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浅谈产品FP值的要求

发布时间:2022.02.09 21:16 浏览次数:131
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PF值的要求,对光源照明类产品的要求是越来越严格,如额定功率2 W以上就有要求,但是我们不禁要问:光源照明真的要求这么严格的PF要求吗?国家机构制定者每更新一次标准,产品制造商就需要不断改良升级产品,以认真应对。但实际上我们分析电网以及用电负载的情况,可以得到一个有意思的结论。
因为工业用电的场合,作为动力的负载很多是感性负载,导致电流相位滞后于电压相位而使得功率因数PF值低下,但很多时候一般会采用加入容性电抗器进行补偿以提高功率因数FP值。而LED光源设备,如果不加PFC功率因数校正电路的话,一般PF值在0.5左右,交流市电经过整流桥变成直流后有大电解电容器进行滤波,电源呈现容性(当然对于一些单级FPC电路,也不存在大电解电容滤波),可以想象一下,如果感性负载场合采用低FP值的LED灯,那么LED灯存在的固有容性刚刚好可以和电路上的感性相互抵消使得整体电路的FP值得到提升,主要的原因是本身感性电路上电流波形相对滞后,当加入容性的LED灯,使得电压波形也滞后,结果就使得电压相位和电流相位又接近一致,达到最佳的效果,这是一种阴阳差错的“互补”过程。
功率因数PF的两个组成因子是位移因数和电流谐波THD;位移因数是一个矢量,所以感性和容性的低位移因数在一定程度上可以抵消,而电网中基本上是呈感性,所以容性负载设备的存在,一定程度上是能够补偿PF的。其实电流谐波THD也是一个矢量,不同频次的谐波也在一定程度上会相互抵消掉。
除非所在电网只有同一种负载在工作,如电网此时的负载设备全部是低PF值的LED灯具产品或者是其它低功率因数的产品,这时才对电网质量有影响,不然的话,电网中的混合性负载设备可能会“意外”地抵消掉位移因数和谐波电流THD的负面影响。当然,如果在局部区域,如一所学校或者是一个会议室,这种密集使用照明设备的场合,而又没有其他感性负载时,这仍然会造成一定的问题,它没有感性负载要综合抵消,PF值得不到提升。
其实,高PF值的设备并不是都代表高质量和高可靠性,这是因为一些高PF值产品需要更加复杂的电路设计,使用更多的电子元器件,这样可能会导致故障率提高、可靠性降低,产品的成本也变得高了,产品报废时产生更多的电子废弃物,从这点来说,与大家常知绿色环保概念有点矛盾。但大家可以释然的是,因为电子工程师面对的是产品设计,仍然是以技术为导向,复杂的电路设计能够有助于工程师了解更多的技术知识,然后再是系统层面的考虑。
前面所说的,均是在满载情况下,以我们最常用的充电电源适配器为例,即使是90W的笔记本电源适配器,在峰值功率下的应用并不多,一般都会留有余量,是工作在额定功率的80%左右,在非满载条件下工作,这样的话,只在满载情况下测试要求的PF和THD值变得没有太多意义。再来看看光源类照明产品,目前LED灯具已经全面普及应用,智能照明也在蓬勃发展,节能这个主题变得更加容易实现,正因为如此,市场上开始出现了一种情况,即30%~100%宽负载和100~240V全电压情况下要求PF和THD,这样貌似真正完善了法规对于PF要求上的空白,但也会为电路设计提出了更大更复杂的挑战。目前照明灯具行业,许多半导体IC芯片设计厂家开始在这方面提供了大量的解决思路。

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