引言
　　LED行業(yè)經(jīng)歷輪番的大洗牌，產(chǎn)業(yè)鏈各端陸續(xù)進(jìn)入微利時(shí)代，作為L(zhǎng)ED電源核心元器件的電解電容亦難擋低價(jià)重壓。有人預(yù)測(cè)，今年仍存在降價(jià)10%的可能性。且隨著光電引擎無(wú)電解電容方案的大熱，LED電解電容面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。那么，LED電解電容未來(lái)發(fā)展的方向在哪里？
　　01  
　　體積與壽命
　　電解電容器的兩座大山
　　LED壽命取決于電源，電源壽命則受制于電容器，在行業(yè)對(duì)電容器體積與壽命呼聲越來(lái)越高之際，本土電容企業(yè)能否順利翻過(guò)這兩座大山，穿過(guò)價(jià)格戰(zhàn)的泥潭，在高端應(yīng)用場(chǎng)合一展拳腳？
　　龐大的體積與LED小體量趨勢(shì)
　　背道而馳
　　電解電容器是開關(guān)電源中一次和二次回路濾波電路中最重要的器件之一，電解電容器的等效電路被認(rèn)為是理想電容器與寄生電感、等效串聯(lián)電阻的串聯(lián)。由于電解電容器多數(shù)采用卷繞結(jié)構(gòu)，很容易擴(kuò)大體積，因此單位體積電容量非常大，比其它電容大幾倍到幾十倍。
　　上海歐切斯實(shí)業(yè)有限公司工程師危檢平認(rèn)為，大電容量的獲取是以體積的擴(kuò)大為代價(jià)的，現(xiàn)代開關(guān)電源要求越來(lái)越高的效率，越來(lái)越小的體積，電容器的體積已經(jīng)成為一個(gè)較為嚴(yán)重的問(wèn)題。危檢平提到，變換器多采用升壓電路，因此要求耐高壓的鋁電解電容器。這樣一來(lái)，利用以往技術(shù)制造的鋁電解電容器，由于要吸收比以往更大的脈動(dòng)電流，不得不選擇大尺寸的電容器。結(jié)果，使電源的體積龐大，難以用于小型化的電子設(shè)備，尤其是LED越來(lái)越往小體量方向發(fā)展。
　　深圳市萊福德光電有限公司市場(chǎng)總監(jiān)李少科在接受采訪時(shí)表示，從萊福德電源使用的元件看，電解電容占電源很大的體積，這導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)電源體積變大。
　　明緯(廣州)電子有限公司研發(fā)副總經(jīng)理彭希和也提到，LED驅(qū)動(dòng)因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)上朝縮小體積與降低成本發(fā)展，同時(shí)要應(yīng)付惡劣的使用環(huán)境，對(duì)設(shè)計(jì)者的需求多會(huì)要求，希望加大電容的容比以滿足小體積的需求。
　　阿拉丁新聞中心對(duì)業(yè)內(nèi)一些電源企業(yè)進(jìn)行采訪時(shí)發(fā)現(xiàn)，被提及頻率最多的一個(gè)問(wèn)題，就是電容器的存在導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)電源體積變大這一問(wèn)題。電容器、變壓器以及電感，影響LED驅(qū)動(dòng)電源體積的“三大件”，電容首當(dāng)其沖。LED電源以及LED燈具都在往小體量方向發(fā)展，電容的存在恰恰阻礙或者放緩了這一發(fā)展趨勢(shì)的步伐。而從目前市面上一些替代性的方案如“去電源化”，雖然省去了“三大件”在體量上有了極大的飛躍，然而產(chǎn)品的性能方面又出現(xiàn)了不可避免的短板，無(wú)法獲得廣泛的認(rèn)可。體量與性能，似乎成為了LED驅(qū)動(dòng)電源不可兼得的東西，這也是擺在電容企業(yè)面前的一大難題。
　　溫度適應(yīng)性低導(dǎo)致壽命短
　　成電容器短板
　　LED行業(yè)有一種比較流行的說(shuō)法是，80%的LED燈具失效問(wèn)題都是由LED驅(qū)動(dòng)電源引起的，或許我們都錯(cuò)怪LED驅(qū)動(dòng)電源了，真正出問(wèn)題的其實(shí)是LED電源里面的一個(gè)元件——電容器。
　　英飛特電子市場(chǎng)策劃中心經(jīng)理張偉莉提到，目前高溫情況下電解電容的可靠性及穩(wěn)定性仍然偏低，特別是高壓電解電容在遠(yuǎn)低于預(yù)期壽命的階段發(fā)生非正常失效的現(xiàn)象仍非常普遍，這一問(wèn)題在工作環(huán)境惡劣的LED燈具中尤為突出。
