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如何解决LED行业基波功率因数测试难点


  来源: ZLG致远电子 时间:2020-12-16 编辑:清风
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LED灯主打“节能、环保”,所以LED灯出厂前都会进行功率因数测试。但LED驱动电源输入电流是非正弦波,因此需要进行基波功率因数的测试,那么该如何正确进行此项测试?本文带你一探究竟。


为什么LED行业要测试基波功率因数?


功率因数通用定义是有功功率与视在功率之比。功率因数低,说明电路无功功率大。功率因数越低,供电设备的负荷越重,电网越不稳定。对于大功率的灯具来说,若功率因数低了,可能会造成:设备损耗大、电力设备超负荷、电网不稳定、谐波污染等问题。


在大家印象中,“功率因数由电压与电流之间的相位差决定,它的物理意义是指电压和电流之间相角差的余弦值”。如下图所示。


图1 电流电压相位角关系


注:θ=90°

以上关系只适用于“正弦波电路中”,而如果在非正弦波电路中,功率因数与总谐波失真及基波功率因数有关,如在LED灯电路中。


因为LED是一个半导体二极管,它需要直流供电,如果用市电供电的话,就一定会有一个整流器,通常是二极管整流桥。为了得到尽可能平滑的直流避免出现纹波闪烁,通常都需要加上一个大电解电容。而后面的LED可以近似为一个电阻,所以整个电路如图2所示。


图2 LED灯的等效电路


其各种电压电流波形如下图所示,其中VAC为输入交流电压,VC2为LED电路中整流二极管的充放电波形,IAC为输入电流波形。因其电流波形不是正弦波。所以整个系统是一个非线性系统。


图3 各种电压电流波形


通常电气设备的波形比较接近正弦波,谐波不多,大多数情况下基波电流I1≈总电流 Irms,输入电流失真系数λ≈1,cosφ ≈ cosφ1,所以cosφ可以等同为功率因数。


而在非正弦供电电路中,功率因数没有明确的物理意义,因此在LED行业这种非正弦供电电路中会关注的是基波功率因数cosφ1。


如何进行基波功率因数测试呢?


推荐测试设备1——PA5000H功率分析仪


图4 PA5000H


LED行业关注较多的则是电源的电压、电流、功率、谐波及功率因数,如何准确测量这些参数是首要解决的问题,PA5000H功率分析仪拥有0.05%功率测量精度,5MHz带宽以及丰富的谐波测量功能可以广泛应用于LED电源的研发与测试。


1、丰富的电参数测量

如何提升功率因数一直是LED行业的难题,要提升功率因数就必须同时准确测量电源的各种电参数,PA5000H功率分析仪不仅可以针对非正弦系统直接测量出基波功率因数(PF1),还能实时显示电压电流波形,丰富的电参数显示项目可让用户分析电源的各种性能指标,可帮助用户提升功率因数设计提供强有力的数据支持。


图5 丰富的电参数显示


2、双PLL源倍频技术

PA5000H功率分析仪通过引入双PLL硬件电路,使采样频率和信号频率同步,保证采样数据正好是信号周期的整数倍,消除频谱泄露,可以获得准备的谐波测量结果。


图6 双PLL源设置


3、500次谐波测量

关键词:LED测试 功率分析仪 功率计    浏览量:6862

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