)用實(shí)踐和改進(jìn),國內(nèi)高壓鋁電解電容器的壽命已經(jīng)得到和大提高,很多鋁電解電容器制造商已經(jīng)可以制造出105℃/10000小時(shí)產(chǎn)品,可以滿足3萬小時(shí)以下的LED應(yīng)用狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電路壽命?;蛘呤欠蛛x式LED驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用中基本滿足LED壽命要求。但是,尚不能滿足5萬小時(shí)壽命的LED狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)電路的需求。盡管如此,高壓鋁電解電容器還是邁出通向滿足LED應(yīng)用要求的第一步。國內(nèi)已經(jīng)有鋁電解電容器制造商推出5萬小時(shí)LED壽命的高壓鋁電解電容器。
低壓鋁電解電容器的現(xiàn)狀
LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中的低壓鋁電解電容器要求具有盡可能低的ESR、超長壽命、超長時(shí)間的電容量穩(wěn)定性。目前國內(nèi)大多數(shù)鋁電解電容器制造商(包括我國臺(tái)灣地區(qū)的鋁電解電容器制造商)多數(shù)為105℃/5000~6000小時(shí),對(duì)應(yīng)LED應(yīng)用狀態(tài),大約為1~2萬小時(shí),這個(gè)小時(shí)數(shù)遠(yuǎn)不能滿足LED驅(qū)動(dòng)要求。
高壓電解電容器與低壓電解電容器壽命差異所產(chǎn)生的沖突
在LED驅(qū)動(dòng)電路中,決定壽命的是壽命最短的元器件。因而即使高壓鋁電解電容器的壽命問題得到解決,而低壓鋁電解電容器壽命得不到解決,最終LED驅(qū)動(dòng)電路的壽命還是短的。所以105℃/1萬小時(shí)低壓鋁電解電容器成為LED驅(qū)動(dòng)電路中的關(guān)鍵。那么,為什么低壓鋁電解電容器的長壽命就那么難?
低壓鋁電解電容器存在的問題
低壓鋁電解電容器存在的最大問題就是因“水合”反應(yīng)導(dǎo)致早期失效。最聞名的低壓鋁電解電容器因“水合”反應(yīng)的事件有:
?、?戴爾電腦主板鋁電解電容器“爆漿”,戴爾賠償客戶3億美元,而鋁電解電容器制造商賠償戴爾20億美元!這款鋁電解電容器是日本著名電容器制造商的產(chǎn)品。
?、?三星視頻終端在英國世界杯的鋁電解電容器“爆漿”,電容器制造商最終被三星電子從采購目錄中刪除。這是我國某著名鋁電解電容器制造商的產(chǎn)品;該產(chǎn)品還導(dǎo)致了一些不大不小的因“水合”反應(yīng)導(dǎo)致的鋁電解電容器早期失效。造成用戶嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失—被索賠。
水合反應(yīng)的后果
水合反應(yīng)會(huì)在鋁電解電容器的負(fù)極箔表面形成電阻率非常高的鋁水合物。隨著鋁水合物的增長負(fù)極箔的電阻越來越大,在紋波電流作用下電解電容器的發(fā)熱就會(huì)更加劇烈,最終導(dǎo)致鋁電解電容器爆漿。如果是多個(gè)電容器并聯(lián)使用,會(huì)出現(xiàn)首先第一個(gè)爆漿,不久就是第二個(gè)、第三個(gè)…
水合反應(yīng)堆解電容器爆漿的特點(diǎn)
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評(píng)論