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陶瓷电容老化,容值如何估算?关键是要理解“十倍时”的概念


随着时间的推移,陶瓷电容会因结构的变化而失去一部分容值。这种损耗是无法避免的,但可以测量并确定。原厂通常会使用十倍时作为这一损失的计量单位。

LED应用需要直流电才能运行。然后,本文将介绍一些当前的AC到DC线路驱动器问题,以及制造商如何解决该问题以便为LED提供DC电源。

背景

操作LED系统的最简单方法是拥有随时可用的DC电源,例如可用来驱动电流的电池。使用电池作为直流电源的优点是可以设计相对简单的电路,该电路可以根据所使用的LED的特定电压在相对安全的电压下进行操作。今天部署的许多分立照明类LED的标称电压约为3 VDC,可以串联,并联或串并联组合布置,以实现所需的光并与直流电源紧密匹配。尽管直流电是为LED供电的一种好方法,但很少有直流配电系统可用于一般照明照明。

相反,AC通常在家庭,工业,办公室和建筑物中无处不在-通常将其放置在经常部署LED照明系统的地方。AC系统固有地需要比DC更复杂的电路设计,因为必须进行AC到DC的转换。交流到直流线路驱动器的这种转换是LED照明行业目前面临的普遍挑战,因为它取代了白炽灯,荧光灯和卤素灯等其他技术,正在努力在几乎所有应用中实现LED。

怎么做的?

当前,许多电子和LED公司正在努力应对挑战,以提供支持LED照明应用中的交流电到直流电的直接转换的LED相关产品。首批将产品推向市场的公司之一是首尔半导体及其Acrich产品线。目前发货的Acrich2是完全集成的模块,与用于功率调节的IC结合在一起,专为交流驱动应用而设计,不需要传统的开关模式转换器,因为它可以通过两根线直接连接到交流电源。它采用了抽头式线性拓扑。这些LED模块还具有高功率因数,可以在许多照明应用中提供最佳的节能效果。首尔半导体公司宣布了Acrich3,

LED应用需要直流电才能运行。然后,本文将介绍一些当前的AC到DC线路驱动器问题,以及制造商如何解决该问题以便为LED提供DC电源。

设计工程师应注意应用中可以容许多少LED电流纹波。闪烁是客户注意到的有关AC-to-DC Direct Line解决方案的常见问题。闪烁是交流线路信号频率的结果,如前所述,该频率为50-60Hz,具体视国家/地区而定。在“抽头线性”解决方案中发现的100%电流纹波会引起频闪(闪烁)效应,这不仅会引起生理问题,而且在旋转机械的工作环境中也很危险。美国能源部已经发布了《固态照明技术简介》:“闪烁”,并指出“ LED闪烁特性主要取决于LED驱动器。”

创新的前进之路

德州仪器(TI)是致力于交流到直流线路驱动器问题的一家公司。德州仪器(TI)拥有屡获殊荣的LED驱动器和解决方案的完整产品组合,这些照明驱动器和解决方案使照明开发商能够灵活地优化其设计,以应对这一动态市场的严峻挑战。最近,德州仪器(TI)推出了两款产品,以提供一种更好,更轻松的方法来启用和转换用于LED照明系统的AC-to-DC。德州仪器(TI)交流解决方案与当今所有已知竞争对手相比的明显优势是,它可以实现低LED电流纹波,从而消除了闪烁问题。

陶瓷电容老化,容值如何估算?关键是要理解“十倍时”的概念

陶瓷电容真的会老化?什么是十倍时?

随着时间的推移,陶瓷电容会因结构的变化而失去一部分容值。这种损耗是无法避免的,但可以测量并确定。原厂通常会使用十倍时作为这一损失的计量单位。

举例而言,我们来检查一下KEMET料号为C1210C106K4RACTU的物料。这是具有X7R温度系数的10uF物料。KEMET将此物料的损失指定在回流焊接后特定时窗中的设计公差范围内,并使用十倍时来衡量此过程。在这种情况下,“十倍时”指的是比上一次测量时间长十倍的时间,即时间的对数尺度,而非线性尺度。为了更直观地说明,请查看以下由KEMET提供的简单图表。

陶瓷电容老化,容值如何估算?关键是要理解“十倍时”的概念

陶瓷电容老化,容值如何估算?关键是要理解“十倍时”的概念

电容老化电容老化

如图所示,在最后一次热循环后,电容每十倍时损失约5%的总电容值。在回流制程后一个小时,它的读数约为12uF。十个小时或十倍时后,它的电容将下降5%。一百个小时或二十倍时后,它又会下降5%。一千个小时或三十倍时后,它又会再下降5%,这符合其预期的设计公差。

每十倍时下降5%的现象将在电容的生命周期内无限期持续,直到它经受另一次超过130°C的热应力事件。这会将电容重置为12uF,并启动十倍计时器,从而实现物料的“去老化”。

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