　　茂碩電子產(chǎn)品總監(jiān)陳浩表示，電容器對(duì)工作溫度的適應(yīng)性需要更寬，如在極寒地區(qū)電解液會(huì)因冷凍而導(dǎo)致容值變化，最終影響驅(qū)動(dòng)電源無(wú)法正常工作，而溫度太高則又會(huì)影響壽命。
　　彭希和提到，LED驅(qū)動(dòng)多是裝置在燈具內(nèi)驅(qū)動(dòng)，本身的溫升加上燈具的溫升對(duì)電解電容來(lái)說(shuō)很容易會(huì)超過(guò)溫度上限，雖然這有賴燈具系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師的認(rèn)知，但實(shí)際應(yīng)用往往會(huì)超過(guò)電容的耐溫上限，需要電解電容本身具有良好的耐溫性能。
　　常用的電解電容都是采用液態(tài)電解液的電解電容，一旦電解液干了，電容量自然就沒有了，溫度越高，電解液就越容易蒸發(fā)。目前所有電解電容都是標(biāo)出在105℃下的壽命。簡(jiǎn)單地說(shuō)，如果環(huán)境溫度高于105℃，那么它的壽命就會(huì)低于1，000小時(shí)，如果環(huán)境溫度低于105℃，那么它的壽命就高于1，000小時(shí)，環(huán)境溫度與電容器壽命有一個(gè)最簡(jiǎn)單而容易計(jì)算的關(guān)系，那就是環(huán)境溫度每升高10度，壽命就降低一半；反過(guò)來(lái)，環(huán)境溫度每降低10度，壽命就增加一倍。
　　在一些極寒地區(qū)，電解液活性下降甚至直接無(wú)法工作，而溫度過(guò)高則又會(huì)大大縮短電解電容器的壽命。受到LED體積不斷變小導(dǎo)致LED內(nèi)部空間壓縮、散熱設(shè)計(jì)的好壞、密封工藝以及價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的以次充好等因素的影響，電容器的壽命以及可靠性，成為電源企業(yè)呼聲最大的一個(gè)環(huán)節(jié)。
　　國(guó)產(chǎn)電容器創(chuàng)新能力較低，
　　產(chǎn)品品質(zhì)無(wú)法滿足應(yīng)用
　　張偉莉認(rèn)為，電解電容作為低成本、高能量密度的儲(chǔ)能元件在電源設(shè)計(jì)中扮演了重要的角色，雖然在電源設(shè)計(jì)中完全取消電解電容并不存在太多技術(shù)上的障礙，但總會(huì)引起諸如防雷能力降低、一些電氣技術(shù)指標(biāo)變差等一系列問(wèn)題，這些問(wèn)題雖然都有技術(shù)手段去解決，但往往會(huì)顯著增加電源的成本，性價(jià)比很難得到廣泛認(rèn)可。
　　因此，未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)電解電容在中大功率的主流LED電源產(chǎn)品中仍將存在，在一些對(duì)價(jià)格不敏感，對(duì)壽命和可靠性更為關(guān)注的高端場(chǎng)合，電解電容的設(shè)計(jì)可能受到歡迎。
　　與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)的電容產(chǎn)品，其品質(zhì)無(wú)法滿足高端市場(chǎng)的應(yīng)用需求，只能作為一種備用品出現(xiàn)，處境相當(dāng)尷尬。本土的電容企業(yè)，一方面起步較晚，在沒有經(jīng)過(guò)時(shí)間洗禮下底蘊(yùn)方面有所欠缺，創(chuàng)新能力略顯不足；另一方面，快速發(fā)展的中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)致企業(yè)過(guò)早開啟價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，大部分企業(yè)存在“撈快錢”現(xiàn)象，進(jìn)一步加劇了產(chǎn)品品質(zhì)問(wèn)題。
　　電容企業(yè)在面對(duì)體積與壽命這兩座大山的同時(shí)，還要考慮價(jià)格戰(zhàn)帶來(lái)的沖擊，或許，接下來(lái)就是真正考驗(yàn)本土電容企業(yè)創(chuàng)新能力的時(shí)候了吧。
　　02 
　　電解電容走向精細(xì)化：
　　低壓貼片方案為行業(yè)提供借鑒思路
