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電能質量
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淺析：LED燈配電系統(tǒng)功率因數(PF)和諧波失真(THD)問題！

返回列表來源：領步電能質量發(fā)布時間：2016-05-17分享加入收藏關注：-

專家講堂3

PF值，全稱power factor 即功率因數，是有功功率與視在功率之比。在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。

產生PF值變化的根本原因是由于電壓相位和電流相位發(fā)生超前或者滯后所造成的。當交流電路中存在純阻性負載的時候電壓相位和電流相位不會發(fā)生超前和滯后現象，所以用示波器觀察出來的電壓波形和電流波形是同相位的即此時的PF=1。當電路中存在大量感性負載的時候（工業(yè)Z常見的就是電機），這個時候由于存在大電感導致電路中電流滯后于電壓波形，此時PF值就會降低，具體降低到多少取截于感性的大小。反之，當電路中存在大量容性負載。會使得電壓波形滯后于電流波形，導致PF值低下。
現在LED行業(yè)對PF值有著嚴格的要求，一般情況下功率稍大一些的LED燈就要求工業(yè)照明場合PF值不低于0.9。但這是不是科學的合理的呢？在我看來這并不一定是針對性的。因為，工業(yè)用電的場合，作為動力負載的百分之99%是感性負載，導致電流相位滯后于電壓相位而使得PF值低下，一般會采用加入容性電抗器進行補償以提高功率因數。而LED電源PF值低下的主要原因是由于存在容性負載所致的，如果沒有PFC電路的話一般PF在0.5左右。意思就是：如果工業(yè)場合采用無PF校正的LED燈，那么LED燈存在的容性剛剛好可以和電路上的感性相互抵消使得整體電路PF值得到提升，大體的原因是由于本身感性電路上電流波形相對滯后，之后又加入有容性的LED燈，使得電壓波形也滯后，結果就是使電壓相位和電流相位又接近一致，達到針對性的效果。因此，對LED燈PF值的要求到底有沒有必要可想而知。

前面講到電源的PF值問題，那下面我們來了解一下THD（諧波失真）。

諧波失真，“失真 ”失去真實，也就是和原來不一樣了。原本交流正弦波形是一個很有規(guī)律的SIN波形，但一旦發(fā)生諧波失真就是沒有規(guī)律的四不像了。那諧波失真和PF值之間到底有啥關系呢？其實二者應該沒有必然的聯系，相位差是不會影響諧波失真的，反之也不會影響。但我們在做功率因數校正的時候如果采用填谷結構來做的話PF值變高了但諧波失真卻變得很厲害。原因是填谷電路時利用電容的串并方式的不一樣，使得充電放電時間不一致。利用整流橋后面的填谷電路來大幅度增加整流管的導通角，通過填平谷點，使輸入電流從尖峰脈沖變?yōu)榻咏谡也ǖ牟ㄐ?。填谷結構可以提高PF值但也會使得THD變大，但是并不是因為PF值影響到THD。
THD是我們工程師在設計的時候必需嚴格抑制的，PF值有沒有必要是后話，但是至少現在還是得跟著潮流走。

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