您好!欢迎来到肇庆绿宝石电子科技股份有限公司官网!

热门搜索关键词:铝电解电容器固态电容器超级电容器

联系方式ontact us

联系方式

肇庆绿宝石电子科技股份有限公司

固话:0758-2862871

传真:0758-2862870

邮箱:master@zq-beryl.com

地址:广东省肇庆市端州区端州八路

论《铝电解电容在LED驱动领域的应用同使命》
发布者:beryl 来源: 发布时间:2015/6/19 13:32:57

很多论坛专场都有提到:控制电源+LED驱动电源的失效率占LED灯具所有部件总失效率近60%,也有推测为高达75%以上!而唯一含有液体的铝电解电容在驱动中的使用同发挥至关重要。

   

 以下从五个方面来阐述关于《铝电解电容在LED驱动领域的应用同使命》这个议题。

一、液态铝电解自身特性同其发展现状

二、液态铝电解在LED驱动应用中的不足

三、固态电容的高压化给LED驱动带来的新机遇

四、电解电容和固态电容选型和使用指南

五、电容安装过程中需注意的细节

                                             

一、液态铝电解自身特性同其发展现状

铝电解电容发展的历程:

1921年液态铝电解电容器研发成功。

1956年固态钽质电容研发成功。

1996年固态铝电解电容器研发成功,但电压25V含以上为瓶颈。

2010BERYL开始投入针对25V以上电压开发,力争突破固态铝电解电容电压25V以上瓶颈问题。

2014年底BERYL已开发出250V固态铝电解电容并量产。

液态铝电解电容描述:

以氧化铝为介质,以电解液为阴极的铝质电容器。正箔同AL2O3结合借以正引线作为正极引出(阳极),电解液借以负箔和负引线作为负极引出(阴极)。

液态铝电解外型包含:

引线式(导针型)、焊针式(牛角型)、螺栓式、贴片型(SMD

液态铝电解具有特点:

电解液做负极、介质的依附性同再生性和可控性及单向导通性、高承载电场强度能力(达600KV/MM为纸质30倍)、容量密度高且随电压成反比、价廉,工艺成熟。相对钽电解、铌电解电压200V上限,铝电解在国内可以做到630V

液态铝电解自身缺点:

绝缘性差、损耗大、温度和频率特性差、有极性限制、有电压上限、有储存极限、比容已近极限、工作温度范围窄、片式化进程慢

液态铝电解部分特性同温度和频率的关系:

电气特性  温度俞高   频率俞高

CAP           相对上升      相对下降

DF            相对下降      相对上升

LC            相对上升      无影响

ESR           相对下降      相对下降

IMP           相对下降       相对下降

液态铝电解常见失效方式:

液态铝电解发展方向:

小型化(超小、矮胖)

高性能(宽温度、高频低阻抗、长寿命、中高压大容量、耐大纹波电流、耐高压

高性价比、片式化、固态化

液态铝电解取得成绩:

(1)小型化:5*9 6.3*9 8*9 10*10高压产品已成功研发(如berylRA系列)

(2)宽温度:国内-55℃~130(berylHH系列),日系达150℃(如rubyconRX50系列)

(3)高频低阻抗:针对LED驱动专用高频低阻抗系列已研发成功(如berylRFRG系列)

(4)长寿命:国内105/20000小时(berylHKJE系列),日系105/20000小时(如rubyconLLE系列)

(5)中高压大容量:(如berylHW100uF500V

(6)耐大纹波:针对LED驱动专用耐大纹波系列已研发成功

(7)抗雷击:国内已成功研发出抗雷击电容器(berylES的系列)

二、液态铝电解在LED驱动应用中的不足

液态铝电解应用在内外置LED驱动中会面临:尺寸、高低温、纹波、浪涌冲击等

1LED内置电源的小型化配合光源面,输出端液态铝电解尺寸要相应缩体

2、价格导向小功率球泡灯对液态铝电解的降容使用需电解具备较强的耐纹波

3、液态铝电解在内置电源的耐温=环境温度+灯具温度+电源温升+元件温升

4、高压液态铝电解会因工作和周围的温度使得内温上升,寿命衰减

5、极低温环境下的启动困难

6LED电源受体积导向而采用高频逆变技术显得液态铝电解的高频性能不足

7、抗雷击问题

8、铝电解电容的目前的寿命和LED灯具其它器件的寿命不匹配

9、高频情况下液态铝电解滤波效果变差,发热增大,易早期失效

10、表象体现为:开路、短路、爆炸、燃烧、衰减、起鼓、漏液等

三、固态电容的高压化给LED驱动带来的新机遇

1、固态电容的描述:

固态铝电解电容器,与液态铝电解最大差别在于阴极所使用的导电材料不同,液态铝电解导电材料是电解液,固态铝电解是导电性高分子材料,能大幅提升产品的稳定度与安全性,故固态电容成本相对较高。

2、固态电容导电机理

液态铝电解为离子移动。固态铝电解为电子移动,其导电率达500S/cm,可有效避免液态铝电解之电解液干涸、漏液、爆炸、燃烧等失效的风险

3、固态电容性能体现

固态电容在-65~135℃温度下容量变化率比液态电容小;

固态电容120~100kHz频率下容量变化率比液态电容小;

固态电容在高频下可以降低容量使用,高频下容量可降到液态的1/3左右使用。

RSR值表现:

温度特性表现:

频率特性表现:

4、固态电容的瓶颈

电压提升:20143Beryl就已召开了领先全球的固态电容220V全球发布会。绿宝石目前电压250V量产。现正验证300-400V固态产品。日系电压可从下表获知!