　　LED電解電容與電源壽命之間的討論持續(xù)不斷，此前充斥行業(yè)的“LED燈具之所以壽命短主要是電源的壽命短，而電源之所以壽命短是因?yàn)殡娊怆娙輭勖?rdquo;的看法雖然較為片面，但也讓市場(chǎng)對(duì)于電解電容的品質(zhì)提出諸多要求，電解電容品質(zhì)不足和品質(zhì)過(guò)剩問(wèn)題都促使電解電容企業(yè)提出更高效的解決方案。
　　電解電容作為L(zhǎng)ED電源的關(guān)鍵性元器件，其壽命決定LED燈的壽命，但另一方面，考慮到電路板面積和電源設(shè)計(jì)的限制，電容需要縮小體積，并保持良好的耐高溫性質(zhì)，如何平衡兩者的關(guān)系？綜合當(dāng)下電容小型化、長(zhǎng)壽命、高可靠度的需求，在追求最優(yōu)性價(jià)比的前提下，各家電解電容企業(yè)的技術(shù)解決方案又有哪些亮點(diǎn)，可以為行業(yè)的發(fā)展提供更多思路？
　　各家企業(yè)對(duì)于LED電容的產(chǎn)品特性要求各異，目前來(lái)說(shuō)性價(jià)比是主導(dǎo)因素，但市場(chǎng)最終會(huì)走向高端制造發(fā)展的道路，為此，云星亦推出了貼片式鋁電解電容，解決部分高端客戶對(duì)于機(jī)器貼片生產(chǎn)的要求，即機(jī)器自動(dòng)化。
　　綜合各種技術(shù)方案，延長(zhǎng)LED電解電容壽命可以從內(nèi)部和外部雙重因素上提出技術(shù)解決方案。
　　目前常用的電解電容主要采用液態(tài)電解液，而電解液與工作環(huán)境溫度息息相關(guān)，一般簡(jiǎn)單可以大致認(rèn)為，環(huán)境溫度每升高10度，其壽命就會(huì)降低一半；反過(guò)來(lái)，環(huán)境溫度每降低，壽命就會(huì)增加一倍，因此耐高溫成為電解電容亟需突破的技術(shù)要點(diǎn)。針對(duì)于此云星電子導(dǎo)針型LED電解電容方案值得關(guān)注，其針對(duì)于此推出兩款耐高溫貼片新產(chǎn)品：涂膜鋁殼貼片可通過(guò)260℃回流焊不鼓底，另一款內(nèi)防爆鋁殼加套管貼片通過(guò)240℃回流焊不鼓底，主打性價(jià)比。
　　針對(duì)低壓與中高壓兩種貼片電解方案，云星電子也提出不同針對(duì)性解決方案。作為比較成熟的低壓貼片電解市場(chǎng)，一般廠商電解液采用 γ -丁內(nèi)脂體系，可以保證不含水，寬溫性能較為良好，但是與此同時(shí)缺點(diǎn)也較為突出，品控要求嚴(yán)格，一致性和穩(wěn)定性很難把握，同時(shí)我們知道，電解電容還應(yīng)該在使用上更加注重減小紋波電流對(duì)其的影響，產(chǎn)品阻抗性較差對(duì)電解電容的品質(zhì)提出嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。
　　云星電子則另辟蹊徑，采用其他混合溶劑，既保證了產(chǎn)品的寬溫特性(可通過(guò)260℃回流焊)，且對(duì)制作過(guò)程中的濕氣等管控也沒有 γ -丁內(nèi)脂體系嚴(yán)格，可以保證每一批產(chǎn)品的壽命特性良好，且高頻下的阻抗大大低于 γ -丁內(nèi)脂體系的貼片電解。
　　對(duì)于中高壓貼片電解市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，受終端市場(chǎng)板子結(jié)構(gòu)原因以及部分技術(shù)難點(diǎn)掣肘，量產(chǎn)并銷售的長(zhǎng)壽命貼片需求與應(yīng)用并太高，但隨著終端市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的更新，相關(guān)需求相信也會(huì)快速增長(zhǎng)。針對(duì)于此，云星電子通過(guò)材料與結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使得中高壓貼片電解的壽命可長(zhǎng)達(dá)12000H，作為行業(yè)來(lái)說(shuō)，借鑒意義重大。
　　電解電容下一階段的增長(zhǎng)可能會(huì)在LED的替代市場(chǎng)，而這也對(duì)電解電容企業(yè)下一步產(chǎn)品方案提供了思路借鑒。解決LED燈的小型化需求以及日益增長(zhǎng)的自動(dòng)化生產(chǎn)需求，企業(yè)將更加需要注重提供客制化的解決方案及服務(wù)。
　　03  
　　微利時(shí)代，
　　LED電解電容的破局之道
