茅于海:解析LED燈具的功率因數(shù)
序號名稱設(shè)備容量(W)功率因數(shù)無功功率(var)視在功率(VA)
這些數(shù)據(jù)當(dāng)然僅供參考而已。
需要說明的是:
1、凡是電熱電器功率因數(shù)都是等于1,因?yàn)樗鼈兌际请娮柝?fù)載。
2、凡是帶馬達(dá)的家用電器(大多數(shù)白色家電)都是感性負(fù)載。
3、凡是帶變壓器的家用電器(電視機(jī)、音響)也都是感性負(fù)載。
4、24小時連續(xù)工作的電冰箱是一個耗電很大、功率因數(shù)很低的感性負(fù)載。
5、其中的照明燈具因?yàn)橹饕前谉霟?,所以功率因?shù)才會接近1。
各種燈具的功率因數(shù)
我們知道白熾燈因?yàn)槭且粋€純電阻,它的功率因數(shù)當(dāng)然等于1。但是使用越來越多的日光燈和最近國家大力推廣的節(jié)能燈就不是這樣了。長期以來,日光燈都是用一個大電感和一個起輝器來啟動。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感性負(fù)載,它的功率因數(shù)只有0.51-0.56。以后改用電子鎮(zhèn)流器,功率因數(shù)要好一些,但是因?yàn)殡娮渔?zhèn)流器很容易燒毀,所以用得最多的還是電感鎮(zhèn)流器。
而節(jié)能燈的功率因數(shù)也是只有0.54左右,而且也是感性負(fù)載。
LED燈具的功率因數(shù)
因?yàn)長ED是一個半導(dǎo)體二極管,它需要直流供電,如果用市電供電的話,就一定會有一個整流器,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(xiàn)紋波閃爍,通常都需要加上一個大電解電容。而后面的LED可以近似為一個電阻,所以整個電路如圖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。所以整個系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng)。而本來功率因數(shù)是針對線性系統(tǒng)定義的,而且要求輸入輸出電壓電流都是同頻率的正弦形,否則的話無法采用Cosφ。但是在非正弦系統(tǒng)中,因?yàn)殡妷弘娏鞑ㄐ味疾皇钦也ǎ菦]有什么相位角可以說的。所以非線性系統(tǒng)中的功率因數(shù)必須重新
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