無(wú)電解電容線性恒流源的利弊——茅于海

圖六. BP5108連接示意圖

在220V時(shí)，當(dāng)整流后電壓升到104.7V時(shí)，第一串40顆LED開(kāi)始導(dǎo)通（其電壓為134V）；當(dāng)電壓再增加34.89V時(shí)，第二串23顆LED開(kāi)始和第一串LED串聯(lián)并導(dǎo)通（其電壓為76V）；當(dāng)電壓再增加25.21V時(shí)，第三串23顆LED再串入并導(dǎo)通（其電壓為76V），最后三串LED都以30.8mA的最大電流導(dǎo)通（額定電流為20mA）。因?yàn)檫@時(shí)候電流的波形比較接近正弦波，而且和電壓波形同相，所以功率因數(shù)可以高達(dá)0.968，效率也可以有90.6%。

其詳細(xì)的電路圖如圖七所示。圖中前面三個(gè)（兩個(gè)保護(hù)，一個(gè)整流橋）是公有的，一個(gè)電感和一個(gè)電容是為了降低電磁干擾EMI所需的濾波器，因?yàn)檫@個(gè)本來(lái)是線性恒流源變成開(kāi)關(guān)型了。再加上后面11個(gè)電阻，三個(gè)電容和三個(gè)MOS管，一共22個(gè)元器件，而且MOS管需要采用2N60，也是體積大價(jià)錢貴的器件。

圖七. BP5108具體電路圖

四、無(wú)電解電容線性恒流源的得失

這種無(wú)電解電容線性恒流源值所以要去掉電解電容是因?yàn)閮蓚€(gè)原因：

電解電容壽命短 其實(shí)這是一般人的誤解。當(dāng)然這種誤解也是從大量的實(shí)例中得到的。其主要原因是中國(guó)市場(chǎng)上充斥著大量的劣質(zhì)電解電容，這些電解電容的確壽命很短。但這并不意味著凡是電解電容其壽命就一定短。

電解電容有兩種，一種是液態(tài)電解質(zhì)的，另一種是固態(tài)電解質(zhì)的。液態(tài)電解電容壽命比較短，那是因?yàn)橐后w會(huì)干枯的原因。所以新的長(zhǎng)壽命電解電容就采用固態(tài)電解質(zhì)。而固態(tài)電解電容的壽命據(jù)稱可以達(dá)到23年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了LED的壽命。但是固態(tài)電解電容的價(jià)錢比較貴。

那么是不是液態(tài)的電解電容就不能做到長(zhǎng)壽命呢？完全不是這樣，業(yè)者都知道日本的紅寶石電解電容的壽命在105℃時(shí)可以達(dá)到10,000小時(shí)，而溫度每降低10度，壽命延長(zhǎng)一倍，在85度的環(huán)境溫度就可以有4萬(wàn)小時(shí)，在75度就可以有8萬(wàn)小時(shí)，完全可以滿足LED的需要。而其價(jià)錢也不是貴到不可接受的程度。而最近紅寶石公司更開(kāi)發(fā)出了壽命更長(zhǎng)一倍的小體積LLE系列的電解電容，其105℃時(shí)的壽命高達(dá)20,000小時(shí)，專門供給小體積球泡燈使用。而且國(guó)內(nèi)也已經(jīng)有廠家可以生產(chǎn)和紅寶石媲美的液態(tài)電解電容了。

所以電解電容的壽命本來(lái)就不是問(wèn)題。加上電解電容以后功率因數(shù)無(wú)法提高

首先讓我們來(lái)看一下國(guó)家規(guī)定：根據(jù)中國(guó)室內(nèi)照明LED球泡燈標(biāo)準(zhǔn)的草稿中規(guī)定功率因數(shù)不得低于0.75，但在照明用LED驅(qū)動(dòng)電源通用規(guī)范中規(guī)定5W，不要求，5W-25W，一級(jí)為>0.85，二級(jí)為>0.7，美國(guó)能源之星對(duì)5W的球泡燈沒(méi)有要求，但對(duì)于>5W的LED燈具要求PF>0.7 (ANSIC82. 77-2002LM -79-08), 03/22/2010。所以5W以下對(duì)功率因數(shù)都是沒(méi)有要求的。這里也想說(shuō)幾句公道話。我們國(guó)家對(duì)15W以下節(jié)能燈的功率因數(shù)沒(méi)有要求，而15W以上才有要求。

其實(shí)功率因數(shù)還應(yīng)該要看是容性還是感性的。通常家里和居民區(qū)是以感性為主，因?yàn)楹芏喟咨译娤耠姳?、洗衣機(jī)、空調(diào)里都有馬達(dá)，都是感性負(fù)載；甚至像電視機(jī)、音響等黑色家電里都有變壓器，也是感性負(fù)載。至于日光燈電感鎮(zhèn)流器和節(jié)能燈里的電子鎮(zhèn)流器也都是感性負(fù)載。而電解電容則是容性負(fù)載，二者還可以補(bǔ)償。從這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)看，對(duì)于采用電解電容的LED燈具，國(guó)家在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不但不應(yīng)該對(duì)功率因數(shù)加以限制，還應(yīng)該加以鼓勵(lì)和獎(jiǎng)勵(lì)才對(duì)。

不管怎樣，因?yàn)長(zhǎng)ED球泡燈主要是用來(lái)取代白熾燈。最常用的白熾燈是40W和60W。按照目前LED的發(fā)光效率，5W的LED球泡燈就可以取代40W的白熾燈了。過(guò)不了1-2年，5W的球泡燈也可以取代60W的白熾燈，所以對(duì)于LED球泡燈，功率因數(shù)就根本不是問(wèn)題。更何況即使采用電解電容，只要對(duì)其充電電流加以限制也很容易就能把功率因數(shù)提高到0.7以上。

由此可見(jiàn)，不論是壽命還是功率因數(shù)，采用電解電容都不是問(wèn)題。

那么像前面那幾種方法去掉電解電容以后有什么問(wèn)題和缺點(diǎn)呢，有的：

1. 無(wú)電解電容方案會(huì)帶來(lái)發(fā)光的閃爍。我們知道LED只有在有電流流過(guò)時(shí)才會(huì)發(fā)光，而從圖三的電流波形圖里可以看出它的發(fā)光是以電源頻率的一倍（橋式整流）而間斷的。在中國(guó)就是100Hz，在美國(guó)就是120Hz。人類可以感受到的最高閃爍頻率是70Hz。這種閃爍，雖然人眼感覺(jué)不到，但是不等于對(duì)人類沒(méi)有危害。

據(jù)報(bào)道，主要的妨礙就是頭昏，眼睛勞損，而偏頭痛還會(huì)增加中風(fēng)的危險(xiǎn)。