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淺談產(chǎn)品FP值的要求

發(fā)布時(shí)間：2022.02.09 21:16 瀏覽次數(shù)：420

PF值的要求，對(duì)光源照明類產(chǎn)品的要求是越來越嚴(yán)格，如額定功率2 W以上就有要求，但是我們不禁要問:光源照明真的要求這么嚴(yán)格的PF要求嗎？國(guó)家機(jī)構(gòu)制定者每更新一次標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品制造商就需要不斷改良升級(jí)產(chǎn)品，以認(rèn)真應(yīng)對(duì)。但實(shí)際上我們分析電網(wǎng)以及用電負(fù)載的情況，可以得到一個(gè)有意思的結(jié)論。
因?yàn)楣I(yè)用電的場(chǎng)合，作為動(dòng)力的負(fù)載很多是感性負(fù)載，導(dǎo)致電流相位滯后于電壓相位而使得功率因數(shù)PF值低下，但很多時(shí)候一般會(huì)采用加入容性電抗器進(jìn)行補(bǔ)償以提高功率因數(shù)FP值。而LED光源設(shè)備，如果不加PFC功率因數(shù)校正電路的話，一般PF值在0.5左右，交流市電經(jīng)過整流橋變成直流后有大電解電容器進(jìn)行濾波，電源呈現(xiàn)容性（當(dāng)然對(duì)于一些單級(jí)FPC電路，也不存在大電解電容濾波），可以想象一下，如果感性負(fù)載場(chǎng)合采用低FP值的LED燈，那么LED燈存在的固有容性剛剛好可以和電路上的感性相互抵消使得整體電路的FP值得到提升，主要的原因是本身感性電路上電流波形相對(duì)滯后，當(dāng)加入容性的LED燈，使得電壓波形也滯后，結(jié)果就使得電壓相位和電流相位又接近一致，達(dá)到最佳的效果，這是一種陰陽(yáng)差錯(cuò)的“互補(bǔ)”過程。
功率因數(shù)PF的兩個(gè)組成因子是位移因數(shù)和電流諧波THD;位移因數(shù)是一個(gè)矢量，所以感性和容性的低位移因數(shù)在一定程度上可以抵消，而電網(wǎng)中基本上是呈感性，所以容性負(fù)載設(shè)備的存在，一定程度上是能夠補(bǔ)償PF的。其實(shí)電流諧波THD也是一個(gè)矢量，不同頻次的諧波也在一定程度上會(huì)相互抵消掉。
除非所在電網(wǎng)只有同一種負(fù)載在工作，如電網(wǎng)此時(shí)的負(fù)載設(shè)備全部是低PF值的LED燈具產(chǎn)品或者是其它低功率因數(shù)的產(chǎn)品，這時(shí)才對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量有影響，不然的話，電網(wǎng)中的混合性負(fù)載設(shè)備可能會(huì)“意外”地抵消掉位移因數(shù)和諧波電流THD的負(fù)面影響。當(dāng)然，如果在局部區(qū)域，如一所學(xué)校或者是一個(gè)會(huì)議室，這種密集使用照明設(shè)備的場(chǎng)合，而又沒有其他感性負(fù)載時(shí)，這仍然會(huì)造成一定的問題，它沒有感性負(fù)載要綜合抵消，PF值得不到提升。
其實(shí)，高PF值的設(shè)備并不是都代表高質(zhì)量和高可靠性，這是因?yàn)橐恍└逷F值產(chǎn)品需要更加復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，使用更多的電子元器件，這樣可能會(huì)導(dǎo)致故障率提高、可靠性降低，產(chǎn)品的成本也變得高了，產(chǎn)品報(bào)廢時(shí)產(chǎn)生更多的電子廢棄物，從這點(diǎn)來說，與大家常知綠色環(huán)保概念有點(diǎn)矛盾。但大家可以釋然的是，因?yàn)殡娮庸こ處熋鎸?duì)的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)，仍然是以技術(shù)為導(dǎo)向，復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)能夠有助于工程師了解更多的技術(shù)知識(shí)，然后再是系統(tǒng)層面的考慮。
前面所說的，均是在滿載情況下，以我們最常用的充電電源適配器為例，即使是90W的筆記本電源適配器，在峰值功率下的應(yīng)用并不多，一般都會(huì)留有余量，是工作在額定功率的80%左右，在非滿載條件下工作，這樣的話，只在滿載情況下測(cè)試要求的PF和THD值變得沒有太多意義。再來看看光源類照明產(chǎn)品，目前LED燈具已經(jīng)全面普及應(yīng)用，智能照明也在蓬勃發(fā)展，節(jié)能這個(gè)主題變得更加容易實(shí)現(xiàn)，正因?yàn)槿绱耍袌?chǎng)上開始出現(xiàn)了一種情況，即30%~100%寬負(fù)載和100~240V全電壓情況下要求PF和THD，這樣貌似真正完善了法規(guī)對(duì)于PF要求上的空白，但也會(huì)為電路設(shè)計(jì)提出了更大更復(fù)雜的挑戰(zhàn)。目前照明燈具行業(yè)，許多半導(dǎo)體IC芯片設(shè)計(jì)廠家開始在這方面提供了大量的解決思路。