1. 1
  2. 2
  3. 3

电容,想说“再见”不容易...

时间:2015/7/4 16:07:50

 

【高工LED专稿】 【来源:高工LED旗下《LED好产品》1月刊(总第61)|徐超鹏】自今年以来,随着高压线性恒流技术的逐步发展,LED行业里的去电源化风潮正愈演愈烈。同时,随着照明产业微利时代的逐步逼近,低成本的去电源化方案似乎也正成为撬动低价大门的重要杠杆。
  
  的确,在当前的LED照明市场,去电源化产品拥有传统照明难以匹敌的价格优势。但除此之外,行业同仁也不无担心:去电源化对于整体器件起到稳压作用的电解电容器,也将一并取消掉,而目前市面上所销售的这类产品,能够在此功能上做到完整替代的,为数不多。
  
  并且,此前一直由液态电容占据主导地位的电容市场,自今年开始,逐步兴起高端电源开始采用固态电容的趋势。很显然,固态电容拥有传统液态电容难以企及的诸多优势,但当前LED行业里究竟会有多少适于它生存的土壤,行业里一时间也是众说纷纭,争论不休。
  
  可以说,当前LED驱动电源里的电解电容器,想要真正和你说再见,还真不容易。
  
  无电容可行吗?
  
  据了解,当前电源中的电容,主要有实现旁路、去藕、滤波和储能等方面的功能。在众多功能当中,最重要的功能便是保持稳定的电压,对于电源长时期的稳定工作,起着无可替代的作用。
  
  简单来讲,电容就好比一个水塘,它不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化,它可以将电压的波动转化为电流的波动,电压频率越高,峰值电流就会越大。茂硕电源科技股份有限公司副总裁刘耀平表示,一旦去掉电容后,电源将无法实现上述功能,因而电压波动也将会成为去电源化后难以克服的命门
  
  同时,基于去电源化方案所产生的去电容产品,由于暂时还缺乏相适应的安全法规,因此其产品大都还无法获得国际市场的通行证。
  
  因为,如果元器件里缺少电容,那么它必然会给电网造成一定程度的污染,同时还会伴有产生谐波的可能性。福建云星电子有限公司总经理陈正华表示,虽然目前国内对于电网污染及谐波危害方面,尚无明确的指示性要求,但是一旦此类产品触及到对环保要求较高的欧美市场,那么它将失去流通的可能性。
  
  因此,通常情况下,如果需要去除电容,厂家必须通过其他方式来弥补此方案功能上的不足。但是这将在无形中增加产品开发的成本。
  
  去掉电容后,我们必须采取一些其他的方式,例如添加交流或者直流接触器,来替代电容的功能。然而这样做的话,电路结构将会更加复杂,同时成本会更高。深圳欧陆通电子有限公司研发总监邹成明表示,除非是在一些对频闪、纹波控制等要求不高的场合,例如一些60W以下的室内LED电源方面,成本无需增加,但在一些对于光源品质有特定要求的场合,例如在大功率的户外道路照明领域,此时便无可避免的需要增加成本。
  
  但与此同时,行业间也依然存在利好的声音。自今年以来,当前市面上较早一批推行去电源化方案的企业,由于产品技术的迅速提高,他们也开始逐渐找到解决此类问题的办法。
  
  我们今年推出了一款第三代去电源化产品,当它的电压升高时,芯片效率不会降低,并且还能够保持在恒定的功率。深圳市晟碟绿色集成有限公司总经理陈亨由表示,此前行业里的去电源化产品,电压升高时,芯片效率会逐步降低,因而导致整体功率的上升。但晟碟集成推出的该款去电源化产品,它的施加电压无论往上还是往下,输出的功率均能保持一致,因此这将在某种程度上解决困扰行业已久的无电容难题。
  
  未来谁将是主导?
  
  此前,在LED行业中,由于固态电容对于电压的承受能力不够强,因而其在LED行业的使用率偏低,电容市场多以液态的电解电容占据主导。但自今年以来,随着固态电容耐压值及产品容量的逐步克服,市面上已出现部分高端电源产品采用固态电容的状况。
  
  采用固态电容后,电源寿命短板将不再取决于电容。例如我们的固态电容在125情况下,通过相关实验数据,7000个小时都不会有任何异常,理论寿命是非常长的。肇庆绿宝石电子股份有限公司技术总监罗伟告诉记者,此前几十年,电源寿命的计算公式都是以电容的寿命来作为计算标准,采用固态电容后将会改写这个历史。
    
  据了解,当前绿宝石公司目前固态电容的出货量占其电容总体产能的5%左右,其他均为液态电容。罗伟也表示,固态电容在电源高端领域的应用才刚刚起步,因此会呈现一个逐步替换的过程。但是,他对于未来电源高端市场采用固态电容的前景较为看好。
  
  从成本及使用特性角度来讲,我其实并不看好固态电容在LED领域的应用:其一、成本过高,2009年我们云星电子做外销市场的时候,就有一些公司在使用固态电容,例如日本的东芝等知名企业,但现在他们基本上都采用液态来代替,其原因由于价格偏高,即使高端市场也难以承受;其二,通常情况,85状态下,液态电容寿命为20000-30000小时,而固态电容寿命超过100000小时。须知,当前的照明市场3-5年为其更换周期,以30000小时电容寿命为例,整机使用寿命已达到10年。因此,固态电容多出的使用寿命失去存在的意义。陈正华表示。
  
  但我认为,这两者其实是存在区分的。在普通的民用市场,用较长寿命的液态电容便可满足其基本需求,而在户外市场,例如处理一些极端的天气及户外控制系统,液态电容便不具备那样宽广的应用领域及使用安全性。罗伟提到。
  
  其实,固态电容的使用特性并不仅仅是体现在寿命方面,例如在路灯领域,考虑的并不是100000小时的使用寿命是否过剩,而是在于采用固态电容后,返修率是否降低。当前在路灯领域,维修成本才是整体工作流程中的最大成本。罗伟表示,返修率降低后,用户的使用成本在下降,综合整体来考量,固态电容的整体成本并未增加太多,同时带来更高的使用便捷性。
  
  据悉,当前在一些出往欧美市场的电源领域,通常会存在一些硬性指标,例如高品质EMCEMI这类要求,而采用液态电容尚无法达到良好的滤波效果,但如果采用固态电容便能够很轻松解决此问题。此外,在工业电源、继电器、光伏等领域,固态电容也都拥有不错的应用前景。
  
  我并不看好固态电容在LED领域应用的原因,在于它现在已经趋近饱和的状态。反而我更期待的是另外一块市场。陈正华提到。
  
  在手机的充电器领域,当前大多采用的仍是液态电容,因此电流非常小,充电一般需要2-3个小时。但如果采用固态电容,它可以实现低压大电流,手机的充电过程能够节省到5-10分钟,这将大大提高用户使用的便捷性。陈正华表示,如果这块市场能够迅速起量,固态电容的应用前景将会非常巨大。

  小贴士
  
  电容寿命计算公式:
  
  液态:温度每降低10,寿命提高2倍;
  
  固态:温度每降低20,寿命提高10倍。
  
  因此,以95的情况下,液态电容寿命达到10000小时为例,85时达到20000小时;
  
  而以125的情况下,固态电容寿命达到7000个小时为例(实验室状态)105时达到70000小时,85时达到700000小时。