MLCC完全替代LED電源中電解電容的可行性分析

    日本注重LED燈具的壽命和舒適性。LED燈具頻閃曾經讓一名日本市政廳官員暈倒。TDK專家將LED照明燈具里的MLCC替換為電解電容，并且做了頻閃測試。測試發現，用MLCC去替換電解電容時不能同等容量進行替換。日本一些領先廠商已經開發出全部使用MLCC的LED燈具，這種替換思路已經在日本獲得廣泛認同。   

    眾所周知，日本今年發生了很多事情，大海嘯和日本地震，引起日本主要電子供應廠商交貨出現一些問題，另外一個是日本限電的因素，由于他們的產線不能按照預期去營運，所以日本廠商的電子貨品出現一些交貨期的隱患。另外一個因素是日幣升值，間接引起日本電子元器件的價格偏高，所以在日本的電子元器件廠商成本管控方面壓力非常大。   

    LED照明主要分為兩大類：一是室內照明，一是室外照明。室內照明里有應用在公共場所或者產線上大型的照明，它的使用環境非常惡劣。這種使用環境也間接導致使有壽命的隱患。二是室外照明，比較典型的是路燈照明。路燈照明長期在外部溫度下使用，特別是像北方溫差比較大的情況下，LED照明會受比較大的溫差影響，用在燈具里面的電解電容比較多。電解電容在高低溫下，性能表現較差，間接影響了它的壽命。目前在LED照明行業里，壽命方面仍存在一些隱患性的問題，短時間出現故障的問題也沒有得到徹底的解決。   

    以LED室內燈為例，由于在密封環境下使用，所以它在使用過程中會出現電子自身發熱的現象，而且內部環境的溫度也是非常高的。目前LED照明主流的電解電容在高溫下的表現不是很好。從這個隱患來考慮，TDK建議用MLCC去替代電解電容解決使用壽命上存在的隱患問題。TDK從1971開始生產MLCC，在日本本土有4間主工廠，主要做陶瓷電解電容核心的工序。TDK在日系的元器件廠商當中，是唯一一家把前工序放在日本本土的企業，說明TDK在品質管控方面的要求也非常高。    

    電解電容與MLCC的特性比較   

    電解電容有一個很大的特點，就是ESR值比較高。如果ESR比較高，會以發熱的形式損耗掉，所以電解電容自身發熱是比較嚴重的。另外，它的紋波電流比較高，同樣會引起自身發熱非常嚴重。ESR加上紋波電流，自身發熱達到一定程度會加速電解液揮發的速度，容量也會衰減，整個呈現惡性循環的趨勢。  

    另外，助焊劑里面我們會使用鹵素元素，也會間接引起電壓的變化。MLCC跟電解電容一樣，也有它的缺點和優點。MLCC最主要的特點是壽命比較長，另外它在高溫和低溫下的表現非常一致，它的特性在高溫和低溫下面不會有太大差異。  

    MLCC缺點：  

    1. 跟同等容量的電解電容相比，MLCC單價會比較高；  

    2. MLCC有偏壓的特性，它的容量跟施加的電壓呈衰減的趨勢，  

    3. MLCC的容量范圍比較小，MLCC不可能像電解電容那樣隨隨便便就可以做到200萬、 300萬。  

    LED燈具頻閃導致日本一位官員暈倒  

    日本業界目前發生比較普遍的現象是，人們長期在房間里面工作時容易感到疲勞，后來發現原因是頻閃。如果電燈電力供應不足會出現頻閃現象，大約小于30%時人們容易感到疲勞感。  

    目前LED照明比較流行，日本政府市政廳把普通的節能燈全部換成LED照明，后來發生一件事，一個政府官員在工作當中突然暈倒了，后來查明原因是跟LED頻閃現象有關，LED頻閃會讓人引起疲勞感。為了解決這種現象，各個廠商也做了很多的努力，有一種回路叫PFC回路，像國內的廠商已經在用了，這個屬于PFC回路的填谷回路。在第一次整流過后，在第一次平滑的階段，如果電壓下去，電流會有一個中斷現象。如果有中斷現象，就會出現頻閃。