中心議題：

• 電解電容與MLCC的特性比較
• LED燈具頻閃導致日本一位官員暈倒
• 在日本，MLCC替換電解電容的思路已經鋪開

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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。

我們也是在實際的基礎上做了一個這樣的測試，把電解電容替換為MLCC來看一下它的頻閃效果會不會得到很好的解決。首先粉紅色的地方是輸入的電壓，黃色部分是填谷后電壓的曲線，藍色部分是在LED電流的一個表現。客戶在原來的設計里面，在這里用了4.7uf的電解電容。大家可以看一下它的電流曲線，雖然它呈現出一種波形，但中間沒有斷，所以這種設計不會有閃頻的現象。

我們也用MLCC做了一個替換來看一下它整體的表現。用MLCC替換電解電容的時候，像電壓跟容量怎么選，也是大家一直在考慮的問題，所以我們也做了一個測試，就是用比4.7uf小一個型號2.2uf做測試。測試以后發現，黃色電壓部分就會下去。下去的話，這邊電流流過去就會出現中斷的現象，這樣會出現頻閃。就是說用MLCC替代電解電容的時候，如果用小容量進行替換就不能解決閃頻的現象。

我們接下來用大一點的容量，用10uf做試驗。用10uf做了試驗之后就是左下邊的圖，發現這種現象可以得到解決。從結果來看，這個試驗可以證明按照這個用途去用的話，其實用MLCC去替換電解電容是完全可以的。從這張圖上大家可以看到用MLCC去替換電解電容時就不能同等容量進行替換，你要選一個容量稍微大的MLCC才可以進行替換。如果大家做出口，如果往日本出口的話，日本是一個保證4萬小時壽命的國家。如果你用電解電容的話，根本沒辦法滿足他們燈泡要4萬小時的要求，所以大家普遍會考慮用MLCC去做。特別是是像這種室內燈，電解電容本身體積就很大，如果是這種小基板的話，MLCC就非常有優勢。 

在日本，MLCC替換電解電容的思路已經鋪開

現在在日本電解電容的壽命隱患也成為一個很大的問題，日本一些尖端的LED廠商也在開發全部用MLCC去做燈泡。日本某一個前端廠商，已經研發出這種電源，整個電源用的電容全部換成MLCC。（保密原因，圖片不能展示，僅僅是思路介紹）。在日本這種思路已經完全鋪開，像一些尖端的廠商已經在用MLCC去替換電解電容。

從三個方面考慮MLCC在LED照明領域的應用還是有可能性。接下來可能前端廠商走的這個路線比較多：從高壽命、小基板、薄型基板考慮，這種基板只有MLCC才可以貼上去。

在LED照明領域主要應用的MLCC分三類：一是中耐壓產品，100V到630V的產品；二是 高溫對應產品，150度對應的；三是疊容（耐機械應力，耐熱沖擊16V-630V）。疊容是旁邊用金屬支架支撐的電容，它在高溫下的性能非常高，在路燈上，比如交通燈、路燈應用的比較多一點。

像這三類產品，在下面的文件中有容量表，還有選型的一些思路，歡迎下載！
http://www.77uud.com/whitepaper/download?id=775