瞭解LED燈具的功率因素

無論是LED、螢光燈還是白熾燈具,我們都要瞭解其中的一個重要參數——功率因素(PFC),下我們來瞭解下什麼是功率因素。



1、功率因素
功率因數表徵著燈具輸出有功功率的能力。功率是能量的傳輸率的度量,在直流電路中它是電壓V和電流A和乘積。在交流系統裏則要複雜些:即有部分交流電流在負載裏迴圈不傳輸電能,它稱為電抗電流或諧波電流,它使視在功率( 電壓Volt乘電流Amps)大於實際功率。視在功率和實際功率的不等引出了功率因素,功率因素等於實際功率與視在功率的比值。所以交流系統裏實際功率等於視在功率乘以功率因素。 即:功率因素=實際功率/視在功率。只有電加熱器和燈泡等線性負載的功率因素為1,許多設備的實際功率與視在功率的差值很小,可以忽略不計,而像容性設備如燈具的這種差值則很大、很重要。最近美國PC Magazine 雜誌的一項研究表明燈具的典型功率因素為0.65,即視在功率(VA)比實際功率(Watts)大50%!

2、視在功率
視在功率:即交流電壓和交流電流的乘積。用公式表示為:S=UI。式中,S是額定輸出功率,單位是VA(伏安);U是額定輸出電壓,單位是V, 如220V、380V等;I是額定輸出電流,單位是A。視在功率包括兩部分:有功功率(P)和無功功率(Q)。有功功率是指直接做功的部分。比如使燈發亮、使電機轉動、使電子電路工作等。因為這個功率做功後都變成了熱量,可以直接被人們感覺到,所以有些人就產生一個錯覺,即把有功功率當成了視在功率,孰不知有功功率只是視在功率的一部分,用式表示:P=Scosθ=UIcosθ=UI•F。式中,P是有功功率,單位是W(瓦);F=cosθ被稱為功率因數,而θ是在非線性負載時電壓電流不同相時的相位差。無功功率是儲藏在電路中但不直接做功的那部分功率,用式表示:Q=Ssinθ=UIsinθ。式中,Q為無功功率,單位是var(乏)。  
  
3.無功功率
對於燈具和其他一切靠直流電壓工作的電子電路,離開無功功率是根本無法工作的。一般用戶都認為燈具之類的設備只需要有功功率,而不需要無功功率。既然無功功率不做功,要它何用!於是他們當然就認為功率因數為1的燈具最好。因為它能給出最大輸出功率。然而,實際情況並非如此。

假如有一燈具,當交流市電輸入後進行整流,就得到脈動直流電壓,若不將脈動電壓進行任何加工,就直接提供給燈具,毫無疑問,電路根本無法正常工作。雖然這時燈具的功率因數接近於1,可這又有何用呢。為了讓燈具電路能正常工作,必須向其提供平滑了的直流電壓。這個“平滑”工作必須由接在燈具整流器後面的濾波電容器來完成。這個濾波器就像一個水庫,電容器裏面必須儲存足夠數量的電荷,在整流半波之間的空白時,使電路上的工作電壓仍不間斷,能保持正常電平。換句話說,即使在兩個脈動半波之間無輸入電能時,Uc的電壓電平也無顯著的變化,這個功能是靠電容器內的儲能來實現的,儲存在電容器內的這部分能量就是無功功率。所以說,燈具是靠無功功率的支援,才能保證電路正確運用有功功率實現正常使用的。因此可以說,燈具不但需要有功功率,也需要無功功率,兩者缺一不可。

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