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常见问题

电解电容真的会导致LED灯具寿命短吗?

来源:本站  |  时间:2021-11-18  | 阅读:429

或许会有不少人听过,现在LED灯具寿命短的主要原因是电源的寿命短,而会导致电源寿命短的主要原因则是因为电解电容。这种情况属实吗?其实,这个说法并不是完全没有道理。因为如今市面上存在着许多为了拼价格,而忽略了电容品质的“一次性电容”,这些电解电容品质低,寿命短,如果不巧LED灯厂家用上了这批电容,那么上述短寿命的现象,是很有可能发生的。

真实情况究竟是怎么样的呢?

1、电解电容工作时的环境温度会影响它的寿命

我们一般用“小时”来定义电解电容的工作寿命。假设一个电解电容的寿命指标是1,000小时,并不是说使用了1000小时以后这个电解电容就报废了,而只是说这个电解电容的容量在1000小时以后会减少,如果原本是20uF,那么超过使用寿命后就只有10uF了。

 

 

除此之外,我们在使用电解电容时要注意一点,就是一定要说明该电容允许在多少度的工作环境温度下使用,不能超过该范围。一般电容规定为在105℃环境温度下的寿命。

为什么有这种规定呢?这是因为我们现在常用的铝电解电容中都是采用液态电解液的电解电容,如果电解液干了,电容量当然就没有了。温度会影响电解液,工作环境的温度越高,电解液就越容易蒸发。所以电解电容的寿命指标必须注明是在什么环境温度下的寿命。

目前最通用的电解电容一般都是在105℃的范围内。比如说一个电解电容,在105℃时的寿命只有1,000小时。但是并非所有的电容都只有这个寿命。ShiCaXon生产的电容中SPT系列是最普遍的系列,颜色黑白套管,电容寿命2000H,工作温度105℃。特殊要求耐高温时还可使用PET套管。

对于市面上常规的电容,简单地说,如果环境温度高于105℃,那么它的寿命就会低于1,000小时,如果环境温度低于105℃,那么它的寿命就高于1,000小时。由此可见,电容的寿命和温度之间是有一个大致的定量关系的。

有一个最简单而容易计算的关系,那就是环境温度每升高10度,寿命就降低一半;反过来,环境温度每降低10度,寿命就增加一倍。当然这只是一个简单的估算,但也是较为准确的。

那么用于LED驱动电源的电解电容,肯定都是放在LED灯具外壳内部的,所以我们只要知道LED灯具内部的温度就可以知道电解电容的工作寿命了。

2、LED灯具里的环境温度是多少?

简单来说LED和电解电容的环境温度是一样的,这是因为在很多灯具里二者都是放在同样的外壳里。而影响环境温度的因素主要是LED和电源的发热和散热平衡以后决定的。但是由于每个LED灯具的发热和散热的情况是不一样的,那么我们如何能够得知里面的环境温度呢?

我们可以反过来推算,也就是一个设计得好的LED灯具,它所允许的内部环境温度应该是一定的。这是因为LED芯片的结温是决定LED芯片光衰(寿命)的主要原因,LED结温当然也由其环境温度有关,所以只要知道允许的LED结温,也就可以推算出LED灯具内部的环境温度。

但是其间还有至少三个热阻,就是LED芯片结到外壳的热阻θjc,和LED外壳到铝基板表面的热阻,其实其中经过了焊锡、铜箔、和绝缘层再到铝板,不过其中最主要的是绝缘层的热阻,统称为θlv,第三个就是铝板到泡壳内空气的热阻θla。

就拿3014型LED来说吧,它本身的热阻θjc是90℃/W,因为它的功率只有0.1W,所以内外温差也就是9℃。铝基板的热阻是1℃/W,对于一个10W的灯具由于所有10W的LED都是安装在同一块铝基板上的,所以它的总温差就是10℃,总共为19℃的温差,最后的θla很难估计,因为它和空气是否流通有关,在内部空气不流动的情况下,其温差大概只有1℃左右,所以加起来总共是20℃。也就是说, LED结温等于环境温度加上20℃。

那么泡壳内的环境温度能够允许105度吗?只要看一下下面的一个图片就知道了。那是美国Cree公司有关LED芯片结温和光衰之间的关系。

 

如果环境温度是105℃,那么还至少要加上20℃才是结温,所以结温就大约是125℃。在这个曲线上已经查不到了,只能大致地估算其寿命只有4,000小时。这是绝对不能接受的!也就是说,LED泡壳里的环境温度必须大大低于105℃!