　　LED行業(yè)經(jīng)歷輪番的大洗牌，產(chǎn)業(yè)鏈各端陸續(xù)進(jìn)入微利時(shí)代，作為L(zhǎng)ED電源核心元器件的電解電容亦難擋低價(jià)重壓。“LED整體價(jià)格下降太快，我們只能通過(guò)量的增長(zhǎng)，以減低價(jià)格下降對(duì)公司營(yíng)運(yùn)業(yè)績(jī)的不利影響。”國(guó)內(nèi)LED電解電容品牌企業(yè)福建云星電子有限公司總經(jīng)理陳正華曾在受訪時(shí)表示。縱然LED電解電容產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)接近底線，但今年仍存在10%降價(jià)空間的可能性。
　　另外，線性IC隨著光電引擎的大熱，市場(chǎng)逐步起量，其中的無(wú)電解電容方案直指?jìng)鹘y(tǒng)電容，對(duì)于電解電容企業(yè)提出極大的挑戰(zhàn)。未來(lái)電解電容或?qū)⒅饾u淡出市場(chǎng)？
　　電解電容仍然必不可少
　　阿拉丁新聞中心深入了解，大部分電源企業(yè)均認(rèn)為未來(lái)電解電容仍是不可或缺的關(guān)鍵元器件之一，尤其在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所、路燈及要求較高的無(wú)頻閃照明應(yīng)用方面。“無(wú)電解電容帶來(lái)的高紋波電流而導(dǎo)致的低頻閃爍會(huì)對(duì)人眼或生理上造成不適。”廣東科谷電源股份有限公司研發(fā)經(jīng)理譚超如是說(shuō)。
　　全漢企業(yè)股份有限公司LED電源事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理郭俊雄認(rèn)為，電解電容的優(yōu)勢(shì)在于高容值及低成本，雖然使用條件受限制，但仍然可以滿足大部分室內(nèi)商業(yè)環(huán)境的使用。“在沒有其它新材料取代的情況下，目前仍有存在的必要。”
　　電解電容作為低成本、高能量密度的儲(chǔ)能元件，在電源設(shè)計(jì)中扮演了重要的角色。雖然在電源設(shè)計(jì)中完全取消電解電容，并不存在太多技術(shù)上的障礙，但會(huì)引起防雷能力降低、電氣技術(shù)指標(biāo)變差等一系列問(wèn)題。通過(guò)技術(shù)手段可解決這些問(wèn)題，但也會(huì)顯著增加電源的成本，性價(jià)比相應(yīng)降低。
　　英飛特電子市場(chǎng)策劃中心經(jīng)理張偉莉總結(jié)道，“在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)電解電容在中大功率的主流LED電源產(chǎn)品中仍將存在；而在一些對(duì)價(jià)格不敏感，更為關(guān)注壽命和可靠性的高端場(chǎng)合，無(wú)電解電容的設(shè)計(jì)可能受到歡迎。當(dāng)然愿意犧牲功率因數(shù)或LED紋波電流等一些技術(shù)性能，以換取無(wú)電解電容設(shè)計(jì)的低端應(yīng)用就另當(dāng)別論了。”
　　茂碩電子產(chǎn)品總監(jiān)陳浩認(rèn)為未來(lái)電解電容在特定應(yīng)用上如儲(chǔ)能、濾波、耦合及輸出平滑上仍有不可替代的作用。如在電源適配器、汽車充電樁、逆變器等領(lǐng)域，電解電容是其中必不可少的主要儲(chǔ)能器件。
　　電源企業(yè)在肯定電解電容的存在價(jià)值的同時(shí)，也對(duì)其提出了更高的技術(shù)及性能需求，如小體積、大容量、低紋波電流、長(zhǎng)壽命、提高工作溫度等等。
　　“電解電容需在不降低可靠性和壽命的基礎(chǔ)上提升對(duì)紋波電流的耐受能力，這有助于降低開關(guān)電源的體積和成本。另外，電解電容對(duì)高頻紋波的濾波效果及耐過(guò)壓能力也需要提升。”張偉莉道出了電源企業(yè)對(duì)電解電容的提升要求。
　　明緯(廣州)電子有限公司研發(fā)副總彭希和認(rèn)為電解電容首要是品質(zhì)能穩(wěn)定受控，接著才是特性上的突破，“這需要電解廠商對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的品質(zhì)控制，但目前能夠認(rèn)真制作電容的廠商感覺已經(jīng)不多。”
　　電解電容的破局之道
