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LED防爆燈的壽命可以通過無電解電容技術增加

來源:LED防爆燈-浙江新黎明環保有限公司 發布時間: 2021-05-25 09:19:54

為什么說無電解電容技術才是LED防爆燈長壽的良藥呢?

接下來,就給大家詳細的介紹一下:

1、目前普通LED照明驅動電源的工作壽命取決于AC轉DC時平滑電路必須采用的電解電容;

2、因為LED時直流電流驅動元件,當AC電源接通的時候,一般是使用整流元件和平滑回路的直流穩定化電源,該平滑回路中必要的電解電容會因周圍的溫度計自身的發熱而上升10℃,而導致電解電容的壽命減半,只有幾千小時,但我們知道了的光源的壽命卻有4萬小時,所以電解電容阻礙了LED照明器具的壽命;

3、如果不想方法拿掉電解電容,那么LED照明驅動電源的壽命與LED的壽命就很不匹配,也就很難發揮出LED照明的長工作壽命優勢;

4、這也是為什么最近業界一直在積極開發無電解電容的LED照明驅動電源的主要原因。由于拿掉電解電容以后功率因數也就可以得到改善。所以各式各樣的無電解電容的恒流源就吸引很多人的關注。

下面來具體的說一說無電解電容技術:

1、目前無電解的驅動有兩種類型。一種是傳統的BUCK電路方案,沒有電解電容,但是用其他類型的電容來取代電解,比如CBB等。另外一種是純交流IC驅動的,只有一個或幾個IC,其他基本上沒什么元件了;

2、BUCK的方案,雖然沒有電解,但性能上還是有很大差異,容易設計不好,容易壞;

3、交流IC的方案,現在很多在推,但是還沒有全面推廣,主要是安全問題和頻閃問題;

那么無電解電容技術有存在著哪些利與弊呢?

一、無電解電容的簡單方法:

去電電解電容其實是一件很容易的事情,而且它也是可以工作的。

最簡單的無電解電容電路.jpg

圖1、最簡單的無電解電容電路


然而這種電路的壽命更短,因為它沒有采用恒流的措施所以當輸入電壓升高或溫度升高時,電流就會很快升高,以致很快就會燒毀LED。家電阻限流雖然可以解決一些問題,但是它的效率只有52%-73%,是完全無法接受的。

隨意必須要加以恒流,哪怕是最簡單額恒流二極管也行。

加上恒流二極管的無電解電容電路和電流波形圖.jpg

加上恒流二極管的無電解電容電路和電流波形圖


然而這個電路也是無法工作的。因為輸入是半個正弦波,在低電壓時LED時不能啟動的,雖然電壓升高到了一定的程度時,它可以恒流,這時候電流的波形接近一個矩形波,所以它的功率因數也不能令人滿意,因為只有當電流波形和電壓波形一樣時,功率因數才能等于1.那么能不能開發出一種電路使得它的電流波形盡可能接近于電壓波形呢?

二、ExClara的EXC100解決方案:

美國硅谷的ExClara公司提出了一種方案可以接近地解決這個問題。因為采用恒流二極管以后,電流只能是平的,所以也就只能用階梯波來接近正弦波。

用矩形波來近似正弦波和實測圖.jpg

圖3、用矩形波來近似正弦波和實測圖


這個看起來很簡單的事,真要實現可是一件很復雜的事。為了得到這樣的電流波形,就必須依次接通具有不同恒流值的LED串。其EXC100芯片具體框圖如圖四所示。

EXC100的連接框圖.jpg

圖4、EXC100的連接框圖


它首先要測量輸入電壓,等到輸入電壓達到一定值以后,開始接通第一串恒流于比較低值的LED;到達更高一些的電壓以后就開始在第一串后面再接上第二串LED并恒流于更高的電流;最后等到電壓更高以后,再接通第三串LED并恒流于更高值的電流。所以它的內部結構是很復雜的。

后來美國的Supertex公司也開發了一個可接通4串LED的CL8801。采用4串以后PF可以達到0.98,諧波失真也可以小于20%。它的框圖如圖五所示。

CL8801的框圖.jpg

圖5、CL8801的框圖


其實這里面還沒有畫出測量輸入電壓的電路,這個電路測量輸入電壓并將其和幾個設定好了的四個值逐一比較,并依次接通開關1、2、3、4。而這些開關都必須是耐高壓的MOS管。所以整個芯片都必須采用高壓工藝來制作。其成本是很高的。EXC100的售價約為10元人民幣。

臺灣的AIC公司也做了類似的產品。

還有韓國、日本等很多公司也都有類似的產品,看來這種產品好像很受歡迎,就是成本比較高。

用IC代替電解電容,壽命是原來LED驅動器的10倍,壽命可達4萬小時以上,可完全與LED燈的壽命相匹配,而且此方案設計簡單,體積小,只有原來LED驅動器面積的百分之四十,此方案主要應用于家用低功率照明中,適用范圍是3W~20W。

缺點:無電解電容輸出紋波很大,且效率不高,pf不高。

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