绿宝石固态电容与国际参数对比

序号

对比项目

BERYL

Rubycon

Nippon Chemi-Con

nichicon

1

额定工作电压          

2.5~250

2.5~63

2~63

2.5~125

 V

2

损耗角正切tanδ             (%)

≤0.08

≤0.12

≤0.10

≤0.12

3

漏电流  

≤0.10CV

≤0.2CV

≤0.15CV

≤0.2CV

μA)

4

105耐久性寿命(H

10000

3000

5000

3000

价格下调:63V以上品现行的价格比早期的价格已近60%的降幅,未来的价格也必将随应用的提升而逐步下降。

5、固态铝电解目前的应用领域:

25V下固态电容已应用于:

计算机与笔记本电脑(主板、显卡)

网络通信(路由器、转换器、机顶盒)

数字产品(如薄型DVD

电源模块(适配器)

工业计算机

LED 电视

服务器等

35V以上产品在LED行业可广泛应用于:

家居照明、商业照明、路灯、工矿灯、隧道灯、智能灯具、汽车灯具等

6、固态铝电解可靠性:

LED灯由于工作温度高,质保时间长,液态电容相对不易满足。而固态高压电容的出现,打破液态铝电解电容的物理化学极限。固态电容耐温性好,降低电路的高频纹波电压,降低电源整体发热量,提升电源可靠性和使用寿命!随着固态电容电压在250V基础上的再提升,会逐步扩展到更多的使用领域。

固态电容可广泛在高温、极寒、长寿命、高频、高纹波、差异化环境中使用。

四、铝电解电容器使用选型指南:

1、液态铝电解的选型指南:

功能选型指引

旁路(IC供电):选用耐高温(125℃、130)品。(如BERYLHEHFHUHH系列)

滤波:低压选用低阻抗品(如BerylRTRFRG系列);高压选用高稳定长寿命品(如BerylHDHWHKHYJE系列)

输入高压:选用高电压大容量长寿命品(如BerylRDHDHWHY系列)

球泡灯:小型化、长寿命(如BerylRDHK系列)

T8T5灯管:笔形、高频低阻、长寿命(如BerylRTRFRG系列)

大功率路灯:低温、高压、长寿命(如BerylRCRDHW系列)

抗雷击:如BerylES系列

超长寿命:如BerylHYJE系列

规格选型指引

具体可见BERYL目录书查询或来电咨询

2、固态铝电解部分系列同规格:

客户已选用的部分固态电容

电压V

容量uF

直径(D)mm

高度(H)mm

200

22

10

20

200

15

10

16

160

27

10

16

50

330

10

20

50

470

13

20

50

560

13

20

63

680

16

26

63

1000

16

31

250

220

18

45

3、选用注意:

1、选择电容器标称环境温度应等于或高于实际的环境温度

2、选择电容器的额定耐压应大于实际施加在电容器上的峰值电压(80%

3、选择电容的额定纹波电流应大于实际工作时的纹波电流

4、选择电容的容量是以滤波后的纹波电压达到要求为准

5、选择电容体积是在符合的情况下优先选用体积大的电容

6、选择电容寿命请选用与整机或整灯寿命相当寿命的电容

4、电容使用过程中需注意:
a)过温(温度超过最高使用温度,且需避免长时间高温 260 ,4s
b)过流(电流超过额定纹波电流)
c)过压(电压超过额定电压)
d)不能施加反向电压或交流电压。
e)使用于反复多次急剧充放电的电路中。
f)不能直接与水、盐水及油类相接触、或结露的环境;
g)不能再充满有害气体的环境(硫化物、H2SO3HNO3Cl2、氨水等);
h)不能置于日照、O3、紫外线及有放射性物质的环境;
i)不能再振动及冲击条件超过了样本及说明书的规定范围的恶劣环境

五、电解电容安装过程中需注意

安装注意:
a)装入灯具中通过电的电容器请不要再使用;
b)当电容器产生再生电压时,可通过约1KΩ左右的电阻进行放电;
c)长期保存的电容器,需通过约1KΩ左右的电阻加压处理;
d)确认静电容量及额定电压及极性后,再安装;
e)变形的电容器不要安装;
f)电容器正、负极间距与电路板孔距必须相吻和;
g)自动插入机的机械手力量不宜过大;

h)T型机板应避免电容和金属灯罩接触

i)液态铝电解的铝外壳与负极间不绝缘,安装设计时应避免铝电解的本体与其它元器件的金属端子有接触,器件近的金属端子建议加安规套管或绝缘胶使其与电容处于隔离状态,避免金属端子或本体与产品接触短路。

j)安装时应尽量避免机械应力,如上拉、下压、堆叠等

k)带防爆阀的铝电解安装应留有足够空间( 8φ:2mm;10-16φ:3mm; 18φ:5mm)

l)铝电解电容器使用时尽量远离发热元件

m)卧式安装的元器件,电容引脚90°折脚与电容本体间隔1mm以上。

设计确认:
a)电容器正、负极间距必须与线路板孔距相吻合;
b)保证电容器防爆阀上方留有一定的空间;
c)电容器防爆阀上方尽量避免配线及安装其他元件;
d)电路板上,电容器的安装位置,请不要有其他配线;
e)电容器四周及电路板上尽量避免设计、安装发热元件;
f)温度及频率的变化不至于引起电性能变化;
g)双面印刷板上安装电容器时,电容器的安装位置避免多余的基板孔和过孔;
h)只以上容器并联连流均衡;
i)只以上容器串联连电压衡。

                                                                                          

 

打印此页】 【返回】【顶部】【关闭