分析LED燈具的功率因素

LED、熒光燈、白熾燈具，這些我們都要了解其中的一個(gè)重要參數(shù)――功率因素（PFC），下我們來(lái)了解下什么是功率因素。

1、功率因素

功率因子表征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(tǒng)里則要復(fù)雜些：即有部分交流電流在負(fù)載里循環(huán)不傳輸電能，它稱(chēng)為電抗電流或諧波電流，它使視在功率（電壓Volt乘電流Amps）大于實(shí)際功率。視在功率和實(shí)際功率的不等引出了功率因素，功率因素等于實(shí)際功率與視在功率的比值。所以交流系統(tǒng)里實(shí)際功率等于視在功率乘以功率因素。即：功率因素=實(shí)際功率/視在功率。只有電加熱器和燈泡等線(xiàn)性負(fù)載的功率因素為1,許多設(shè)備的實(shí)際功率與視在功率的差值很小，可以忽略不計(jì)，而像容性設(shè)備如燈具的這種差值則很大、很重要。最近美國(guó)PCMagazine 雜志的一項(xiàng)研究表明燈具的典型功率因素為0.65,即視在功率（VA）比實(shí)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(wú)功功率（Q）。有功功率是指直接做功的部分。比如使燈發(fā)亮、使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、使電子電路工作等。因?yàn)檫@個(gè)功率做功后都變成了熱量，可以直接被人們感覺(jué)到，所以有些人就產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)覺(jué)，即把有功功率當(dāng)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(chēng)為功率因子，而θ是在非線(xiàn)性負(fù)載時(shí)電壓電流不同相時(shí)的相位差。無(wú)功功率是儲(chǔ)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(wú)功功率，單位是var（乏）。

3.無(wú)功功率

對(duì)于燈具和其它一切靠直流電壓工作的電子電路，離開(kāi)無(wú)功功率是根本無(wú)法工作的。一般用戶(hù)都認(rèn)為燈具之類(lèi)的設(shè)備只需要有功功率，而不需要無(wú)功功率。既然無(wú)功功率不做功，要它何用！于是他們當(dāng)然就認(rèn)為功率因子為1的燈具最好。因?yàn)樗芙o出最大輸出功率。然而，實(shí)際情況并非如此。

假如有一燈具，當(dāng)交流市電輸入后進(jìn)行整流，就得到脈動(dòng)直流電壓，若不將脈動(dòng)電壓進(jìn)行任何加工，就直接提供給燈具，毫無(wú)疑問(wèn)，電路根本無(wú)法正常工作。雖然這時(shí)燈具的功率因子接近于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(gè)"平滑"工作必須由接在燈具整流器后面的濾波電容器來(lái)完成。這個(gè)濾波器就像一個(gè)水庫(kù)，電容器里面必須儲(chǔ)存足夠數(shù)量的電荷，在整流半波之間的空白時(shí)，使電路上的工作電壓仍不間斷，能保持正常電平。換句話(huà)說(shuō)，即使在兩個(gè)脈動(dòng)半波之間無(wú)輸入電能時(shí)，Uc的電壓電平也無(wú)顯著的變化，這個(gè)功能是靠電容器內(nèi)的儲(chǔ)能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，儲(chǔ)存在電容器內(nèi)的這部分能量就是無(wú)功功率。所以說(shuō)，燈具是靠無(wú)功功率的支持，才能保證電路正確運(yùn)用有功功率實(shí)現(xiàn)正常使用的。因此可以說(shuō)，燈具不但需要有功功率，也需要無(wú)功功率，兩者缺一不可。