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LED日光灯管设计与电源功率因数

时间:2014-07-03 来源:kiko浏览次数:167

    在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S。
    功率因数的大小与电路的负荷性质有关, 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大, 从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。所以,供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。
    白炽灯泡是纯电阻负载,没有功率因数补偿的问题。上世纪60年代日光灯迅速普及成了主要的照明灯具,镇流器用的是硅钢片电感,可靠性高,寿命长,至今仍有少量采用的,大多数没有什么功率因数补偿措施,也有加接适当容量的电容器作功率因数补偿的,多用在大瓦数日光灯上,20W以下极少用,其结果是功率因数低,无效功率大,节能效果打折。上世纪90年代后,人们的节能意识增强,开发出三基色萤光粉节能灯,其光效更高,电子镇流器也随后问世,配上三基色萤光粉灯管,节能效果更加显著。国内外一些集成电路厂商推出了带有源功率因数补偿的灯用芯片,用于电子镇流器,性能优秀,但增加了成本和电子镇流器体积,老百姓还不能接受它的价格,只用在政府机关灯具用品上。大量的普及型电子镇流器包括目前普及率最高的节能灯,都没有加什么功率因数补偿措施,也就是说以往的灯具基本上没有什么功率因数补偿措施。
  LED灯耗电更省,灯具光效率比起节能灯还要优秀,LED灯是一种更先进更环保更节能的照明产品,符合国家节能减排的政策要求。LED灯具是否要加功率因数补偿,成都朝月刘工认为:
(1)由于LED为容性负载,而电网的感性负载甚多,例如电动机、变压器等等,往往需要接入容性负载进行补偿,LED灯恰好补偿了电网因感性负载多导致功率因数低的问题,加之室内照明用的单盏LED灯具均是小功率的,灯具功率小对电网的影响也小,所以LED照明灯具原则上无需加功率因数补偿措施,加了反而会失去LED灯能够补偿电网因感性负载多导致功率因数低的好处。
(2)LED灯具完全可以免去功率因数补偿措施,这些小功率灯具多是小体积紧凑型的,内部空间十分有限,电源PCB板增大后放不下,还有加了功率因数补偿后会带来效率下降的副作用,再则成本增加影响销售。
(3) 功率100W以上的LED灯可以考虑加功率因数补偿措施,功率大的负载对电网的影响也大,例如一百瓦到数百瓦的LED路灯。路灯属于公益事业,成本略增加一点无大碍,电源PCB板增大一点也有位置可放。由于路灯一般是专线供电,加功率因数补偿措施可以防止专线供电容性负载过大产生过度补偿。
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