Czy kondensatory elektrolityczne naprawdę powodują krótką żywotność lamp LED?

Często słychać, że krótki okres eksploatacji lamp LED wynika głównie z krótkiego żywotności, a krótka żywotność zasilacza wynika z krótkiej żywotności kondensatora elektrolitycznego. Te twierdzenia mogą mieć sens. Ponieważ rynek jest zalany dużą liczbą krótkotrwałych i gorszych kondensatorów elektrolitycznych, w połączeniu z konkurowaniem cenami, niektórzy producenci oświetlenia LED używają tych gorszych kondensatorów elektrolitycznych o krótkiej żywotności, niezależnie od jakości.

Więc jaka dokładnie jest rzeczywista sytuacja?

1. Żywotność kondensatora elektrolitycznego zależy od temperatury otoczenia podczas jego pracy

Jak definiuje się żywotność kondensatorów elektrolitycznych? Zdecydowanie w godzinach. Jednak, jeżeli wskaźnik żywotności kondensatora elektrolitycznego wynosi 1,000 Godzin, nie oznacza to, że kondensator elektrolityczny zawodzi po tysiącu godzin, ale tylko, że pojemność kondensatora elektrolitycznego jest zmniejszona o połowę po 1,000 Godzin. Jeśli jest to 20uF, a teraz jest to tylko 10uF.

Oprócz, kiedy mówimy o wskaźniku żywotności kondensatorów elektrolitycznych, należy podać żywotność w temperaturze roboczej. I jest zwykle określany jako życie w temperaturze otoczenia 105 °C.

Dzieje się tak dlatego, że kondensatory elektrolityczne, których zwykle używamy, są kondensatorami elektrolitycznymi, które wykorzystują dziś ciekły elektrolit.. Więc oczywiście, jeśli elektrolit jest suchy, pojemność z pewnością zniknie. Im wyższa temperatura, tym łatwiej elektrolit odparuje. Dlatego, wskaźnik trwałości kondensatora elektrolitycznego musi wskazywać trwałość w jakiej temperaturze otoczenia.

Tak więc wszystkie kondensatory elektrolityczne są obecnie oznaczone na 105 °C. Na przykład, najczęstszy kondensator elektrolityczny ma żywotność tylko 1,000 godzin w 105 °C. Ale jeśli uważasz, że żywotność wszystkich kondensatorów elektrolitycznych jest tylko 1,000 Godzin. To byłoby złe.

Mówiąc prościej, jeśli temperatura otoczenia jest wyższa 105 °C, jego życie będzie mniejsze niż 1,000 Godzin, oraz jeśli temperatura otoczenia jest niższa 105 °C, jego życie będzie więcej niż 1,000 Godzin. Czy istnieje ogólna zależność ilościowa między życiem a temperaturą?? Oczywiście.

Jednym z najprostszych i najłatwiejszych sposobów obliczania zależności jest to, że dla każdego 10-stopniowego wzrostu temperatury otoczenia, żywotność zmniejsza się o połowę; Odwrotnie, za każdy 10-stopniowy spadek temperatury otoczenia, żywotność jest podwojona. Oczywiście, to tylko prosta wycena, ale jest dość dokładny.

Ponieważ kondensatory elektrolityczne stosowane w sterownikach LED są umieszczone wewnątrz obudowy lamp LED, musimy tylko znać temperaturę wewnątrz opraw oświetleniowych LED, aby poznać żywotność kondensatora elektrolitycznego.

2. Jaka jest temperatura otoczenia w lampach LED?

Ponieważ w wielu lampach LED kondensatory LED i elektrolityczne umieszczone są w tej samej obudowie, temperatura otoczenia tych dwóch jest taka sama. Temperatura otoczenia jest określana głównie przez bilans ogrzewania i chłodzenia diody LED i zasilacza. A sytuacja ogrzewania i chłodzenia każdej lampy LED jest inna, więc jak możemy poznać temperaturę otoczenia w nim?

W zasadzie, ten problem można obliczyć w odwrotnej kolejności, Czyli, jako dobrze zaprojektowana lampa LED, dopuszczalna wewnętrzna temperatura otoczenia musi być stała. Wynika to z faktu, że temperatura złącza chipa LED jest głównym czynnikiem determinującym zanik światła. (życie) chipa LED. Oczywiście, temperatura złącza diody LED jest również związana z jej temperaturą otoczenia, tak długo, jak znana jest dopuszczalna temperatura złącza diody LED, można obliczyć temperaturę wewnętrzną lampy LED.

Ale istnieją co najmniej trzy rezystancje termiczne, mianowicie rezystancja termiczna θjc od złącza chipa LED do obudowy, oraz odporność termiczna obudowy LED na powierzchnię podłoża aluminiowego. W zasadzie, przechodzi przez lut, folia miedziana, i izolacja do płyty aluminiowej, natomiast wśród nich najważniejsza jest odporność termiczna warstwy izolacyjnej, łącznie określane jako θlv, a trzeci to opór termiczny θla od płyty aluminiowej do powietrza w pęcherzyku.

Weźmy 3014 wpisz na przykład diodę LED. Jego odporność termiczna θjc wynosi 90 °C / W. Ponieważ jego moc wynosi tylko 0,1 W, różnica temperatur między wnętrzem a zewnętrzem wynosi 9 °C. Odporność termiczna podłoża aluminiowego wynosi 1 °C / W. Do lampy LED 10W, ponieważ wszystkie diody LED 10W są zamontowane na tym samym podłożu aluminiowym, całkowita różnica temperatur wynosi 10 °C, a całkowita różnica temperatur wynosi 19 °C. Ostateczna θla jest trudna do oszacowania, ponieważ jest związana z cyrkulacją powietrza. Gdy powietrze wewnętrzne nie płynie, różnica temperatur wynosi tylko około 1 °C, więc suma wynosi 20 °C. Czyli, temperatura złącza LED jest równa temperaturze otoczenia plus 20 °C.

