茅于海：解析LED燈具的功率因數(shù)

　　序號(hào)名稱設(shè)備容量(W)功率因數(shù)無(wú)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(shuō)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(shí)連續(xù)工作的電冰箱是一個(gè)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(huì)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€(gè)純電阻，它的功率因數(shù)當(dāng)然等于1。但是使用越來(lái)越多的日光燈和最近國(guó)家大力推廣的節(jié)能燈就不是這樣了。長(zhǎng)期以來(lái)，日光燈都是用一個(gè)大電感和一個(gè)起輝器來(lái)啟動(dòng)。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(gè)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(zhǎng)ED是一個(gè)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(huì)有一個(gè)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(gè)大電解電容。而后面的LED可以近似為一個(gè)電阻，所以整個(gè)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(gè)系統(tǒng)是一個(gè)非線性系統(tǒng)。而本來(lái)功率因數(shù)是針對(duì)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(wú)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](méi)有什么相位角可以說(shuō)的。所以非線性系統(tǒng)中的功率因數(shù)必須重新