茅于海：解析LED燈具的功率因數

　　其實，在非線性負載時，最大的問題是諧波電流，因為雖然諧波電流不能和基波電壓形成視在功率，但是諧波電流的平方乘以線路電阻就會引起熱損耗。而且這種諧波電流是無法采用簡單的電容或電感加以補償的。所以真正需要限制的是諧波電流值。而不是所謂的“功率因數”。

　　現在的有關規定是否合理

　　就算我們接受現有的普通功率因數測量儀所測得的LED燈具的功率因數值，但是到底是多少是允許的。按照美國能源之星規定凡是功率小于5瓦的LED燈具不要求功率因數。而大于5瓦則要求功率因數必須高于0.7。中國現在采用和美國一樣的規定。但深圳市LED產業標準聯盟的標準規定10W，PF>0.7；功率在10W-30W之間，PF>0.85；功率>30W，PF>0.9。比國家規定還要高。

　　但是這個規定顯然是不合理的。

　　1.為什么對于含汞的“節能燈”規定15瓦以上才有功率因數的要求，反而對于既節能又環保的LED燈具提出更為嚴格的要求。這顯然是對于節能減排促進LED燈具的推廣是有害而無益的。這使人不得不懷疑其中涉及某些大公司的利益。

　　2.大多數的LED燈具的功率因數都是負值，也就是容性負載。而絕大多數的家電都是感性負載，本來電業局都需要采用大型高壓電容在變壓器的次級加以補償，現在有了LED燈具可以在負載端就加以補償，這顯然是好事，為什么還要加以限制。

　　3.雖然現在很多LED驅動電源都加上了功率因數校正使其接近于1。但是具有諷刺意味的是，當初之所以很多LED驅動芯片公司全力開發高功率因數芯片的主要原因是為了能夠和可控硅調光器（Triac）相配合。因為原來的可控硅調光器只能用于功率因數為1的純阻白熾燈。現在LED燈具提高了功率因數所以就可以和可控硅調光器相配合了。但是采用可控硅調光器以后整體的功率因數卻隨著光線調暗而越來越差，直到小于0.5。而且整體的效率也越來越低，完全失去了LED的高效節能的優點。下面是作者實測的可控硅調光系統的功率因數值：

　　由表中可見，即使是功率因數已經改進至高于0.96的LED燈具，但是在和可控硅配合在一起進行調光時，當輸入功率從9.4W調到6W時，其整體的功率因數就從0.96降低到0.635.而無法滿足>0.7的要求了。更何況其整體的效率也非常低下。完全失去LED燈具的高效節能的優點了。

　　實際上LED的最大特點就是它很容易實現低功率模擬調光甚至無需功率的數字PWM調光。難以理解的是有關當局對于可控硅這樣一個幾十年以前的非常落后的調光器件卻沒有任何功率因數的限制，而且還對其去配合最先進的LED使用熟視無睹。這種配合美其名曰“與現存設備兼容”。而實際上是任意遷就落后！

　　最近我們從日本買來一些日本本國使用的LED球泡燈，并且測量了它的功率因數，所得結果如下：

　　由此看來，日本對于至少15W以下的球泡燈都沒有功率因數的要求。這對于LED燈具在日本的迅速推廣起了很大的促進作用。

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