　　微利時(shí)代的重壓、電容仍存的諸多詬病、新技術(shù)的沖擊、下游客戶源源不斷的優(yōu)化需求……在新的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，LED電解電容企業(yè)該如何發(fā)展？
　　針對(duì)傳統(tǒng)液態(tài)鋁電解電容的壽命短板，電解電容企業(yè)推出了固態(tài)電解，其具高穩(wěn)定性長(zhǎng)壽命的特性，能優(yōu)化新型高端電源線路設(shè)計(jì)中的大部分應(yīng)用要求。但由于價(jià)格較高，目前這一產(chǎn)品的市場(chǎng)主要定位于消費(fèi)類電源通訊類電源市場(chǎng)，在LED領(lǐng)域則較多應(yīng)用于使用條件嚴(yán)苛的戶外領(lǐng)域。
　　“這一產(chǎn)品將是鋁電解電容未來(lái)發(fā)展的方向，市場(chǎng)前景廣闊，但從目前的技術(shù)來(lái)看，固態(tài)電容要替代液態(tài)鋁電解電容還有很長(zhǎng)的路要走。”陳正華分析，一是由于固態(tài)電解電壓的應(yīng)用范圍仍然局限于中低壓，高壓在技術(shù)層面仍然有很長(zhǎng)的路要走；二是液態(tài)鋁電解電容技術(shù)成熟，可滿足大部分市場(chǎng)的要求，且成本優(yōu)勢(shì)明顯，特別是對(duì)于普通照明市場(chǎng)，鋁電解電容的成本優(yōu)勢(shì)無(wú)可動(dòng)搖。
　　為搶占高端市場(chǎng)這一較高毛利的增量市場(chǎng)份額，電解電容企業(yè)未來(lái)的研發(fā)重點(diǎn)是降低固定電解成本、提高電壓應(yīng)用范圍。
　　眾所周知，變壓器和電解電容占據(jù)電源元件當(dāng)中的大部分體積，且考慮到電路板面積的限制，電容小型化被認(rèn)為是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
　　陳正華表示，隨著社會(huì)不斷進(jìn)步及應(yīng)用上的快捷要求，未來(lái)微型封裝器件的發(fā)展大有替代普通封裝器件的趨勢(shì)。小體積電解電容，特別是貼片式鋁電解電容，作為一種質(zhì)量輕、厚度薄、體積小的新型被動(dòng)元器件，適用于結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、精度高的各類電子產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊。
　　同時(shí)工業(yè)4.0時(shí)代對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)提出更高要求，小體積的貼片式鋁電解電容切合這一應(yīng)用趨勢(shì)，受各大高端市場(chǎng)的認(rèn)可。“小體積、長(zhǎng)壽命、低價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)將是未來(lái)LED電解電容企業(yè)發(fā)展方向。”
　　據(jù)了解，在LED業(yè)務(wù)方面，云星在小體積化市場(chǎng)的份額已達(dá)到90%以上。但隨著LED對(duì)電解的體積要求日漸“苛刻”，需要企業(yè)與供應(yīng)鏈進(jìn)行合作及整合，更好地將超小型化的電解運(yùn)用到LED產(chǎn)品上。在現(xiàn)階段，如果不從技術(shù)材料及核心設(shè)備方面改進(jìn)，就很難實(shí)現(xiàn)超小型化的要求。
　　小結(jié)
　　近兩年鋁電解電容的利潤(rùn)還是聚集在LED的替代市場(chǎng)，但這一部分市場(chǎng)并沒有爆炸式增長(zhǎng)的可能，若只堅(jiān)持在通用照明這一紅海市場(chǎng)開拓，發(fā)展之路何其艱辛。LED電解電容企業(yè)應(yīng)該結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，或是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，攻克小型化市場(chǎng)；或是提供客制化的的解決方案及服務(wù)，符合多元化時(shí)代的需求；或是開辟固態(tài)電解、融入智能化等新藍(lán)海領(lǐng)域，謀求高毛利市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)華麗轉(zhuǎn)型。