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SHENZHEN HANRON LIGHTING CO., LTD
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电解电容器是否会导致LED灯泡寿命缩短?

我们经常听说电源寿命短导致LED灯寿命短,以及由于电解电容寿命短而导致电源短路的原因。这听起来很合理,但是你会发现有些制造商为了以最便宜的价格赢得市场,无论这些寿命较短的电解电容器的使用质量如何,所以市场充斥着大量短暂的差的电解电容器和上述结果的结论是成真的。但真正的事实是什么?

1.电解电容器的使用寿命取决于工作时的环境温度
电解电容器的使用寿命是如何定义的?当然,用小时来定义。但是如果电解电容器的使用寿命是1000小时,并不意味着1000小时后电解电容器发生故障,但仅仅是电解电容器在1000小时后的容量减少了一半,如果是20uF,现在只有10uF的。

另外,电解电容寿命指标也有一个特点,就要说明工作环境温度寿命有多少度。一般来说,它指定在105°C的环境温度。因为我们现在常用的电解电容器都是液体电解电容器,如果电解液干燥,就没有电容。温度越高,电解质越容易蒸发。所以电解电容寿命指示器必须指出环境温度的寿命。

所以所有的电解电容器都要在105℃的寿命下标出。例如最常见的电解电容器,105℃的寿命只有1000小时。但是如果你认为电解电容器的寿命只有1000小时。那将是一个很大的错误!简单地说,如果环境温度高于105℃,那么它的寿命将少于1,000小时,如果环境温度低于105℃,那么它的使用寿命将超过1000小时。那么生活与温度之间不存在一般的数量关系呢?

没有!其中最简单和容易计算的关系是,每个环境温度高10度,寿命减少一半;反过来,环境温度下降了10度,预期寿命翻了一番。当然,这只是一个简单的估计,但它相当准确。因为LED驱动电源电解电容器,LED灯肯定在外壳的内部,所以我们只知道LED灯的内部温度可以知道电解电容器的工作寿命。

2.环境温度内的LED灯是什么?
由于LED和电解电容器正常放置在同一个外壳中,这意味着两个环境温度是相同的。该环境温度基于LED和电力的热量。而且每个LED的照明和散热的热量都不一样,那么我们怎样才能知道周围的温度呢?

事实上,这个问题可以依次进行预测。一个设计良好的LED照明,内部环境温度应该是确定的。由于LED芯片的结温决定了LED芯片的发光亮度,因此LED结温也与其环境温度有关,所以当我们知道允许的LED结温时,可以计算出LED灯具的内部环境温度。
但至少有三个热阻,就是LED芯片结到热阻θjc,而LED外壳到铝基板表面的热阻,统称为θlv,第三是铝板的热阻起泡壳θla。

以3014 LED为例,自身的热阻θjc为90℃/ W,因为其功率仅为0.1W,所以内外温差为9℃。铝基板的热阻为1°C / W。对于10W灯具由于所有10W LED都安装在同一个铝基板上,因此总温差为10°C,总温差为19°CΘla很难估计,因为它与空气流动有关,在内部空气不流动的情况下,温差只有1℃左右,所以加起来总共为20℃。换句话说,LED结温等于环境温度加20℃。

灯泡内的环境温度是否允许为105度?看看下面的图片,你会知道结果。以下是美国Cree LED芯片结温与光衰的关系。
在领导的灯


如果环境温度为105℃,至少加上20℃的结温,结温约为125℃,而在这条曲线中找不到125℃,但我们可以粗略估计寿命只有4000小时。这绝对是不可接受的!换句话说,环境温度下的LED灯泡必须远低于105℃!

我们可以根据LED寿命所需的预期来预测环境温度应该达到多少。假设LED的寿命为100,000小时,结温必须低于65°C,因此环境温度必须低于45°C。换句话说,电解电容器的工作环境温度必须低于45° C 。

3.电解电容器在环境温度为45℃时的实际使用寿命
现在我们知道电解电容器的工作环境温度,可以很容易地计算出它的实际寿命。下表列出了几种常用电解电容器的实际使用寿命。

electrolytic capacitors

我们可以从表中获得信息,即使是电解电容器最常见的1,000小时寿命,环境温度为45℃,寿命可达64,000小时,相当于普通LED照明的标称50,000小时。

4.延长电解电容寿命的方法
4.1从设计延长其使用寿命
实际上,为了延长电解电容器的使用寿命,这种方法非常简单,因为它主要是由于液体电解质蒸发,如果你提高其密封性,让它蒸发掉,它的寿命自然会延长。像EvoxRifa一样,设计了一个双层密封系统来减缓电解质蒸发速度。
并且使用带电极的整体烤制酚醛覆盖层和双重特殊设计的密封套紧密接合铝制外壳,也可以显着降低电解质损失。

4.2根据使用延长其使用寿命
降低纹波电流也可以延长其使用寿命,如果纹波电流过大,可以使用两个并联电容来降低。

4.3使用更高的电容来延长其使用寿命
选择电解电容器,不仅要选择品牌的质量,还要考虑电压和容量。例如,通过220V桥式整流后的直流电压可达300V,但在选用电解电容器时至少使用450V电解电容器的电压。如果您需要10uF电解电容器,最好的选择是20uF。这些措施还可以延长电解电容器的使用寿命。由于电容器的等效电阻和纹波电流会使其内部温度高于环境温度,因此需要留出空间。

5.保护电解电容器
有时甚至用寿命长的电解电容器,但仍然经常发现电解电容器坏了,为什么?
因为我们知道在电网上交换电力时,往往会因雷击而瞬间高压电涌,虽然大电网对于雷电已经做了很多防雷措施,但仍然不可避免地通过网络向网居民家中。

如果LED照明由电网供电,则必须将其添加到市电输入(包括保险丝)和过压保护电阻(通常称为变阻器)的电源输入端。元件背面或长寿命电解电容器的保护将被浪涌电压击穿。

我相信如果所有的LED制造商都可以使用普通的高质量电解电容器,并采用上述措施,那么无辜的电解电容器一定能够得到干净!