調光下的LED driver是否需要滿足Harmonic current 標準?

前言
大於或等於25瓦的LED 燈具,需要滿足IEC-61000-3-2(2014) Harmonic current 諧波電流Table 2要求,以符合CE的要求,這是因為燈具內的LED Driver使用交換式開關技術其本質會產品電力汙染而造成AC電力線的利用率大幅降低,故LED Driver本身需具備電路機制能在於滿載或是高負載情況下控制Harmonic current諧波電流以符合標準。但當Driver處於調光狀態時,是否還需要滿足Table2的要求? 先下結論: 不需要。原因1) 目前的標準並沒有規範LED燈具於調光下的諧波電流條件A,2) 根據本文分析比較LED Driver於滿載跟輕載(調光)下因諧波產生的電力系統損失來,發現調光下的電力損失還是低於規範中滿載的電力損失,故研判LED Driver於輕載條件下並不需要符合Harmonic current 諧波電流Table 2要求。
 
IEC-61000-3-2(2014)僅規範放電燈(discharge lamp)於調光下其諧波電流需小於滿載值
但法規並無規範LED Lamp
 
 
輕載(調光)下因諧波產生的污染是小於滿載規範的
 
根據IEC-61000-3-2(2014)諧波電流Table 2規範並假設Power Factor(PF)為 0.95~1 所得到電力系統可接受的THDlimit值(Total Harmonic distortion)如下:
 
因PF不可能為1又目前外置型LED driver配有功率因數補償線路PFC於滿載下不會低於0.95 ,故取33.5%為法規可接受的THDlimit參考值,根據附錄1的公式計算可得到當調光下driver其量到的THD低於134% 時,其對電力系統的汙染會永遠小於同一個driver在滿載下法規所能接受的。
 
案例分析: HLG-480H 於調光的THD
我們取明緯的HLG-480H LED driver來分析其於調光下是否汙染小於其滿載法規的限制。下面的THD對 Load曲線圖取自於HLG-480H的規格書,得知當輸入230Vac且調光10%時其THD是最差的大約為25%,但由上一段說明知曉調光下的THD還是小於134%,代表了調光產生的電力汙染遠小於法規滿載可允許的值,由此可知HLG-480H於調光下的Harmonic current是符合的。
 
總結
LED driver需要滿足滿載時IEC-61000-3-2(2014)諧波電流要求,但因目前法規並無規範driver於調光(低載)下的要求,本文介紹了一種準則(調光下的THD<134%)用以快速得知driver於調光下也是否還是低於滿載法規要求,故燈具製造商可以按照明緯規格書的參數選擇適用的driver來建構LED照明系統。
 
作者: 吳懷文博士/ 歐洲明緯
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