茅于海:解析LED燈具的功率因數

序號名稱(chēng)設備容量(W)功率因數無(wú)功功率(var)視在功率(VA)
這些數據當然僅供參考而已。
需要說(shuō)明的是:
1、凡是電熱電器功率因數都是等于1,因為它們都是電阻負載。
2、凡是帶馬達的家用電器(大多數白色家電)都是感性負載。
3、凡是帶變壓器的家用電器(電視機、音響)也都是感性負載。
4、24小時(shí)連續工作的電冰箱是一個(gè)耗電很大、功率因數很低的感性負載。
5、其中的照明燈具因為主要是白熾燈,所以功率因數才會(huì )接近1。
各種燈具的功率因數
我們知道白熾燈因為是一個(gè)純電阻,它的功率因數當然等于1。但是使用越來(lái)越多的日光燈和最近國家大力推廣的節能燈就不是這樣了。長(cháng)期以來(lái),日光燈都是用一個(gè)大電感和一個(gè)起輝器來(lái)啟動(dòng)。點(diǎn)亮以后大電感就串聯(lián)在電路里,所以它基本上是一個(gè)感性負載,它的功率因數只有0.51-0.56。以后改用電子鎮流器,功率因數要好一些,但是因為電子鎮流器很容易燒毀,所以用得最多的還是電感鎮流器。
而節能燈的功率因數也是只有0.54左右,而且也是感性負載。
LED燈具的功率因數
因為L(cháng)ED是一個(gè)半導體二極管,它需要直流供電,如果用市電供電的話(huà),就一定會(huì )有一個(gè)整流器,通常是二極管整流橋。為了得到盡可能平滑的直流避免出現紋波閃爍,通常都需要加上一個(gè)大電解電容。而后面的LED可以近似為一個(gè)電阻,所以整個(gè)電路如圖3所示。
圖3.LED燈具的等效電路
其各種電流電壓如圖4所示。
圖4.橋式整流加電容濾波后的電壓電流波形
整流后的電壓電流波形都不是正弦波,而且雖然整流前的電壓波形是正弦波,但是其電流波形也不是正弦波。所以整個(gè)系統是一個(gè)非線(xiàn)性系統。而本來(lái)功率因數是針對線(xiàn)性系統定義的,而且要求輸入輸出電壓電流都是同頻率的正弦形,否則的話(huà)無(wú)法采用Cosφ。但是在非正弦系統中,因為電壓電流波形都不是正弦波,是沒(méi)有什么相位角可以說(shuō)的。所以非線(xiàn)性系統中的功率因數必須重新
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