LED驱动电源的寿命分析--固态电容的选用有助于提高LED驱动电源的使用寿命

led驱动电源的寿命分析--固态电容的选用有助于提高led驱动电源的使用寿命

                                                                   作者：中国照明网

    恶劣环境下电容工作环境温度会大于95℃。也有人提出是否可用陶瓷或固体电容，但是目前的电容技术这两种电容都无法做成高压大容量。当然，好鞍需配好马，使用长寿命的电容并不一定就能保证电源寿命，要提高电源寿命，就需要从多方面来改善：使用较高寿命的电容，提高电源效率，做好电源的散热设计，优化灯具的散热设计。诸多灯具企业为了考虑灯具设计的紧凑以求降低重量，要求将电源体积做的小巧并安装在密闭的空间里，其电源的散热条件受到限制。因此高的效率，小的体积及更好的散热设计是led电源面临的挑战。

　　传统灯具中除部分功率转换为光能外，绝大部分功率都转化为红外辐射能量辐射到灯具外部空间，而led灯具却不同。led是半导体发光，其除部分功率转化为光能外，绝大部分功率都转换为热能，这些热量只能借助与芯片紧密结合的灯体散热。

　　商家为了灯具产品结构的整体优美，往往把led电源与led灯体结构紧密设计在一起，led的发热与电源的发热叠加，这样电源和led光源都处在恶劣的工作环境中，当工作环境的温度超过一定的温度时，led电源及led的寿命大打折扣。电源内部设置温度保护时会出现反复开关灯的现象，不设置温度保护又会引起高温损坏电源器件及加速led的光衰。

　　led电源属于开关电源，开关电源的质量与可靠性取决于其电路设计，生产工艺，及器件的质量。电解电容是大功率开关电源中必不可少的组成部分。

　　而开关电源的正常工作寿命要取决于电源所使用的电解电容的寿命，电解电容的寿命又取决于电容本身的寿命及工作温度。

　　电解电容在不同的温度下其工作寿命差异很大。

　　就拿国外某品牌电解电容为例：

　　其通用-40℃ -- +105℃规格电容寿命保证值是(在105℃满负载条件下)4000小时。如果我们设计时　　电容纹波电流负载值大使用到85%，则：按其提供的寿命估算公式

　　电容温度65℃时的寿命只能保证约8万小时;

　　电容温度75℃时的寿命只能保证约4万小时;

　　电容温度85℃时的寿命只能保证约2万小时;

　　电容温度95℃时的寿命只能保证约1万小时;

　　从以上的推算：电解电容温度每上升10℃，寿命将会减半。

　　灯具工作环境温度： 部分地区夏季夜晚户外地表温度高达40℃，甚至更高。

　　灯具自体温升：由于led产生的大量热本身就依靠壳体来散热,合理的设计其led灯具 壳体温度约20℃-25℃间。

　　即：在室温25℃工作条件下，灯具壳体温度约 45℃-50℃左右。

　　电源自体温升：电源设计的比较好的功率器件温升在25-30℃左右，设计的比较差的温升大于35℃，户外led电源要求防水，需采用密封式的外壳，为了防护等级的提高厂家要求灌胶处理，不同的胶体材料价格成本不一样，导热性能也不一样，廉价胶导热性能差，且需高温烘烤，往往会造成元器件不同程度的隐形损伤及紧束拉伤，留下隐患。(散热处理的不好使得壳体内电解电容工作环境如同保温瓶，温度积累无法散出)。

　　1本文由adansj贡献

　　led驱动电源的寿命

　　恶劣环境下电容工作环境温度会大于95℃。也有人提出是否可用陶瓷或固体电容，但是目前的电容技术这两种电容都无法做成高压大容量。当然，好鞍需配好马，使用长寿命的电容并不一定就能保证电源寿命，要提高电源寿命，就需要从多方面来改善：使用较高寿命的电容，提高电源效率，做好电源的散热设计，优化灯具的散热设计。诸多灯具企业为了考虑灯具设计的紧凑以求降低重量，要求将电源体积做的小巧并安装在密闭的空间里，其电源的散热条件受到限制。因此高的效率，小的体积及更好的散热设计是led电源面临的挑战。

　　传统灯具中除部分功率转换为光能外，绝大部分功率都转化为红外辐射能量辐射到灯具外部空间，而led灯具却不同。led是半导体发光，其除部分功率转化为光能外，绝大部分功率都转换为热能，这些热量只能借助与芯片紧密结合的灯体散热。

　　商家为了灯具产品结构的整体优美，往往把led电源与led灯体结构紧密设计在一起，led的发热与电源的发热叠加，这样电源和led光源都处在恶劣的工作环境中，当工作环境的温度超过一定的温度时，led电源及led的寿命大打折扣。电源内部设置温度保护时会出现反复开关灯的现象，不设置温度保护又会引起高温损坏电源器件及加速led的光衰。

　　led电源属于开关电源，开关电源的质量与可靠性取决于其电路设计，生产工艺，及器件的质量。电解电容是大功率开关电源中必不可少的组成部分。

　　而开关电源的正常工作寿命要取决于电源所使用的电解电容的寿命，电解电容的寿命又取决于电容本身的寿命及工作温度。

　　电解电容在不同的温度下其工作寿命差异很大。

　　就拿国外某品牌电解电容为例：

　　其通用-40℃ -- +105℃规格电容寿命保证值是(在105℃满负载条件下)4000小时。如果我们设计时　　电容纹波电流负载值大使用到85%，则：按其提供的寿命估算公式

　　电容温度65℃时的寿命只能保证约8万小时;

　　电容温度75℃时的寿命只能保证约4万小时;

　　电容温度85℃时的寿命只能保证约2万小时;

　　电容温度95℃时的寿命只能保证约1万小时;

　　从以上的推算：电解电容温度每上升10℃，寿命将会减半。

　　灯具工作环境温度： 部分地区夏季夜晚户外地表温度高达40℃，甚至更高。

　　灯具自体温升：由于led产生的大量热本身就依靠壳体来散热,合理的设计其led灯具 壳体温度约20℃-25℃间。

　　即：在室温25℃工作条件下，灯具壳体温度约 45℃-50℃左右。

　　电源自体温升：电源设计的比较好的功率器件温升在25-30℃左右，设计的比较差的温升大于35℃，户外led电源要求防水，需采用密封式的外壳，为了防护等级的提高厂家要求灌胶处理，不同的胶体材料价格成本不一样，导热性能也不一样，廉价胶导热性能差，且需高温烘烤，往往会造成元器件不同程度的隐形损伤及紧束拉伤，留下隐患。(散热处理的不好使得壳体内电解电容工作环境如同保温瓶，温度积累无法散出)。