《LED的功率因素20160606》.pdf

关于探讨LED 灯具功率因数 茅于海：关于探讨LED 灯具功率因数 今天茅于海教授为你带来关于LED 灯具的功率因数的一些探讨。功率因数从来不是什 么问题，过去国家有规定，要功率超过75 瓦才有功率因数的要求(到现在为止，对于笔记本 电脑还是规定75W 以下无功率因数要求) 。所以从来没有对灯具提出过什么功率因数的要求。 就像日光灯吧，功率因数都是很差的，从来也没有人提出过意见，国家也没有提出什么要求。 后来有了节能灯，国家虽然提出了一个要求，但是非常宽松，对 15 瓦以上才有要求，而节 能灯大多数是小于15 瓦的。所以等于没有提出要求。唯独出现LED 灯具以后反而严格要求 起来了，只有在5 瓦以下才不要求，5W 以上必须要求功率因数0.7 。而LED 灯具除了很小 的MR16 射灯是3 瓦以外，绝大多数都是在5 瓦以上。所以这个规定正好卡住了LED 的脖 子。那么，让我们仔细来了解一下有关功率因数的问题吧! , 一. 什么是功率因数 . 我们知道所有发电机都是旋转机械，产生的电压就是正弦波，这就是我们所谓的交流电。 Dm 交流电有一个好处就是通过电磁感应可以用变压器来改变其电压，而且可以升高到几十万伏 T 进行远距离传输以减小传输中的损耗，到目的地以后再降下来变成我们常用的市电。我们现 在的市电就是220V ，50Hz 的交流电。而在电工学里交流电是可以用矢量来表示的。矢量可 Le 以表示电压也可以表示电流。对于纯电阻的负载，电压和电流是同相的，而对于纯电容负载 或纯电感负载，电流和电压就不同相，而是有一个90 度的相角，或者称为相位差。在纯电 感负载时，其上的电压是领先电流90 度，而纯电容负载时，其上的电压落后于电流90 度。 t 如果我们用波形表示时，通常把电压表现为余弦波，如果电流落后于电压，就是电感性负载， 领先于电压就是电容性负载. 因为实际上纯电感和纯电容都不存在的，实际的负载只能称为电感性负载或者是电容性 s 负载。这时候其交流电压和交流电流之间就有一个夹角φ，对于电感性负载我们把这个夹角 称为φL ，而对于电容性负载的夹角就称为φC 。 y Se d o C 功率等于电压和电流的乘积，但是只有在纯阻负载的时候( 电压和电流同相)是这样，而 在电感性或电容性负载的时候就要把电流的矢量投影到电压矢量(水平轴)上去，也就是要乘 以cos φL 或者cos φC 。我们通常就把这个cos φL 或者cos φC 称为功率因数。但是由于这 个夹角可以是正的，也可以是负的，所以功率因数也是可能为正数(感性负载)也可能为负数 (容性负载) 。但是当我们用矢量来代表电压和电流时，前提是它们的频率必须是完全相同的。 1 关于探讨LED 灯具功率因数 而且是在一个线性系统里。 在线性系统里我们也会把功率因数用有功功率和视在功率之比来表示。所谓有功功率就 是和电流同相的那部分电压和电流的有效值的乘积。而视在功率就是不考虑其间的相位差而 将电压和电流的有效值直接相乘所得到的“功率”。而这二者之比显然就是前面所说的相角 的余弦cos φ。 一.