固态高分子电容器应用于LED照明浅析

　一、前言

　　随着国家提倡“推进节能减排和生态环境保护”的环保观念和《集成电路产业“十二五”发展规划》等一系列拉动LED内需的具体举措集中展开，中国的LED产业必然进入行业格局重整和竞争模式转变的新阶段，其中LED照明以其节约能源的优点成为取代传统灯具的原动力。与传统的灯具光源相比，LED照明具有低工作电压、高效能及定向光等优点。一般而言，LED本身具有超过50,000小时的寿命(白炽灯寿命仅1,000小时)，而其电源模块的设计则关系到整体照明设备的转换效能及使用寿命。

　　LED照明设备是集合电源转换、电子控制器件、光学器件及散热管理等各方面技术的综合解决方案, 整体电源模块皆是以固态元器件组合而成, 其关键零件就是--滤波电容器。目前大多数厂家因关键技术问题仍大量使用液态电解电容, 但电解电容的热稳定性则造成潜在的LED灯的寿命问题。①据统计，造成LED路灯失效故障的原因归结下来主要为：LED灯芯片质量问题(约占10%)，芯片工艺不成熟(早期较普遍)，LED芯片热设计不当(光输出降至初始值70%)，线路和结构问题(约占20%)，驱动电源品质问题等五大源头，其中占 70%失效比例的驱动电源又以输出端的滤波用电容器为主要短板原件。

　　绝大部分工业及商业电源工作在50％－80％脉冲式负载，而LED驱动电源长期工作在100％恒定负载，传统电源工作环境温度一般在25－35℃，LED驱动电源工作的环境温度高达50－60℃，电解电容工作温度差为45－55℃，LED照明使用电解电容将导致电源寿命缩短几十倍！

　　二、LED照明散热问题解决方案探讨

　　经历过几年前电脑主板在网吧产业电容爆浆风波的人也许至今还心有余悸。后来，随着中央处理器(CPU)功能、运算频率加快及晶体管数目不断的增加，为求系统稳定，英特尔(Intel)在2005年针对其推出的775PinCPU，强力建议将导电高分子铝固态电容器(以下简称：固态电容)取代传统液态电解电容(以下简称：电解电容)，使得固态电容器一夕间爆红。

                               图1摘自《泡泡网》                                     图2摘自《泡泡网》


　　网吧产业电脑主板爆浆，主要是因为主板在长时间密闭环境下工作(与LED电源模组工作环境相似)，导致电解电容滤波和稳压功能降低，电容器温度攀升而至电容内部的电解液因受热造成内压上升，轻者，电解液顺着电容器的防爆孔泄压，导致电容器失效。重者，用到了假固态电容，因没有防爆孔的设计，在遇到高温的情况下，电解电容会爆炸！试想一个LED路灯在我国北京等地，暑天温度达40℃左右时，电解电容又在一个密闭的环境下，环境升温、灯具升温、电源升温导致LED灯内部温度不断升高，则将引起电容爆浆(参看图三)。另外在恶劣环境中，如黑龙江冬天零下30-40℃的环境下是否还能正常工作？

       (未完)

       更多内容请参阅《高工LED-技术与应用》8月刊】