EMC中功率因数的解释与意义

EMC中功率因数的解释与意义

引子—国内销售曾问我，客户有问到功率因数，并考虑功率因数高的电源有否必要—在考虑成本的前提下？

一．先解释下功率因数的定义与混乱之处：

1.输入负载（这里指灯具）的交流电压与输入负载的交流电流所产生的相位差,用PF字母表示。-实际上这个解释对于销售人员过于专业。

2.口语化解释：功率因数这个值讲的就是负载（这里指灯具）对电网电能的利用率。

3.纯阻性负载的功率因数为1（典型例子是白炽灯），因其不消耗无功功率，交流电在负载上没有产生相位差---即市电电网提供多少能量此负载即完全消耗多少能量，不会产生市电电网自身因无功功率所产生损耗，也就是提高了市电电网的带负载能力。

4.电表是按有功功率来计费，即无功功率在电网损耗后，不计在电表上。

5.电源效率是指电源的输出功率与输入功率的比例，效率越高只能说明电源本身的损耗越小。--功率因数与效率都按百分比表示时销售经常会混淆。

二．功率因数高低的具体影响

上面讲到了功率因数影响的是市电电网的带负载能力-简单的讲就是电网提供了100W的电能（不计电网传输损耗，这里说的是视在功率），负载（这里指灯具）的功率因数只有0.6的情况下，实际这个负载只消耗60W的电能，其它的电能通过无功功率所产生的电流反馈到了电网，严重的会污染电网。（污染是指谐波通过传导影响到电网-即EMI）

实际上负载所标的功率都是负载标称值，也就是额定功率—这里都是有功功率。

三．国内电网对功率因数的措施

说到功率因数的影响这么大，国家供电机构肯定对这种消耗资源的方式早就有了措施。

1.供电所、用电企业的配电房安装功率因数控制装置。--这个集中式的，针对大型的用电场所，与供电的源头。

2.电器负载自身设计功率因数校正电路，以达标。--这个是分散式的，大量的电器-其中包括L ED灯具就现在国内的标准而言是不完善的。

四．LED灯具在国内市场上功率因数的标准

就我司现对CQC灯具—内嵌式筒灯做认证需求来说，是以大于0.9作为设计标准。广标也如此。

CQC-中国节能产品认证规则CQC31-465137-2010对反射型自镇流LED节能灯的功率因数要求是（CQC3129-2010）不得低于0.7.

CQC-中国节能产品认证规则CQC31-465315-2010对LED筒灯的功率因数要求是（CQC3128-2010）实测功率低于5W，PF≥0.50.实测功率在5到15W之间，PF≥0.7.实测功率大于15W，PF≥0.9.

CQC-中国节能产品认证规则CQC3127-2010对LED道路/隧道照明产品筒灯的功率因数

要求是不得低于0.95（不论功率）。

深圳市LED产业标准联盟SQL/LSA 008.2-2011对面板灯的功率因数是分能效等级来定，1级能效PF≥0.95,2级能效PF≥0.90，3级能效PF≥0.85.

深圳市LED产业标准联盟SQL/LSA 008.3-2012对灯管的功率因数的要求是功率大于10W，PF≥0.

9. 功率小于或等于10W，PF≥0.7。

深圳市LED产业标准联盟SQL/LSA 008.4-2012对球泡的功率因数的要求是功率大于5W，PF≥0.

7. 功率小于或等于5W，PF≥0.5。

所有标准在规定功率因数标称范围都是规定在正负0.05.

五．LED灯具在国内市场上功率因数的现状

从早期的小功率类LED灯类来说，使用阻容降压给LED供电，使功率因数普遍偏低在0.3左右。而阻容降压电源简化为把一个高压电容并接在电网上，对电网的污染不小，但因整灯功率偏低的事实，还是占有了大把市场。事实上LED作为电源的负载来说，可以看作是容性负载，一个容性负载再串接在高压电容上，使得整个产品相对电网就是一个容性负载，当大量的阻容降压的LED灯具同时在同一个电网内使用时，整灯功率再低也掩盖不了大量集中使用所产生的污染。

中期开始普遍使用加有后级恒流控制的隔离开关电源、与类似9910这种阀门式的近似恒流非隔离电源，这种电源还是不具有主动式功率因数校正的电路，功率因数的值普遍都是靠桥式整流所产生—所以大多是0.5-0.6.渐渐的有引入填谷式功率因数较正电路加入，这种是被动式的，而且所需电解体积较大且存在电解寿命问题，使得能使用的LED灯具还是受限。

后期大量单级PFC促使电源体积可以做小，而功率因数非常高，而且电源可以适应宽压，只是成本有提高。

现在随着去电源化概念的推广，非隔离电源的元件越来越多的集成到IC里，把功率因数校正电路也集成进去了，只是这种去电源化所形成的电源恒定的电流不大，而且输入电压不适应宽压，所以整灯功率做不大。

六．LED灯具对功率因数的识别

功率因数，有叫功率因子，英文全称POWER FACTORCORRECT,简写PFC或者PF.

七．LED灯具对功率因数的设计

功率因数的设计，在灯具考虑销售的对像时就要确定，这样对电源的设计才能决定功率因数的值。

LED驱动发展到今天，隔离电源毫不犹豫的选择主动式PFC电路，单端反激的拓扑架构使得整流后不可以使用电解，也使得谐波控制会有所困难。明显的像很多的内置电源功率因数停留在0. 45-0.6之间，是因成本与体积的关系，卡在了全桥整流的效果。

非隔离的LED驱动，不少功率校正电路做进了IC里，体积比隔离电源要小很多，而功率因数会做得相当高。（主动式PFC驱动，在低压100V时比高压230V时要高。而非隔离的PFC，在低压100V时比高压230V时要低）

八．LED灯具对功率因数的宣传点

功率因数更多的能体现一个电器产品的节能程度，除了与旧有灯具的功率对比外，功率因数也是可与传统灯具对比之处。

因内销售做EMC订单时，利用到的标准可以不用考虑到国外的标准，所以功率因数的考虑寻找国内的标准，甚至国内的标准对LED灯具的功率因数有所缺失，现阶段里可以对功率因数做低要求。

甚至考虑到电网这个全局角度来讲是呈感性的，接入LED这种容性的负载，有一定的中合补偿的作用。

再有不可一概一味的要求功率因数，要有针对的对灯具的功率、场合综合考虑，小体积、小功率的灯具在非大量集合使用的情况下避开功率因数的要求是完全可以的。