Hệ số công suất LED: phân biệt PF, hiệu suất bộ nguồn và tiêu thụ điện
Có thể tìm hiểu qua HOYUWO LED . Hai đèn cùng watt có thể lấy dòng khác nhau từ lưới. Để hiểu nguyên nhân, cần đọc PF, sóng hài và điều kiện hoạt động cùng nhau. Hệ số công suất không phải tỷ lệ năng lượng chuyển thành ánh sáng hoặc hiệu suất nguồn; đó là tỷ số công suất tác dụng trên công suất biểu kiến.
Hệ số công suất của đèn LED là gì?
Nếu bộ nguồn làm méo dòng, không dùng độ lệch pha thành phần cơ bản thay hệ số công suất tổng. PF = P/S là tỷ số công suất tác dụng trên biểu kiến. Chỉ bằng cos φ trong điều kiện hình sin tương ứng. Kiểm tra trạng thái vận hành mà phép đo đại diện.
Ở cùng điện áp và công suất tác dụng, PF giảm đòi hỏi dòng hiệu dụng cao hơn. Giá trị 1 của tải thuần trở lý tưởng là tham chiếu khái niệm; mạch điện tử và cảm có thể khác.
PF không đo chuyển đổi năng lượng bên trong nguồn. Khi có sóng hài, dùng công suất phản kháng hình sin cũng chưa giải thích hết. Ở cùng công suất tác dụng và điện áp, PF thấp đòi hỏi dòng hiệu dụng cao hơn, có thể tăng tổn hao hoặc tải trên dây và thiết bị.
Để tính hiệu suất, so công suất ra với công suất tác dụng đầu vào. PF = 0,95 không có nghĩa hiệu suất nguồn 95%. Không dùng PF đầu vào AC mô tả đầu ra DC; đại lượng và phạm vi khác nhau.
Hiệu suất bộ nguồn khác hệ số công suất LED thế nào?
Tách hai tỷ số khi đánh giá hệ thống. PF = Pvào/Svào biểu thị hệ số công suất. Hiệu suất cho biết phần công suất tác dụng đầu vào được chuyển tới tải. Tỷ số tính bằng công suất tác dụng là η = Pra/Pvào.
Yêu cầu điều kiện tải, điện áp và nhiệt độ cho cả hiệu suất và PF. Một giá trị cao chưa chứng minh giá trị kia cao; bộ nguồn có thể có tổ hợp khác nhau.
Cách tính hệ số công suất LED
Với một pha, dùng S = VRMS × IRMS để tính công suất biểu kiến bằng VA. Chia công suất tác dụng đo bằng W cho giá trị này để có PF. Không cộng số học công suất tác dụng và phản kháng để ra biểu kiến.
Đo điện áp và dòng hiệu dụng cùng đầu vào để tính công suất biểu kiến. Dùng thiết bị phù hợp đo công suất tác dụng; không thay bằng ước tính từ đại lượng khác.
Trước hết tính hiệu suất nguồn: công suất ra / công suất tác dụng vào × 100% = 30 V × 0,33 A / 11,5 W × 100% ≈ 86,1%.
Tính PF riêng: công suất tác dụng / công suất biểu kiến = 11,5 W / 12,1 VA ≈ 0,95.
Công suất ra nguồn là 30 V × 0,33 A = 9,9 W. Cùng điểm làm việc, công suất tác dụng vào đo được 11,5 W, công suất biểu kiến là 220 V × 0,055 A = 12,1 VA.
Ví dụ dùng đèn danh định 10 W có nguồn ra 30 V, 330 mA. Đầu vào đo được 220 V, 55 mA và 11,5 W. Khi đọc, tách công suất ra, công suất tác dụng vào và biểu kiến.
Tính hệ số công suất thế nào?
Đầu vào xoay chiều một pha
Hệ số công suất tổng
P là công suất tác dụng tính bằng watt (W); S là công suất biểu kiến tính bằng volt-ampe (VA).
Công suất biểu kiến
V và I là điện áp, dòng hiệu dụng (RMS) tại cùng đầu vào và điều kiện hoạt động.
Hệ số công suất dịch pha
φ₁ là góc lệch pha giữa thành phần tần số cơ bản của điện áp và dòng.
Với nguồn LED phi tuyến, sóng hài dòng có thể làm PF tổng khác cos φ₁. Dùng công suất tác dụng đo được và giá trị hiệu dụng; góc pha riêng chưa quyết định kết quả.
