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LED驱动电源使用铝电解电容设计对LED灯具寿命的影响
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节能一直是全球关注的议题,而占全球总能耗约19~20%的照明耗能,若能採用LED灯源,则能充分达到兼具省电与长寿命的优点。因此,LED照明市场近年来如雨后春笋般,于居家、工业、商业空间照明、路灯、车灯、植物工厂等各类应用场合,快速的取代各式传统照明光源,且成为全世界各国政府推动节能减碳政策中最主要的方向。

然而,LED驱动电源採用电解电容导致灯具寿命偏低的问题?却是个众说纷纭与争议不休的议题。LED驱动电源方桉一般区分为隔离型与非隔离型,在市电应用组装型灯具,因考量安全问题,大多数客户选择採用隔离型的LED驱动电源,而市场上量产的LED驱动电源也几乎都使用了电解电容做设计,明纬一向专注于开关电源产品的研究开发与品质的坚持,本次就特别针对电解电容在LED驱动电源中所扮演的角色与其寿命表现作进一步深入探讨。


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电解电容在LED驱动电源中扮演的角色

电解电容在隔离型LED电源的应用,大致区分初级电容 (Cp)与次级电容(Cs),都有储能与滤波功能。Cp在EMC对策上除了吸收雷击能量与防止电源瞬变造成的闪烁外,还有减低EMI的作用;而Cs在输出侧主要是滤波,可以减低输出低频电流纹波,改善频闪现象。 目前市面上常见的低功率LED驱动电源为了通过功因与谐波电流的法规要求及低成本的要求,通常採用无Cp的单级Flyback或PSR架构,电路上因为省略了Cp,所以导致在雷击测试需要另外增加对策零件;而输出高低频纹波问题,将无法满足低闪烁(低频光通量变化比低于8%)的要求。


LED灯具寿命的因素


影响LED灯具寿命的关键因素,不外乎灯源与驱动电源中使用的电解电容,二者均与温度直接相关。现行市售灯具标示寿命,少则1.5万小时,多则5万小时,根据LED大厂的资料显示,一般高功率的LED平均寿命依LM-80或TM-21的测试结果推算,约为5万小时,图示为Cree对LED寿命测试与推算例。而LED驱动电源的寿命则取决于设计上选用之电解电容的等级与温度,通常不应低于LED的寿命,才是合理的设计选择。


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