Czy temperatura otoczenia wewnątrz lampy może na to pozwolić 105 Stopni? Wystarczy spojrzeć na jedno z poniższych zdjęć. Jest to związek między temperaturą złącza chipowego LED Cree a tłumieniem światła.

Jeśli temperatura otoczenia wynosi 105 °C, wtedy musi dodać co najmniej 20 °C do temperatury złącza, więc temperatura złącza wynosi około 125 °C. Nie możesz go znaleźć na tej krzywej, możesz tylko z grubsza oszacować, że jego żywotność jest tylko 4,000 Godzin. Jest to absolutnie niedopuszczalne! Innymi słowy, temperatura otoczenia w lampie LED musi być znacznie niższa niż 105 °C!

Widzimy z kolei, jaka powinna być temperatura otoczenia w oparciu o wymaganą żywotność diody LED.. Załóżmy, że wymagamy, aby żywotność diody LED była 100,000 Godzin, wtedy jego temperatura złącza może być tylko niższa niż 65 °C, więc temperatura otoczenia musi być niższa niż 45 °C. Czyli, temperatura otoczenia pracy kondensatora elektrolitycznego musi być niższa niż 45 °C.

3. Rzeczywista żywotność kondensatorów elektrolitycznych o różnej żywotności w temperaturze otoczenia wynoszącej 45 °C

Teraz, gdy znamy roboczą temperaturę otoczenia kondensatorów elektrolitycznych w rzeczywistych lampach LED, możemy łatwo obliczyć jego rzeczywistą żywotność. Wymieniliśmy rzeczywistą żywotność kilku powszechnie używanych kondensatorów elektrolitycznych w poniższej tabeli.

Z tabeli wynika, że nawet najpopularniejsze kondensatory elektrolityczne o żywotności 1,000 godziny mogą osiągnąć życie 64,000 godzin w temperaturze otoczenia 45 °C. Do zwykłych lamp LED oznakowanych 50,000 Godzin, to wystarczy.

4. Metody przedłużania żywotności kondensatorów elektrolitycznych

4.1 Wydłużenie jego żywotności dzięki projektowi

W zasadzie, przedłużenie żywotności kondensatorów elektrolitycznych, metoda jest bardzo prosta, ponieważ koniec jego żywotności jest spowodowany głównie odparowaniem ciekłego elektrolitu. Jeśli poprawisz jego uszczelnienie i zapobiegniesz jego parowaniu, jego żywotność w naturalny sposób się wydłuży.

Oprócz, przyjmując osłonę z tworzywa fenolowego z elektrodą owiniętą wokół całego ciała i podwójną specjalnie wykonaną uszczelką ściśle połączoną z aluminiową powłoką, utrata elektrolitu może być również znacznie zmniejszona.

4.2 Przedłuż jego żywotność przed użyciem

Zmniejszenie tętnienia może również wydłużyć jego żywotność. Jeśli prąd tętnienia jest zbyt duży, można go zredukować, stosując równolegle dwa kondensatory.

4.3 Wybór odpowiedniego kondensatora, aby przedłużyć jego żywotność

W doborze kondensatorów elektrolitycznych, oprócz zastosowania markowych kondensatorów elektrolitycznych w celu zapewnienia jakości, musi istnieć margines napięcia i pojemności. Na przykład, napięcie stałe 220V po rektyfikacji mostka będzie aż 300V, ale przy wyborze kondensatorów elektrolitycznych 450V należy stosować kondensatory elektrolityczne. Jeśli obliczy się, że potrzebne jest 10uF, lepiej wybrać 20uF. Środki te mogą również przedłużyć żywotność kondensatorów elektrolitycznych. Ponieważ równoważna rezystancja kondensatora i prąd tętnienia sprawią, że jego temperatura wewnętrzna będzie wyższa niż temperatura otoczenia, konieczne jest pozostawienie pewnej swobody.

5.Ochrona kondensatorów elektrolitycznych

Czasami, nawet jeśli używany jest kondensator elektrolityczny o długiej żywotności, często stwierdza się, że kondensator elektrolityczny jest zepsuty. Jaki jest tego powód?

W zasadzie, jeśli uważasz, że jakość kondensatorów elektrolitycznych nie jest wystarczająca, to naprawdę sprawia, że kondensatory elektrolityczne cierpią niesprawiedliwość! W zasadzie, w tej chwili, kondensator elektrolityczny nie jest sprawcą, ale ofiara. Dlaczego mówisz w ten sposób?

Bo wiemy, że na sieci ac miejskiej energii elektrycznej, przepięcia piorunowe często powodują chwilowe przepięcia wysokiego napięcia. Chociaż wdrożono duże środki ochrony odgromowej w przypadku uderzeń pioruna w dużych sieciach energetycznych, nadal jest nieuniknione, że wyciek pojawi się w domu.

Do opraw oświetleniowych LED zasilanych energią elektryczną miasta, należy dodać środki przeciwprzepięciowe do zacisków wejściowych sieci w zasilaniu lamp LED, w tym bezpieczniki i rezystory zabezpieczające przed przepięciami, w celu ochrony następujących składników, inaczej, wszelkie markowe kondensatory elektrolityczne o długiej żywotności zostaną przebite napięciem udarowym.

Jeśli masz jakieś pytania lub potrzebujesz pomocy w wyborze dobrej oprawy oświetleniowej LED, Proszę skontaktuj się z nami Bezpośrednio. Nasi eksperci ds. oświetlenia pomogą Ci uzyskać najlepsze oświetlenie, które potrzeba.