Tài liệu kỹ thuật: Định nghĩa hệ số công suất · Sóng hài và hệ số dịch pha (Schneider Electric)
Điện áp đầu vào đổi có làm PF của LED đổi?
Xem ảnh hưởng tải, điện áp trên đường cong hãng. Mạch PFC nhằm cải thiện đáp ứng, không bảo đảm PF cố định toàn dải. Không giả định quan hệ parabol chung hoặc mức giảm cố định 20%.
Có một giới hạn PF chung cho mọi đèn LED?
Kiểm tra tài liệu, yêu cầu áp dụng cho sản phẩm và thị trường. Không mặc định mọi đèn trên năm watt phải PF>0,70. Tiêu chí tùy phạm vi sản phẩm, quy định liên quan và yêu cầu dự án.
Với nhiều đèn, đánh giá tổng dòng, tổn hao và sóng hài. Tải đơn lẻ nhỏ không loại bỏ ảnh hưởng cộng gộp. Số đèn, tổng công suất và dạng sóng dòng đều quan trọng.
Không suy PF từ watt danh định. Nguồn cùng công suất có thể khác kết quả theo mạch và điểm làm việc; cần so dữ liệu đo.
Các khoảng dưới đây là ví dụ so sánh lịch sử. Thiết bị phụ trợ và điều kiện hoạt động làm thay đổi giá trị; không phải yêu cầu chung cho công nghệ.
(1) Nguồn đưa ví dụ lịch sử PF khoảng 0,51–0,65 cho đèn natri cao áp hoặc huỳnh quang dùng thiết bị phụ trợ cảm.
(2) Khoảng 0,75–0,9 ở thiết bị cảm có bù bằng tụ là so sánh lịch sử.
(3) Nguồn nêu ví dụ khoảng 0,85 cho metal halide; 0,7 cho thủy ngân cao áp. Đây là tham chiếu các hệ riêng.
(4) Ví dụ huỳnh quang và compact huỳnh quang dùng ballast điện tử khoảng 0,85–0,95; không khái quát cho mọi mẫu.
(5) Xác minh phép đo, điều kiện từng mẫu. Bài lịch sử nêu ví dụ trên 0,95, thậm chí 0,97 cho đèn ngoài trời trên 50 W. Với sản phẩm trên 30 W, nguồn nêu panel 40 W và 600x600mm có PF 0,9; Đèn LED downlight dưới 15 W có ví dụ khoảng 0,6. Không rút ra quy tắc PF chung chỉ theo công suất.
Dùng PF khi chọn đèn thế nào?
So PF cùng dữ liệu điện và yêu cầu lắp đặt. Giá trị cao có thể giảm dòng ở cùng công suất tác dụng, nhưng không bảo đảm hiệu suất nguồn, chất lượng toàn đèn hay ổn định lưới.
Bổ sung hiệu suất, dòng, méo hài và tương thích mô-đun. PF cao chỉ trả lời một phần đánh giá điện, không cho biết quang thông hoặc màu sắc. Ghi riêng các tiêu chí.
Yêu cầu dữ liệu tại điểm làm việc thực
Một số PF chưa giải thích điều kiện đo. Hỏi điện áp, tải và điều kiện thử; xem đường cong biến thiên. So hai nguồn bằng dữ liệu ứng với điểm hoạt động thực trong đèn.
Ở cùng công suất tác dụng, PF ảnh hưởng dòng thế nào?
Chỉ để minh họa, xét hai nguồn dùng 11,5 W ở 220 V. PF 0,95 cho dòng vào RMS khoảng 55 mA; PF 0,60 cho khoảng 87 mA. Cả hai có công suất tác dụng 11,5 W. So sánh cho thấy ảnh hưởng PF lên dòng, chưa cho biết ánh sáng ra hoặc hiệu suất nguồn.
Ghi riêng PF và hiệu suất sáng trong dự án
Trong báo giá văn phòng hoặc kho, so PF, công suất vào, quang thông và lm/W ở các cột riêng. PF tốt không có nghĩa nhiều lumen hơn. Nếu dim, bổ sung phép đo tại mức sử dụng thực bên cạnh toàn công suất; thiết kế mạch còn cần xét riêng dòng khởi động.
Cuối cùng, dùng phép đo đúng mẫu cùng ví dụ tính; phân biệt hiệu suất, tiết kiệm điện và đáp ứng với lưới. Khi lắp nhiều đèn, người thiết kế cần xét tổng tải, sóng hài và bảo vệ. Dù PF cao, vẫn không xác định được lumen nếu thiếu công suất tác dụng và dữ liệu ánh sáng.
