带你了解怎样解决LED行业基波功率因数测试难点

2021-01-12 10:28:30 snow 14


LED灯主要是“节能,环保”,因此LED灯在出厂前会进行功率因数测试。但是,LED驱动电源的输入电流不是正弦波,因此需要测试基波功率因数。那么如何正确进行此测试?本文带您了解。


为什么LED行业会测试基本功率因数?


功率因数通常定义为有功功率与视在功率之比。低功率因数表示高无功功率。功率因数越低,供电设备的负载越重,电网越不稳定。对于大功率灯,如果功率因数较低,则可能导致:设备损耗,电力设备过载,电网不稳定,谐波污染等问题。在我们的印象中,“功率因数由电压和电流之间的相位差决定,其物理含义是指电压和电流之间的相位差的余弦值”。如下图所示。

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图1 电流电压相位角关系

注:θ=90°


以上关系仅适用于“正弦电路”,Vc2,如果在非正弦电路中,则功率因数与总谐波失真和基本功率因数有关,就像LED灯电路一样。因为LED是半导体二极管,所以它需要直流(DC)电源,如果由市电电源供电,则必须有一个整流器,通常是二极管整流桥。为了在没有纹波闪烁的情况下获得尽可能平滑的直流电,通常需要使用大型电解电容器。背面的LED可以近似为一个电阻,因此整个电路如图2所示。

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图2 LED灯的等效电路


各种电压和电流波形如下所示,其中VAC是输入AC电压,Vc2是LED电路中整流二极管的充电和放电波形,是输入电流波形。因为它的电流波形不是正弦波。因此整个系统是一个非线性系统。通常,电气设备的波形接近正弦波,并且谐波很少。 在大多数情况下,基本电流L1≈总电流LRMS,输入电流失真系数≈1,cos 1,因此cos可以等于功率因数。然而,在非正弦电源电路中,功率因数没有明确的物理意义,因此在LED工业中,将关注基波功率因数cos 1。

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图3 各种电压电流波形


如何进行基波功率因数测试?


推荐的测试设备1-PA5000H功率分析仪

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图4 PA5000H



LED行业更加关注电源的电压,电流,功率,谐波和功率因数。如何准确测量这些参数是要解决的第一个问题。 PA5000H功率分析仪具有0.05%的功率测量精度,5MHz的带宽和丰富的谐波测量功能,可广泛用于LED电源的研究,开发和测试。


1.丰富的电气参数测量


如何提高功率因数是LED行业的问题,提高功率因数并必须准确测量是各种电气参数的功率,PA5000H功率分析仪不仅可以直接测量非正弦系统的基本功率因数(PF1 ),还可以实时显示电压和电流波形,丰富的电参数显示项目允许用户分析各种性能指标,功率可以帮助用户提高功率因数,旨在为用户提供强大的数据支持。

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图5 丰富的电参数显示



2.双PLL源倍频技术


PA5000H功率分析仪引入了双PLL硬件电路,以使采样频率与信号频率同步,从而确保采样数据恰好是信号周期的整数倍,并且

消除了频谱泄漏,并且准备好的谐波测量结果可以 获得。


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图6 双PLL源设置



3. 500次谐波测量


PA5000H功率分析仪的带宽高达5 MHZ,采样率可以高达2 ms / s,谐波可以测量多达500次,并有多种组合可以显示模式同时

显示每个谐波含量,以便 为了方便用户进行更详细的分析,我们还可以设计查看任何谐波值的功能,通过此功能,用户可以查看

每个谐波的值。


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图7 功率分析仪的谐波测试



推荐测试设备2——PA310功率计

深圳成诺电子有限公司



图8 PA310



1.直接测量基波功率因数


PA300系列功率计采用纯硬件模拟滤波器和锁相环技术,其谐波测量功能完全满足国际谐波测量标准IEC61000-4-“ 02”,根据

基波频率,电压和电流可以进行测量分别是最高50个谐波,无论是总谐波失真率(THD),还是基波成分,基波功率因数,谐波

含量,每相数,包含率等,都可以直接测量。


2.功率测量精度高达0.1%,最小测量电流低至50 ??

A,可测量功耗低至0.01 W


功率计的基本测量精度可以高达0.1%。由于采用了双分流技术,因此可以保持分流电阻的温度稳定变化,并且可以减少温度漂移,从小电流到大电流测量,都可以保证0.1%的功率测量精度。此外,PA310可以在5mA范围内以0.01 W的最高分辨率执行测量,符合国际标准(IEC62301,能源之星,SPECpower)。

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图9 谐波测试


3.标准的PAM主机软件可以实时监视和分析测量数据,并且可以通过标准的USB,RS-232,GPIB和以太网接口上传到PC。

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图10 上位机测试分析




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