茅于海：解析LED燈具的功率因數(shù)

　　其實(shí)，在非線性負(fù)載時，最大的問題是諧波電流，因?yàn)殡m然諧波電流不能和基波電壓形成視在功率，但是諧波電流的平方乘以線路電阻就會引起熱損耗。而且這種諧波電流是無法采用簡單的電容或電感加以補(bǔ)償?shù)?。所以真正需要限制的是諧波電流值。而不是所謂的“功率因數(shù)”。

　　現(xiàn)在的有關(guān)規(guī)定是否合理

　　就算我們接受現(xiàn)有的普通功率因數(shù)測量儀所測得的LED燈具的功率因數(shù)值，但是到底是多少是允許的。按照美國能源之星規(guī)定凡是功率小于5瓦的LED燈具不要求功率因數(shù)。而大于5瓦則要求功率因數(shù)必須高于0.7。中國現(xiàn)在采用和美國一樣的規(guī)定。但深圳市LED產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定10W，PF>0.7；功率在10W-30W之間，PF>0.85；功率>30W，PF>0.9。比國家規(guī)定還要高。

　　但是這個規(guī)定顯然是不合理的。

　　1.為什么對于含汞的“節(jié)能燈”規(guī)定15瓦以上才有功率因數(shù)的要求，反而對于既節(jié)能又環(huán)保的LED燈具提出更為嚴(yán)格的要求。這顯然是對于節(jié)能減排促進(jìn)LED燈具的推廣是有害而無益的。這使人不得不懷疑其中涉及某些大公司的利益。

　　2.大多數(shù)的LED燈具的功率因數(shù)都是負(fù)值，也就是容性負(fù)載。而絕大多數(shù)的家電都是感性負(fù)載，本來電業(yè)局都需要采用大型高壓電容在變壓器的次級加以補(bǔ)償，現(xiàn)在有了LED燈具可以在負(fù)載端就加以補(bǔ)償，這顯然是好事，為什么還要加以限制。

　　3.雖然現(xiàn)在很多LED驅(qū)動電源都加上了功率因數(shù)校正使其接近于1。但是具有諷刺意味的是，當(dāng)初之所以很多LED驅(qū)動芯片公司全力開發(fā)高功率因數(shù)芯片的主要原因是為了能夠和可控硅調(diào)光器（Triac）相配合。因?yàn)樵瓉淼目煽毓枵{(diào)光器只能用于功率因數(shù)為1的純阻白熾燈?，F(xiàn)在LED燈具提高了功率因數(shù)所以就可以和可控硅調(diào)光器相配合了。但是采用可控硅調(diào)光器以后整體的功率因數(shù)卻隨著光線調(diào)暗而越來越差，直到小于0.5。而且整體的效率也越來越低，完全失去了LED的高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。下面是作者實(shí)測的可控硅調(diào)光系統(tǒng)的功率因數(shù)值：

　　由表中可見，即使是功率因數(shù)已經(jīng)改進(jìn)至高于0.96的LED燈具，但是在和可控硅配合在一起進(jìn)行調(diào)光時，當(dāng)輸入功率從9.4W調(diào)到6W時，其整體的功率因數(shù)就從0.96降低到0.635.而無法滿足>0.7的要求了。更何況其整體的效率也非常低下。完全失去LED燈具的高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)了。

　　實(shí)際上LED的最大特點(diǎn)就是它很容易實(shí)現(xiàn)低功率模擬調(diào)光甚至無需功率的數(shù)字PWM調(diào)光。難以理解的是有關(guān)當(dāng)局對于可控硅這樣一個幾十年以前的非常落后的調(diào)光器件卻沒有任何功率因數(shù)的限制，而且還對其去配合最先進(jìn)的LED使用熟視無睹。這種配合美其名曰“與現(xiàn)存設(shè)備兼容”。而實(shí)際上是任意遷就落后！

　　最近我們從日本買來一些日本本國使用的LED球泡燈，并且測量了它的功率因數(shù)，所得結(jié)果如下：

　　由此看來，日本對于至少15W以下的球泡燈都沒有功率因數(shù)的要求。這對于LED燈具在日本的迅速推廣起了很大的促進(jìn)作用。

　　結(jié)束語